DE102010026804A1

DE102010026804A1 - Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für ein Zylinderrollenlager

Info

Publication number: DE102010026804A1
Application number: DE201010026804
Authority: DE
Inventors: Rainer Sterker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-10
Filing date: 2010-07-10
Publication date: 2012-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes (16) für ein Zylinderrollenlager. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein entsprechend dem Umfang des zu fertigenden Lagerringes (16) abgelängter Bandmaterialabschnitt bschnittsenden verbundenen Ringelement geformt und anschließend beispielsweise durch Putzen, Härten und Schleifen fertig bearbeitet wird. Auf diese Weise kann der Materialaufwand, der beim Schmieden von Lagerringen infolge Schmiedeaufmaß und Schmiedeabfall gegeben ist, verringert werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für ein Zylinderrollenlager.
Hintergrund der Erfindung
Lagerringe für Wälzlager allgemein und insbesondere auch für Zylinderrollenlager werden üblicherweise durch Schmieden von Schmiederohlingen hergestellt. Ein Nachteil dieses Herstellungsverfahrens ist der verhältnismäßig hohe Materialaufwand durch Schmiedeaufmaß sowie durch Schmiedeabfall.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für eine kostengünstige Herstellung eines Lagerringes insbesondere für ein Zylinderrollenlager durch Minimierung des Materialeinsatzes zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ringförmige Bauelemente grundsätzlich auch durch Rundbiegen von abgelängtem Bandmaterial hergestellt werden können, welches mit unterschiedlichsten Querschnittsprofilen und in geeigneten Materialzusammensetzungen im allgemeinen preiswert zur Verfügung steht.
Die Erfindung geht daher aus von einem Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für ein Zylinderrollenlager. Zylinderrollenlager haben im Gegensatz beispielsweise zu Kugellagern oder Pendelrollenlagern üblicherweise einfache zylindrische Laufflächen für die Zylinderrollen, so dass sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für diesen Lagertyp eignet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein entsprechend dem Umfang des zu fertigenden Lagerringes abgelängter Bandmaterialabschnitt zu einem geschlossenen und in der Stoßfuge der Abschnittsenden verbundenen Ringelement geformt wird.
Aus der DE 10 2008 026 202 A1 ist es bereits bekannt, Lagerringe aus rundgebogenen Rohren bzw. Rohrabschnitten herzustellen. Die Rohre können jedoch nicht direkt Laufflächen insbesondere für Zylinderrollen bilden. In der vorbekannten Offenlegungsschrift bilden sie vielmehr nur die Abstützung für Drahtlaufringe, auf denen sich die Wälzkörper abwälzen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl radial innere als auch radial äußere Lagerringe hergestellt werden, wie im folgenden noch genauer dargelegt wird. Die Lagerringe können im einfachsten Fall aus einem einzigen Bandmaterialabschnitt geformt werden, dessen Querschnittsprofil im wesentlichen dem des zu fertigenden Lagerringes schon entspricht.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können jedoch auch mehrere Ringelemente zu einem Lagerring zusammengesetzt und miteinander zu einem Bauteil verbunden werden, deren Querschnittsprofile sich zu dem gewünschten Querschnittsprofil des zu fertigenden Lagerringes ergänzen.
Eine besonders einfache, aus mehreren Ringelementen zusammengesetzte Ausgestaltung eines Lagerringes sieht vor, dass zwei zu einer zur Lagerringachse senkrecht stehenden Symmetrieebene spiegelsymmetrische Ringelemente zu einem Lagerring zusammengesetzt werden.
Insbesondere für die Herstellung von Lagerringen mit Borden ist vorgesehen, dass ein zentrales, eine Lauffläche für Zylinderrollen bildendes Ringelement und wenigstens ein an eine Stirnseite desselben angesetztes, die Lauffläche axial begrenzendes Ringelement zu einem Lagerring zusammengesetzt werden. Auf diese Weise können Innenborde an Außenringen und Außenborde an Innenringen gebildet werden, wie anhand von Ausführungsbeispielen dargelegt werden wird.
Als Material für die erfindungsgemäßen Lagerringe kommt beispielsweise der Stahl 100Cr6 oder der Stahl 16MnCr5 zur Verwendung. Die Verbindung der Ringelemente an ihren Stoßfugen erfolgt durch Schweißen. Auch die Verbindung einzelner Ringelemente zu einem Lagerring erfolgt durch Schweißen.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Bandmaterial vor und/oder nach dem Ablängen durch Kaltwalzen auf Maß profiliert wird. Nach Fertigstellung des Lagerringes nach dem Biege- und Schweißvorgang kann dieser gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kaltgewalzt, gehärtet und anschließend geschliffen werden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass erst der fertige, gegebenenfalls aus mehreren Ringelementen zusammengesetzte Lagerring durch Ringkaltwalzen auf Maß profiliert und anschließend gehärtet und geschliffen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 einen Teil-Querschnitt eines aus einem Bandmaterialabschnitt geformten Lagerringes,
2 einen Teil-Querschnitt eines aus zwei Bandmaterialabschnitten geformten Lagerringes,
3 einen Teil-Querschnitt eines aus drei Bandmaterialabschnitten geformten äußeren Lagerringes,
4 einen Teil-Querschnitt eines aus drei Bandmaterialabschnitten geformten inneren Lagerringes,
5 in einer Teil-Querschnittsdarstellung zwei Ringelemente vor deren Verbindung zu einem Bauteil,
6–8 jeweils Ansichten ähnlich der 5, und
9 in einer Querschnittsdarstellung einen Außenring nach einem Ringwalzvorgang.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Der in 1 dargestellte Lagerring 2 ist beispielsweise aus einem durch Kaltwalzen auf Maß profilierten Bandmaterialabschnitt hergestellt, welcher zu einem geschlossenen Ringelement 3 gebogen worden ist und dessen eine Stoßfuge bildende Enden miteinander durch Schweißen verbunden wurden. Durch den Kaltwalzvorgang wurde ein weitgehend genaues Querschnittsprofil erreicht. Weitere Bearbeitungsschritten sind gegebenenfalls Putzen der Schweißnaht, Ringwalzen, Härten und Schleifen.
Der in 1 dargestellte Lagerring 2 kann sowohl als bordloser Außenring mit einer an dessen Innenumfang 4 ausgebildeten Lauffläche für die Wälzkörper (AR N) sowie auch als bordloser Innenring mit einer an dessen Außenumfang 6 ausgebildeten Lauffläche (IR NU) verwendet werden.
Der in 2 dargestellte Lagerring 8 ist aus zwei zu einer zu der nicht dargestellten Lagerringachse senkrecht stehenden Symmetrieebene 10 spiegelsymmetrisch ausgebildeten Ringelementen 12 und 14 zusammengesetzt. Das Ausgangsmaterial ist wiederum ein Draht- oder Flachmaterial, dessen Querschnittsgeometrie durch Kaltwalzen auf Maß gebracht wurde. Es folgen die Arbeitsschritte des Biegens, des Verschweißens der Stoßfuge und des Verputzens. Das Zusammensetzen der beiden Ringelemente 12, 14 erfolgt auf eine weiter hinten näher beschriebene Weise.
Auch der Lagerring 8 gemäß 2 kann in der anhand der 1 beschriebenen Weise als Außenring (AR N) oder Innenring (IR NU) verwendet werden.
3 zeigt einen radial äußeren, mit Borden versehenen Lagerring 16 (AR NU), welcher aus drei Ringelementen 18, 20, 22 zusammengesetzt ist. Das zentrale Ringelement 18 bildet an seinem Innenumfang 24 eine Lauffläche für die Wälzkörper. Die an die beiden Stirnseiten des Ringelementes 18 angesetzten Ringelemente 20 und 22 bilden die Borde.
4 zeigt einen radial inneren, mit Borden ausgestatteten Lagerring 26, welcher wiederum aus drei Ringelementen 28, 30, 32 zusammengesetzt ist. Das zentrale Ringelement 28 bildet an seinem Außenumfang 34 die Lauffläche für die Wälzkörper, die Ringelemente 30 und 32 bilden die Borde.
5 zeigt zwei Ringelemente 36 und 38, die zu einem Lagerring etwa entsprechend der 2 verfahrensgemäß zusammengesetzt werden sollen. An dem Ringelement 36 ist ein im Querschnitt keilartig ausgebildeter Ringwulst 40 entweder angeprägt oder angedreht, welcher beispielsweise bei einem Kondensatorentladungsschweißvorgang oder einem anderen Schweißverfahren das Schweißmaterial liefert. Als weitere Bearbeitungsschritte der ”weichen” Lagerringe folgen beispielsweise Einsetzen, Härten (Dornhärten) und Schleifen.
6 zeigt ebenfalls zwei Ringelemente 42 und 44, die zu einem Lagerring etwa gemäß der 2 zusammengesetzt werden sollen. Zu diesem Zweck sind an den einander zugewandten Außenkanten der Lagerringe 42, 44 radial außen Fasen 46 bzw. 48 ausgebildet, die ein herkömmliches Verschweißen erlauben, wie nicht im einzelnen dargelegt zu werden braucht. Die weiteren Bearbeitungsschritte entsprechen den anhand der 5 beschriebenen Arbeitsschritten.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem drei Ringelemente 50, 52 und 54 zu einem mit Borden ausgestatteten äußeren Lagerring (AR NU) etwa entsprechend der 3 zusammengesetzt werden sollen. An den dem zentralen Ringelement 50 zugewandten Innenflächen der Ringelemente 52 und 54 sind wiederum im Querschnitt keilförmige Ringwülste 56 bzw. 58 ausgebildet, die in der anhand der 5 beschriebenen Weise zum Schweißverbinden der Ringelemente 52, 54 mit dem Ringelement 50 dienen.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich der 7 mit drei Ringelementen 60, 62 und 64, die zu einem äußeren, mit Borden ausgestatteten Lagerring (AR NU) zusammengesetzt werden sollen. An dem zentralen Ringelement 60 sind an den äußeren Umfangskanten und den inneren Umfangskanten jeweils Fasen 66, 68 bzw. 70, 72 ausgebildet, die als normale Schweißfasen dienen.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein äußerer, mit Borden versehener Lagerring 74 aus einem einzigen Bandmaterialabschnitt durch Biegen zu einem Ringelement 76 und Verschweißen der Stoßfuge sowie anschließendes Ringwalzen auf das gewünschte Querschnittsprofil hergestellt worden ist. Als weitere Bearbeitungsschritte erfolgen eine Wärmebehandlung und ein Schleifvorgang.
Bezugszeichenliste

2: Lagerring
3: Ringelement
4: Innenumfang
6: Außenumfang
8: Lagerring
10: Symmetrieebene
12: Ringelement
14: Ringelement
16: Lagerring
18: Ringelement
20: Ringelement
22: Ringelement
24: Innenumfang
26: Lagerring
28: Ringelement
30: Ringelement
32: Ringelement
34: Außenumfang
36: Ringelement
38: Ringelement
40: Ringwulst
42: Ringelement
44: Ringelement
46: Fase
48: Fase
50: Ringelement
52: Ringelement
54: Ringelement
56: Ringwulst
58: Ringwulst
60: Ringelement
62: Ringelement
64: Ringelement
66: Fase
68: Fase
70: Fase
72: Fase
74: Lagerring
76: Ringelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008026202 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Lagerringes für ein Zylinderrollenlager, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein entsprechend dem Umfang des zu fertigenden Lagerringes (2) abgelängter Bandmaterialabschnitt zu einem geschlossenen und in der Stoßfuge der Abschnittsenden verbundenen Ringelement (3) geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ringelemente (12, 14) zu einem Lagerring (8) zusammengesetzt und miteinander zu einem Bauteil verbunden werden, deren Querschnittsprofile sich zu dem Querschnittsprofil des zu fertigenden Lagerringes (8) ergänzen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zu einer zur Lagerringachse senkrecht stehenden Symmetrieebene (10) spiegelsymmetrische Ringelemente (12, 14) zu einem Lagerring (8) zusammengesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentrales, eine Lauffläche für die Zylinderrollen bildendes Ringelement (18) und wenigstens ein an eine Stirnseite desselben angesetztes, die Lauffläche axial begrenzendes Ringelement (20, 22) zu einem Lagerring (16) zusammengesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenzusetzenden Ringelemente (36, 38; 42, 44) durch Schweißen miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial vor und/oder nach dem Ablängen durch Kaltwalzen auf Maß profiliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogenen, geschlossenen und gegebenenfalls zusammengesetzten Ringelemente (3; 12, 14; 76) durch Ringkaltwalzen auf Maß profiliert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogenen, geschlossenen und gegebenenfalls zusammengesetzten Ringelemente (3; 12, 14; 76) gehärtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gehärteten Ringelemente (3; 12, 14; 76) geschliffen werden.
Lagerring für ein Zylinderrollenlager, dadurch gekennzeichnet, dass er gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist.