DE102010051840A1

DE102010051840A1 - Lagerring

Info

Publication number: DE102010051840A1
Application number: DE102010051840A
Authority: DE
Inventors: Sven Claus; Peter Schuster
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-05-24
Also published as: WO2012065898A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagerring für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager, umfassend einen Trägerring (2; 7) aus einem gewickelten faserverstärkten Kunststoff, einen an dem Trägerring (2; 7) befestigten Funktionsring (3; 8) mit einer als Gleitfläche oder Wälzkörperlaufbahn ausgebildeten keramischen Funktionsfläche (4; 9), wobei der Funktionsring (3; 8) als formstabiler Ringkörper, insbesondere als formstabiler hohlzylindrischer Ringkörper, ausgebildet ist. Der Lagerring löst erfindungsgemäß die Aufgabe, einen einfach herstellbaren Lagerring mit einer keramischen Funktionsfläche anzugeben. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerrings für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager, wobei der Lagerring eine als Gleitfläche oder Wälzkörperlaufbahn ausgebildete keramische Funktionsfläche aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Lagerring mit einer keramischen Funktionsfläche, insbesondere einen Lagerring eines Gleitlagers mit einer keramischen Gleitfläche oder einen Lagerring eines Wälzlager mit einer keramischen Laufbahn, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings.
Aus dem Stand der Technik sind vollkeramische Lagerringe mit einem keramischen ringförmigen Korpus bekannt. Derartige vollkeramische Lagerringe sind aufgrund der spröden Materialeigenschaften der Keramik nur in einer sehr massiven Auslegung für Anwendungen mit mechanischer Wechselbelastung geeignet und setzen insbesondere eine aufwendige Fertigung voraus.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Lagerringe bekannt, die vollständig aus einem erhärteten, gewickelten Verbund aus kunststoffgetränkten Fasern ausgebildet sind.
DE 10 2009 038 418.9 , angemeldet am 21. August 2009, beschreibt einen Lagerring für ein Wälz- oder ein Gleitlager, der aus zwei aneinander befestigten Teilen ausgebildet ist, nämlich einem Trägerring aus einem gewickelten faserverstärkten Kunststoff, an dessen Mantelfläche eine Funktionsfläche, nämlich eine Laufbahn eines Wälzlagers oder eine Gleitfläche eines Gleitlagers, ausgebildet ist, wobei die Funktionsfläche durch eine keramische Beschichtung ausgebildet ist. Die Beschichtung ist in einem naßchemischen Abscheideverfahren oder einem plasma-unterstützten oder einem Spritzverfahren als dünne Schicht mit einer Dicke von ca. 10 μm bis ca. 10 Millimetern Dicke, insbesondere von ca. 200 μm Dicke, aufgetragen.
DE 10 2010 006 423.8 , angemeldet am 01. Februar 2010, beschreibt einen Lagerring für ein Lager, mit einem metallischen Trägerring und einem an dem Trägerring befestigten keramischen Funktionsring, wobei der Funktionsring eine keramische Funktionsfläche, nämlich eine Gleitfläche oder eine Laufbahn, aufweist. Der Trägerring und der Funktionsring sind beispielsweise durch Kleben, Löten oder durch eine formschlüssige Verbindung wie eine Bördelung oder eine Schraubverbindung miteinander verbunden.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen einfach herstellbaren Lagerring mit einer keramischen Funktionsfläche anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lagerring gelöst, der einen Trägerring aus einem gewickelten faserverstärkten Kunststoff sowie einen an dem Trägerring befestigten Funktionsring mit einer als Gleitfläche oder Wälzkörperlaufbahn ausgebildeten keramischen Funktionsfläche umfasst, wobei der Funktionsring als formstabiler Ringkörper, insbesondere als formstabiler hohlzylindrischer Ringkörper, ausgebildet ist. In den Ringkörper ist dabei die Funktionsfläche, insbesondere eine Wälzkörperlaufbahn oder eine Gleitfläche, eingearbeitet. Aufgrund der Formstabilität des Ringkörpers, den der Funktionsring mit der Funktionsfläche ausbildet, lässt sich der Lagerring auf einfache Weise herstellen, indem der Ringkörper mit dem faserverstärkten Kunststoff umwickelt wird, das nach dem Aushärten den Trägerring ausbildet. Nach dem Umwickeln ist für den keramischen Funktionsring keine weitere Bearbeitung mehr erforderlich. Der Ringkörper lässt sich als bereits fertig bearbeitetes Teil bereitstellen, so dass eine Nachbearbeitung der keramischen Funktionsfläche entfallen kann. Der Ringkörper kann insbesondere als hohlzylindrischer Ringkörper mit mindestens einer, äußeren oder inneren, zylindrischen Mantelfläche ausgebildet sein. Der Ringkörper weist als keramisches Teil eine Sinterhaut auf, die an dem Ringkörper verbleiben kann, da die Sinterhaut an der Grenzfläche zu dem Tragring die Haftung des Tragrings an dem Funktionsring verbessert; insbesondere kann eine aufwendige Nachbearbeitung des Ringkörpers nach dem Sintern und vor dem Umwickeln entfallen.
Die Erfindung betrifft damit ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerrings für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager, wobei der Lagerring eine als Gleitfläche oder Wälzkörperlaufbahn ausgebildete keramische Funktionsfläche aufweist, mit den wesentlichen Schritten: Bereitstellen eines Funktionsrings mit der Funktionsfläche, und Herstellen eines an dem Funktionsring befestigten Trägerrings durch Umwickeln des Funktionsrings mit einem faserverstärkten Kunststoff.
Der Trägerring weist eine geringere Dichte als der keramische Funktionsring auf, so dass der insgesamt als Verbund des Funktionsrings mit dem Trägering erhaltene Lagerring ein geringeres Gewicht im Vergleich zu einem vollkeramischen Lagerring gleicher Abmessungen aufweist. Der Trägerring übernimmt die mechanische Abstützung; der Funktionsring kann sich auf die Bereiche des Lagerrings beschränken, für die die keramischen Eigenschaften, insbesondere eine Verschleißbeständigkeit, gefordert ist. Die Dicke des Trägerrings im Vergleich zu der Dicke des Funktionsrings lässt sich bei dem Wickelprozess einstellen. Insbesondere lässt sich der Funktionsring im Hinblick auf vorgegebene Anschlussmaße einstellen und ausbilden. Die abweichenden Materialeigenschaften des Trägerrings sowie des Funktionsrings kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn in einer Anwendung verschiedene Steifigkeiten, speziell abweichende Elastizitätsmodule, oder thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Lagerring und einer Lageraufnahme auszugleichen sind.
Ist der Lagerring als äußerer Lagerring ausgebildet, an dessen innerer Mantelfläche die keramische Funktionsfläche des Funktionsrings vorgesehen ist, lässt sich der Trägerring durch Umwickeln der äußeren Mantelfläche des Funktionsrings einfach herstellen.
Ist der Lagerring als innerer Lagerring vorgesehen, an dessen äußerer Mantelfläche die keramische Funktionsfläche des Funktionsrings ausgebildet ist, kann vorgesehen sein, die innere Mantelfläche mit dem Material des Trägerrings durch Wickeln zu versehen; alternativ hierzu, einen mit dem Material des Trägerrings umwickelten Dorn bereitzustellen, auf den die innere Mantelfläche des Funktionsrings gepresst und damit verbunden wird. Abschließend kann der Dorn entfernt werden.
Vorzugsweise ist hinsichtlich des Lagerrings vorgesehen, dass der Kunststoff des Trägerrings harzgetränkte Fasern umfasst, die den Funktionsring abschnittsweise umlaufen. Die harzgetränkten Fasern lassen sich als langgestreckte, im wesentlichen eindimensionale Fäden um den Funktionsring wickeln und umgeben den Funktionsring mindestens abschnittsweise entlang des Umfangs, insbesondere können die Fasern den Funktionsring mehrfach umlaufen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kunststoff des Trägerrings ein harzgetränktes Gewebe umfasst, das um den Funktionsring gewickelt ist. Das Gewebe lässt sich dabei als flächiges harzgetränktes Bandmaterial um den Funktionsring wickeln.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Trägerring als lagenweise gepresster Verbund ausgebildet ist. Die Pressung der Lagen erhöht dabei die Dichte des Materials des Trägerrings sowie die Anbindung des Trägerrings an den Funktionsring.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Funktionsring eine aufgerauhte Oberfläche an der Grenzfläche zu dem Trägerring aufweist, insbesondere, dass die Rauhigkeit R_A der Oberfläche des Funktionsrings ca. 1,0 bis ca. 3,5 μm beträgt. Die aufgerauhte Oberfläche des Funktionsrings verbessert die Anbindung des Trägerrings an den Funktionsring. Gesinterte Keramiken weisen dabei nach dem Sintern Rauhigkeiten auf, die für eine verbesserte Anbindung des Trägerrings ausreichend sind, so dass eine Nachbearbeitung des Funktionsrings nicht erforderlich ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Funktionsring an einer Grenzfläche zu dem Trägerring eine Oberflächenstrukturierung, insbesondere mindestens eine umlaufende Nut oder Rippe, umfasst. Die Nut bzw. die Rippe verbessert dabei die Befestigung des Trägerrings an dem Funktionsring, indem ein Formschluss zwischen dem Trägerring und dem Funktionsring ausgebildet wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Trägerring mindestens eine Stirnfläche des Funktionsrings übergreift. Die übergriffene Stirnfläche dient dabei zur im wesentlichen formschlüssigen Festlegung des Funktionsrings in dem Trägerring. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Bereich der übergriffenen Stirnfläche eine Mantelfläche des Funktionsrings, insbesondere die Funktionsfläche des Funktionsrings abschnittsweise bündig mit einem Abschnitt der Mantelfläche des Trägerrings abschließt.
Wenn der Trägerring mindestens eine Stirnfläche des Funktionsrings übergrifft, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein mit dem Trägerring einteiliger Führungsbord ausgebildet wird, wobei der Trägerring über die angrenzende Funktionsfläche übersteht und der Überstand eine Führungsfläche des Führungsbords bildet.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels sowie eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerrings, die beide gemäß einer beispielhaften Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurden,
2 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines dritten und eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerrings, und
3 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht eines fünften und eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagerrings.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt einen ersten Lagerring 1, der als Außenring eines als Wälzlager ausgebildeten Lagers ausgestaltet ist. Der erste Lagerring 1 umfasst einen Trägerring 2 aus einem gewickelten faserverstärkten Kunststoff, und einen an dem Trägerring 2 entlang einer gemeinsamen Kontaktfläche befestigten Funktionsring 3 mit einer als Wälzkörperlaufbahn 4 ausgebildeten keramischen Funktionsfläche. Der Funktionsring 3 ist als formstabiler, insbesondere hohlzylindrischer Ringkörper ausgebildet, in den die Wälzkörperlaufbahn 4 eingebracht ist.
Der Trägerring 2 wird durch einen gewickelten, mit Glasfasern faserverstärkten Kunststoff gebildet, der um eine äußere Mantelfläche 5 des Funktionsrings 3 gewickelt ist. Das Material des Trägerrings 2 umfasst dabei mit einem Phenol- oder einem Epoxidharz getränkte fadenförmige Fasern aus einem Kunststoff, wobei die Fasern die äußere Mantelfläche 5 mindestens abschnittsweise, insbesondere die äußere Mantelfläche 5 mehrfach umlaufend um den Funktionsring 3 gewickelt sind. Nach einem Aushärten des Harzes ergibt sich ein fester, formstabiler Trägerring 2, der an der äußeren Mantelfläche 5 des Funktionsrings 3 fest angebracht ist. Das Material des Trägerrings 2 kann weitere Stoffe enthalten, beispielsweise Zusätze wie Keramikteilchen oder Füllstoffe wie einem Elastomer, insbesondere einem Kautschuk, enthalten, die die mechanischen oder elektrischen Eigenschaften des Trägerrings 2 beeinflussen.
Der Funktionsring 3 weist ein vollkeramisches Korpus aus einer Siliziumnitrid-basierten Keramik auf. Das vollkeramische Korpus des Ringkörpers des Funktionsrings weist in diesem Fall eine glatte, durch Schleifen nachbearbeitete äußere Mantelfläche 5 auf, auf der das Material des Trägerrings 2 insbesondere durch die Klebwirkung des Harzes bzw. durch einen Schrumpfprozess bei dem Aushärten des Harzes fest haftet. Eine derartige Nachbehandlung des gesinterten Funktionsrings 3, bei der insbesondere die Sinterhaut im Bereich der äußeren Mantelfläche 5 entfernt wird, ist jedoch nicht zwingend erforderlich und kann unterbleiben.
Bei der Herstellung des Lagerrings 1 ist dabei vorgesehen, in einem ersten Schritt den Funktionsring 3 als formstabilen hohlzylindrischen und vollkeramischen Ringkörper mit der Wälzkörperlaufbahn 4 bereitzustellen, und in einem zweiten Schritt den Trägerring 2 durch Umwickeln der äußeren Mantelfläche 5 des Funktionsrings 3 mit einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere dem mit Glasfasern verstärkten Harz, herzustellen, so dass nach dem Erhärten des Harzes sich ein fester Verbund aus dem Funktionsring 3 und dem Trägerring 2 bildet.
1 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel einen zweiten Lagerring 6, der als Innenring des Wälzlagers ausgebildet ist. Der zweite Lagerring 6 umfasst einen Trägerring 7 aus einem faserverstärkten Kunststoff, nämlich dem gleichen Material wie der Trägerring 2 des ersten Lagerrings 1, und einen Funktionsring 8 aus dem gleichen Material wie der Funktionsring 3 des ersten Lagerrings 1. Der Funktionsring 8 des zweiten Lagerrings 6 weist eine Funktionsfläche 9 auf, die ebenfalls als Wälzkörperlaufbahn ausgebildet ist. Der Funktionsring 8 des zweiten Lagerrings 6 ist ebenfalls als formstabiler hohlzylindrischer Ringkörper ausgebildet.
Die Befestigung des Trägerrings 7 an dem Funktionsring 8 kann grundsätzlich ebenfalls durch einen Wickelprozess ausgeführt werden, bei dem das Material des Trägerrings 7 an eine innere Mantelfläche 10 durch innenseitiges Einwickeln der inneren Mantelfläche 10 mit einem harzgetränkten Kunststoff ausgeführt wird.
Für eine einfachere Herstellung des zweiten Lagerrings 6 ist jedoch vorgesehen, dass der zuerst ein zylindrischer Dorn mit dem Material des Trägerrings 7 umwickelt wird und danach auf den noch nicht ausgehärteten Trägerring 7 der Funktionsring 8 so aufgepresst wird, dass entlang der inneren Mantelfläche 10 des Funktionsrings 8 eine gemeinsame Kontaktfläche zu dem Trägerring 7 entsteht. Nach dem Aushärten des Materials des Trägerrings 7 wird der Dorn entfernt. Der Dorn kann insbesondere aufweitbar sein und mit einer festen Vorspannung beaufschlagt werden, um einem Schrumpfen des faserverstärkten Kunststoffes während des Aushärtens entgegenzuwirken und das erhärtende Material mit einem gleichmäßigen Druck zu beaufschlagen. Der aufweitbare Dorn unterstützt dabei die Festigkeit der Verbindung des Trägerrings 2 mit dem Funktionsring 3.
Die beiden in 1 dargestellten Lagerringe 1, 6 weisen jeweils einen formstabilen, vollkeramischen Ringkörper mit einer zylindrischen Mantelfläche 5, 10 auf. Die Wanddicke der beiden Ringkörper der beiden Funktionsringe 3, 8 beträgt jeweils ca. 0,5 cm, so dass die Ringkörper als selbsthaltende, rohrförmige Teile ausgebildet sind, die bei den mechanischen Belastungen des Umwickelns mit dem faserverstärkten Kunststoff bzw. des Aufpressens auf den umwickelten Dorn nicht beschädigt werden und insbesondere ihre vorgegebenen Maße beibehalten. Die Ringkörper beider Funktionsringe 3, 8 weisen dabei eine Wanddicke auf, die der Dicke des jeweiligen Trägerrings 2, 7 im wesentlichen entspricht und bei Bedarf deutlich übersteigen kann. Die Dicke der Trägerringe 2, 7 lässt sich während der Herstellprozesses einstellen.
Bei der folgenden Beschreibung des dritten bis sechsten Ausführungsbeispiels bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder in ihrer technischen Funktion vergleichbare Merkmale; es sollen insbesondere die Unterschiede zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen herausgestellt werden.
2 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel einen ersten Lagerring 1, der als Außenring des Wälzlagers ausgebildet ist. Der Funktionsring 3 des ersten Lagerrings 1 weist eine äußere Mantelfläche 5 mit einer an der Grenzfläche zu dem Trägerring 2 aufgerauhten Oberfläche 11 auf, wobei die Rauhigkeit R_A der Oberfläche des Funktionsrings 3 ca. 1,0 bis ca. 3,5 μm beträgt, und wobei die gemittelte Rauhigkeit ca. 2,0 μm beträgt. Eine derartige Rauhigkeit ergibt sich nach dem Sintern des Korpus des Funktionsrings 3 ohne weiteres Zutun, so dass eine Nachbearbeitung der äußeren Mantelfläche 5 des Funktionsrings 3 entfallen kann, da der gesinterte Funktionsring 3 bereits die erforderliche Rauhigkeit aufweist.
2 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel einen zweiten Lagerring 6, der als Innenring des Wälzlagers ausgebildet ist. Der Funktionsring 8 des zweiten Lagerrings 6 weist an der inneren Mantelfläche 10 an der Grenzfläche zu dem Trägerring 7 eine makroskopische Oberflächenstrukturierung auf, nämlich zwei umlaufende Rippen 12, 13, die eine umlaufende Nut 14 begrenzen. Die Rippen 12, 13 sind dabei als Freischnitte in dem Korpus des Ringkörpers ausgebildet. Die Nut 14 ist in Höhe der Wälzkörperlaufbahn 9 ausgebildet und bewirkt eine Materialschwächung im dem an die Wälzkörperlaufbahn 9 angrenzenden Bereich des Funktionsrings 3, die durch die elastischen Eigenschaften des faserverstärkten Kunststoffs des angrenzenden Trägerrings 7 aufgefangen werden.
Es kann abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, die durch die Rippen 12, 13 bewirkte Materialverbreiterung im Bereich der Höhe der Wälzkörperlaufbahn 9 an der inneren Mantelfläche 10 vorzusehen, um Kräfte im Betrieb des Lagers besser auffangen zu können. Die Rippen 12, 13 sowie die Nut 14 ermöglichen eine verbesserte Anbindung des Materials des Trägerrings 7 an den Funktionsring 8, der abschnittsweise eine formschlüssige Verbindung ausbildet.
3 zeigt als fünftes Ausführungsbeispiel einen ersten Lagerring 1, der als Außenring des Wälzlagers ausgebildet ist, wobei der erste Lagerring 1 einen Trägerring 2 aus einem faserverstärkten Kunststoff sowie einen Funktionsring 3 mit einer aufgerauten Oberfläche 11 an der äußeren Mantelfläche 5, die die Grenzfläche zu dem Trägerring 2 bildet, aufweist. Der hohlzylindrische Ringkörper des Funktionsrings 3 weist zwei Stirnflächen 15, 16 auf, die der Trägerring 2 übergreift und an denen der Trägerring 2 befestigt ist. Der Funktionsring 3 ist damit in dem Trägerring 2 aufgenommen und in axialer Richtung gesichert. Ein Abschnitt einer inneren Mantelfläche 17 des ersten Lagerrings 1 wird durch den Trägerring 2 gebildet; dieser Abschnitt schließt bündig mit einer inneren Mantelfläche 18 des Funktionsrings 2 ab, wobei innerhalb der inneren Mantelfläche 18, im wesentlichen mittig zwischen den beiden Stirnflächen 15, 16, die als Wälzkörperlaufbahn ausgebildete Funktionsfläche 4 ausgebildet ist. Das Übergreifen der Stirnflächen 15, 16 durch das Material des Trägerrings 2 lässt sich bei dem Umwickeln des Ringkörpers des Funktionsrings 3 leicht erreichen, indem der faserverstärkte Kunststoff auch zu beiden Seiten der äußeren Mantelfläche 5, angrenzend an die beiden Stirnflächen 15, 16, abgelegt wird.
3 zeigt als sechstes Ausführungsbeispiel einen zweiten Lagerring 6, der als Innenring des Wälzlagers ausgebildet ist, wobei der zweite Lagerring 6 einen Funktionsring 8 sowie einen Trägerring 7 umfasst. Der Funktionsring 8 weist zwei Rippen 12, 13 sowie eine Nut 14 auf. Der Trägerring 7 übergreift beide Stirnflächen 19, 20 des Funktionsrings 8.
Bei dem vorstehend beschriebenen fünften und sechsten Ausführungsbeispiel war jeweils vorgesehen, dass der die Stirnflächen 15, 16 bzw. 19, 20 des Funktionsrings 3, 8 übergreifende Trägerring 2, 7 an einer Mantelfläche, beispielsweise der inneren Mantelfläche 18 des fünften Ausführungsbeispiels, bündig mit dem Funktionsring 3, 8 abschließt. Es kann weiter vorgesehen sein, dass der Trägerring 2, 7 den Funktionsring 3, 8 im Bereich der Stirnflächen 15, 16, 19, 20 nicht nur übergreift, sondern über den Funktionsring 3, 8 in radialer Richtung, also in Richtung der Drehachse des Lagerrings 1, 2, übersteht, so dass sich ein Führungsbord ausbildet, an dem beispielsweise ein Käfig des Wälzlagers geführt werden kann. Der gebildete Führungsbord ist in diesem Fall mit dem Trägerring einteilig ausgebildet.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, dem denen die den Kunststoff verstärkenden Fasern Glasfasern umfassten. Es versteht sich, dass die Fasern auch aus einem anderen Material wie beispielsweise Graphit, Aramid, PTFE oder Kohle bzw. aus einem Metall ausgebildet sein können. Es versteht sich weiter, dass der Kunststoff zusätzlich zu den verstärkenden Fasern auch Additive wie MoS₂, WS₂, Graphit oder PTFE als Schmiermittel enthalten kann.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, bei denen der Lagerring 1, 6 jeweils Teil eines Wälzlagers war, so dass die Funktionsfläche 4, 9 als Wälzkörperlaufbahn ausgebildet war und nur einen Abschnitt einer Mantelfläche des Funktionsrings umfasste. Es versteht sich, dass der Lagerring auch Teil eines Gleitlagers sein kann; in diesem Fall ist die Funktionsfläche 4, 9 als Gleitfläche ausgebildet und umfasst beispielsweise die gesamte innere Mantelfläche 18 des Funktionsrings 3 des fünften Ausführungsbeispiels oder die gesamten äußere Mantelfläche 21 des Funktionsrings 8 des sechsten Ausführungsbeispiels.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war das Korpus des Ringkörpers des Funktionsrings 3, 8 jeweils aus einer Siliziumnitridbasierten Keramik ausgebildet. Es versteht sich, dass andere keramische Materialien, wie beispielsweise Siliziumkarbid, vorgesehen sein können, beispielsweise oxidische Keramiken wie insbesondere Zirkonoxid (ZrO₂), oder eine Mischung verschiedener Keramiken.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen umfasste das Material des Trägerrings 2, 7 jeweils einen ausgehärteten Verbund aus harzgetränkten Fasern, die um den Funktionsring 3, 8 gewickelt waren. Es versteht sich, dass der faserverstärkte Kunststoff des Trägerrings 2, 7 auch durch ein harzgetränktes Gewebe ausgebildet sein kann, das flächig, insbesondere mehrlagig, um den Funktionsring gewickelt ist, wobei alternativ oder ergänzend hierzu der Trägerring 2, 7 auch als lagenweise gepresster Verbund ausgebildet sein kann.
Bezugszeichenliste

1: erster Lagerring
2: Trägerring
3: Funktionsring
4: Funktionsfläche
5: äußere Mantelfläche des Funktionsrings 3
6: zweiter Lagerring
7: Trägerring des zweiten Lagerrings 6
8: Funktionsring des zweiten Lagerrings 6
9: Funktionsfläche des Funktionsrings 8
10: innere Mantelfläche des Funktionsrings 8
11: aufgerauhte Oberfläche
12: Rippe
13: Rippe
14: Nut
15: Stirnfläche
16: Stirnfläche
17: innere Mantelfläche des ersten Lagerrings 1
18: innere Mantelfläche des Trägerrings 2
19: Stirnfläche
20: Stirnfläche
21: äußere Mantelfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009038418 [0004]
DE 102010006423 [0005]

Claims

Lagerring für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager, umfassend einen Trägerring (2; 7) aus einem gewickelten faserverstärkten Kunststoff, einen an dem Trägerring (2; 7) befestigten Funktionsring (3; 8) mit einer als Gleitfläche oder Wälzkörperlaufbahn ausgebildeten keramischen Funktionsfläche (4; 9), wobei der Funktionsring (3; 8) als formstabiler Ringkörper, insbesondere als formstabiler hohlzylindrischer Ringkörper, ausgebildet ist.
Lagerring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Trägerrings (2; 7) harzgetränkte Fasern umfasst, die den Funktionsring (3; 8) mindestens abschnittsweise umlaufen.
Lagerring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Trägerrings ein harzgetränktes Gewebe umfasst, das um den Funktionsring gewickelt ist.
Lagerring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring als lagenweise gepresster Verbund ausgebildet ist.
Lagerring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsring (3) eine aufgerauhte Oberfläche (11) an der Grenzfläche zu dem Trägerring (2) aufweist, insbesondere, dass die Rauhigkeit R_A der Oberfläche des Funktionsrings ca. 1,0 bis ca. 3,5 μm beträgt.
Lagerring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsring (3) an einer Grenzfläche zu dem Trägerring (2) eine Oberflächenstrukturierung, insbesondere mindestens eine umlaufende Nut (14) oder Rippe (12, 13), umfasst.
Lagerring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring (2; 7) mindestens eine Stirnfläche (15, 16; 19, 20) des Funktionsrings (3; 8) übergreift.
Lagerring nach Anspruch 7, weiter umfassend einen mit dem Trägerring einteiligen Führungsbord.
Verfahren zum Herstellen eines Lagerrings für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager, wobei der Lagerring eine als Gleitfläche oder Wälzkörperlaufbahn ausgebildete keramische Funktionsfläche aufweist, mit den Schritten: Bereitstellen eines Funktionsrings (3) mit der Funktionsfläche (4), und Herstellen eines an dem Funktionsring (3) befestigten Trägerrings (2) durch Umwickeln des Funktionsrings (3) mit einem faserverstärkten Kunststoff.