DE102011004904A1

DE102011004904A1 - Lagerring und Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings

Info

Publication number: DE102011004904A1
Application number: DE102011004904A
Authority: DE
Inventors: Thilo Von Schleinitz
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2031-03-02
Also published as: DE102011004904B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagerring (1) mit wenigstens einer Bohrung (2). In der Bohrung (2) ist eine als ein separates Bauteil ausgebildete Gewindehülse (3) angeordnet. Die Gewindehülse (3) weist ein erstes axiales Ende (8) und ein zweites axiales Ende (10) auf. Im Bereich zwischen dem ersten axialen Ende (8) und dem zweiten axialen Ende (10) weist die Gewindehülse (3) ein Innengewinde (7) auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lagerring und ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Lager mit einem derartigen Lagerring, insbesondere ein Lager einer Windkraftanlage.
Lagerringe sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und kommen beispielsweise in Lager zur drehbaren Lagerung von Maschinenteilen zum Einsatz. Insbesondere bei Lagerringen mit großen Abmessungen kann vorgesehen sein, dass Schraubverbindungen direkt mit dem Lagerring ausgebildet werden und der Lagerring zu diesem Zweck eine oder mehrere Gewindebohrungen aufweist. Ein typisches Einsatzgebiet von Lager mit vielen Schraubverbindungen sind Windkraftanlagen. Dort kommen beispielsweise Lager zum Einsatz, die jeweils mehr als 200 Schraubverbindungen aufweisen. Mit den Schraubverbindungen können beispielsweise Dichtungsträger, Sensoren, Leitungen von Schmiersystemen oder Kühlsystemen oder sonstige Peripheriekomponenten am Lagerring befestigt sein. Außerdem können mittels Schraubverbindungen das Lager für Transport und Montage zusammengehalten werden, Ösen für das Anbringen von Hebewerkzeugen fixiert werden, eine Vormontage von Anschlussbauteilen durchgeführt werden usw. Insbesondere bei großen Lagerringen in Kombination mit kleinen Gewindedurchmessern ist die Ausbildung von Schraubverbindungen mittels Gewindebohrungen im Lagerring angesichts der großen Materialdicke des Lagerrings in vielen Fällen die einzige praktikable Lösung. Außerdem ist ein Überstand über die Oberfläche des Lagerrings, der sich bei einer Verwendung einer Schraubenmutter anstelle einer Gewindebohrung zwangsläufig ergibt, mitunter nicht möglich. In vielen Fällen scheitert die Verwendung von Schraubenmuttern auch daran, dass bei der Montage nur eine Seite des Lagerrings zugänglich ist. Ein weiterer Fall, bei dem eine Gewindebohrung nicht lediglich durch eine Schraubenmutter ersetzt werden kann ist der Verschluss eines Schmierkanals durch einen Schraubverschluss. Außerdem haben Gewindebohrungen im Lagerring den Vorteil, dass bei der Ausbildung der Schraubverbindung die Handhabung von Schraubenmuttern entfällt und die Ausbildung der Schraubverbindung daher mit einem geringen Aufwand durchgeführt werden kann.
Allerdings ist die Herstellung einer Gewindebohrung in einem Lagerring, die in der Regel erst nach dem Harten des Lagerrings durchgeführt wird, mit einem vergleichsweise hohen Aufwand verbunden und es besteht beispielsweise das Risiko, dass der Gewindebohrer abbricht und im Lagerring stecken bleibt. In einem solchen Fall kann der Gewindebohrer häufig nur mit großem Zeitaufwand wieder entfernt werden. Insbesondere bei großen Lagerringen mit einer Vielzahl von Gewindebohrungen stellt die Ausbildung der Gewindebohrungen einen nennenswerten Zeit- und Kostenfaktor bei der Herstellung des Lagerrings dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausbildung einer Schraubverbindung mit einem Lagerring mit einem möglichst geringen Aufwand zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.
Der erfindungsgemäße Lagerring weist wenigstens eine Bohrung auf. In der Bohrung ist eine als ein separates Bauteil ausgebildete Gewindehülse angeordnet. Die Gewindehülse weist ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende auf. Im Bereich zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende weist die Gewindehülse ein Innengewinde auf.
Die erfindungsgemäße Gewindehülse hat den Vorteil, dass sie mit einem vergleichsweise geringen Aufwand die Ausbildung einer Schraubverbindung mit eifern Lagerring ermöglicht. Im Vergleich zum Ausbilden einer Gewindebohrung direkt im Lagerring entfällt das zeitaufwändige und riskante Einschneiden des Gewindes. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine zylindrische Bohrung niedrigere Kerbspannungen als eine Gewindebohrung hervorruft. Außerdem ist es von Vorteil, dass die Bohrung in sehr geringer Qualität ausgeführt sein kann und insbesondere nicht glatt und nicht präzise maßhaltig sein muss. Das ermöglicht eine sehr schnelle und damit kostengünstige Herstellung der Bohrung.
Die Gewindehülse kann stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Lagerring verbunden sein. Eine stoffschlüssige Verbindung kann mit besonders geringem Aufwand hergestellt werden. Mit einer formschlüssigen Verbindung kann mit einer hohen Prozesssicherheit eine besonders hohe Ausreißkraft der Gewindehülse erreicht werden. Außerdem können Druckspannungen, die bei einer kraftschlüssigen Verbindung beispielsweise durch ein radiales Aufspreizen der Gewindehülse erzeugt würden, weitgehend vermieden werden. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung lässt sich eine besonders hohe Haftkraft erreichen, wenn die Bohrung keine glatte Wand aufweist. Demgemäß ist eine Bohrung geringer Qualität, die sich mit einer hohen Fertigungsgeschwindigkeit herstellen lässt, sogar von Vorteil.
Bei der stoffschlüssigen Verbindung kann es sich um eine Klebeverbindung handeln. Diese lässt sich einfach und kostengünstig herstellen, wobei der Lagerring nicht belastet wird. Beispielsweise kann ein Klebstoff, auf Epoxydharzbasis oder auf Polyurethanbasis, insbesondere Urethanmetacrylat, zum Einsatz kommen. Mit derartigen Klebstoffen lassen sich bei einfacher Handhabung hochfeste Verbindungen herstellen. Es eignen sich sowohl Ein- als auch Zweikomponentenklebstoffe. Ebenso kann es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Lötverbindung handeln.
Bei der formschlüssigen Verbindung kann es sich um eine in Axialrichtung der Bohrung formschlüssige Verbindung handeln.
Die Abmessungen der Gewindehülse können so auf die Abmessungen der Bohrung abgestimmt sein, dass die Gewindehülse bündig mit der Oberfläche des Lagerrings abschließt oder gegenüber der Oberfläche in die Bohrung hinein zurück versetzt ist.
Die Bohrung kann als eine Sacklochbohrung ausgebildet sein, die im Lagerring blind endet. Dies ermöglicht es, die Bohrarbeit auf ein zur Erzielung der geforderten Ausreißkraft der Gewindehülse benötigtes Minimum zu beschränken. Ebenso ist es auch möglich, dass die Bohrung als eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die sich vollständig durch den Lagerring hindurch erstreckt.
Die Bohrung kann in wenigstens einem Axialabschnitt radial erweitert sein. Der Axialabschnitt kann sich bis zur Oberfläche des Lagerrings erstrecken, so dass in der Oberfläche des Lagerrings eine Senkung ausgebildet ist. Ebenso ist es auch möglich, dass der Axialabschnitt von der Oberfläche des Lagerrings beabstandet angeordnet ist, so dass in der Bohrung ein Hinterschnitt ausgebildet ist. Die Bohrung kann auch beide Arten von Axialabschnitten gemeinsam aufweisen. Die radiale Erweiterung kann durch Fräsen und bei geeigneter Geometrie auch durch Bohren hergestellt sein.
Durch die Senkung und/oder den Hinterschnitt kann ein Reservoir zur Aufnahme überschüssigen Materials, das bei der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung anfällt, ausgebildet sein. Dadurch kann ein etwaiger Verfahrensschritt zum Entfernen von Klebstoffresten usw. von der Oberfläche des Lagerrings entfallen. Durch einen formschlüssigen Eingriff zwischen der Gewindehülse und dem Lagerring im Bereich der Senkung und/oder im Bereich des Hinterschnitts kann die formschlüssige Verbindung ausgebildet sein.
Die Gewindehülse kann im Bereich ihres ersten axialen Endes einen geschlossenen Boden aufweisen. Dadurch kann verhindert werden, dass Material, welches zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung verwendet wird, in den Bereich des Innengewindes vordringt und dadurch die Funktionsfähigkeit des Innengewindes beeinträchtigt wird.
Weiterhin kann die Gewindehülse in wenigstens einem Axialabschnitt radial erweitert sein. Insbesondere kann die Gewindehülse im Bereich ihres zweiten axialen Endes einen radial nach außen überstehenden Flansch aufweisen. Ein derartiger Flansch kann beispielsweise als Anschlag beim Einsetzen der Gewindehülse in die Bohrung oder zur Ausbildung einer Formschluss-Verbindung zwischen der Gewindehülse und dem Lagerring dienen. Ebenso kann die Gewindehülse eine radiale Verdickung aufweisen, die vom zweiten axialen Ende der Gewindehülse beabstandet angeordnet ist. Die radiale Verdickung kann auch vom ersten axialen Ende der Gewindehülse beabstandet angeordnet sein. Mit der radialen Verdickung kann eine Formschluss-Verbindung zwischen der Gewindehülse und dem Lagerring ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Gewindehülse als eine Blindnietmutter ausgebildet sein.
Die Gewindehülse kann auf ihrer Außenseite wenigstens bereichsweise eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Dadurch lässt sich eine sehr belastbare Stoffschlussverbindung ausbilden. Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise durch eine Riffelung oder Rändelung gebildet sein. Die Gewindehülse kann aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sein.
Der Lagerring kann eine Wälzkörperlaufbahn oder eine Gleitfläche aufweisen. Außerdem kann der Lagerring aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sein. Dabei kann der Lagerring wenigstens bereichsweise gehärtet sein.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Lager mit einem vorstehend beschriebenen Lagerring. Das Lager kann zur drehbaren Lagerung eines Maschinenteils ausgebildet sein. Weiterhin kann das Lager als ein Wälzlager oder als ein Gleitlager ausgebildet sein. Insbesondere kann das Lager als ein Lager einer Windkraftanlage ausgebildet sein.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird im Lagerring wenigsten eine Bohrung ausgebildet. In die Bohrung wird eine Gewindehülse, die ein Innengewinde aufweist, das in einem Bereich zwischen einem ersten axialen Ende und einem zweiten axialen Ende angeordnet ist, eingesetzt. Die Gewindehülse wird stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Lagerring verbunden.
Vor dem Einsetzen der Gewindehülse in die Bohrung kann ein Klebstoff in die Bohrung oder auf die Gewindehülse appliziert werden. Auf diese Weise lässt sich die Gewindehülse mit geringem Aufwand dauerhaft in der Bohrung fixieren.
Die Gewindehülse kann nach dem Einsetzen in die Bohrung verformt werden. Insbesondere wird die Gewindehülse zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung verformt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lagerrings in Seitenansicht,
2 das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Lagerrings in Schnittdarstellung,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagerrings in einer 2 entsprechenden Darstellung,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagerrings in einer den 2 und 3 entsprechenden Darstellung und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagerrings in einer den 2 bis 4 entsprechenden Darstellung.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lagerrings 1 in Seitenansicht. Der Lagerring 1 kann als ein Bestandteil eines Wälzlagers oder eines Gleitlagers ausgebildet sein und demgemäß eine nicht figürlich dargestellte Wälzkörperlaufbahn oder Gleitfläche aufweisen. Der Lagerring 1 kann beispielsweise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt und ganz oder teilweise gehärtet sein. Insbesondere kann es sich bei dem Lagerring 1 um einen Innenring oder einen Außenring handeln. Ebenso ist es aber auch möglich, dass es sich bei dem Lagerring 1 um einen von mehreren axial nebeneinander angeordneten Ringen eines Lagers handelt. Das Lager kann der drehbaren Lagerung eines Maschinenteils dienen. Insbesondere kann das Lager als ein Großlager, beispielsweise als ein Lager einer Windenergieanlage, ausgebildet sein.
Der Lagerring 1 weist mehrere Bohrungen 2 auf, in denen jeweils eine Gewindehülse 3 angeordnet ist. Der Lagerring 1 kann auch eine deutlich höhere Zahl an Bohrungen 2 mit Gewindehülsen 3 aufweisen als in 1 dargestellt. Ebenso ist es auch möglich, dass der Lagerring 1 lediglich eine einzige Bohrung 2 mit einer Gewindehülse 3 aufweist. Weiterhin können die Gewindehülsen 3 in Bohrungen 2 angeordnet sein, die abweichend von der Darstellung der 1 nicht im Bereich einer Stirnfläche, sondern im Bereich einer Mantelfläche oder einer sonstigen Fläche des Lagerrings 1 ausgebildet sind.
Details zur Ausbildung der Bohrung 2 und der Gewindehülse 3 werden im Folgenden anhand der 2 bis 5 erläutert.
2 zeigt das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Lagerrings 1 in Schnittdarstellung. Der Schnitt verläuft mittig durch eine der Bohrungen 2 und die darin befindliche Gewindehülse 3. Dabei ist die Darstellung auf den Bereich der Bohrung 2 und deren unmittelbare Umgebung begrenzt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 2 als eine Sacklochbohrung ausgebildet und weist einen zylindrisch geformten Wandbereich 4 und einen konisch geformten Bodenbereich 5 auf. Die Gewindehülse 3 weist eine hohlzylindrische Seitenwand 6 auf, auf deren Innenseite ein Innengewinde 7 ausgebildet ist und deren Außenseite eine Riffelung, Rändelung oder sonstige Struktur aufweisen kann oder auch als eine glatte Fläche ausgebildet sein kann. Im Bereich eines ersten axialen Endes 8 ist die Gewindehülse 3 durch einen Boden 9 flüssigkeitsdicht verschlossen. Im Bereich eines zweiten axialen Endes 10 ist die Gewindehülse 3 offen ausgebildet und kann eine nicht figürlich dargestellte Schraube aufnehmen.
Die Gewindehülse 3 ist so in der Bohrung 2 des Lagerrings 1 angeordnet, dass der Boden 9 der Gewindehülse 3 und somit das erste axiale Ende 8 zum Bodenbereich 5 der Bohrung 2 benachbart ist. Im Bereich des zweiten axialen Endes 10 schließt die Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 bündig mit der Oberfläche des Lagerrings 1 ab. Die Gewindehülse 3 ist in der Bohrung 2 zentriert angeordnet, wobei die Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 in einem geringen Abstand zum Wandbereich 4 der Bohrung 2 angeordnet ist. Das bedeutet, dass zwischen der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 und dem Wandbereich 4 der Bohrung 2 ein Freiraum ausgebildet ist.
Ebenso ist auch zwischen dem Boden 9 der Gewindehülse 3 und dem Bodenbereich 5 der Bohrung 2 ein Freiraum ausgebildet. Idealerweise weist der Abstand zum Wandbereich 4 der Bohrung 2 im gesamten Bereich der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 annähernd den gleichen Wert auf. Dabei weist die Bohrung 2 einen Durchmesser auf, der typischer Weise 0,2 mm größer ist als der Außendurchmesser der Gewindehülse 3. Es sind aber auch andere Werte möglich, wobei der Durchmesser der Bohrung 2 vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 1 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, größer als der Außendurchmesser der Gewindehülse 3 ist.
Die zwischen der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 und dem Wandbereich 4 der Bohrung 2 sowie zwischen dem Boden 9 der Gewindehülse 3 und dem Bodenbereich 5 der Bohrung 2 ausgebildeten Freiräume sind wenigstens teilweise mit einem Klebstoff 11 gefüllt. Durch den Klebstoff 11 wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Gewindehülse 3 und dem Lagerring 1 ausgebildet. Bei dem Klebstoff 11 kann es sich beispielsweise um ein Urethanacrylat handeln. Ebenso kann ein Klebstoff 11 auf Polyurethanbasis oder auf Epoxydharzbasis zum Einsatz kommen. Es können als Klebstoff 11 auch andere Ein- oder Zweikomponentenklebstoffe eingesetzt werden, die eine ausreichend hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Beständigkeit gegen Öle und Fette aufweisen. Besonders geeignet sind auch Klebstoffe 11, die als Füllstoff ein Metall, insbesondere Aluminium, aufweisen. Anstelle des Klebstoffs 11 kann auch ein Lot zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung zum Einsatz kommen.
Zur Herstellung der in 2 dargestellten Anordnung kann folgendermaßen vorgegangen werden:
Der Lagerring 1 wird auf für sich bekannte Weise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt, allerdings noch ohne die Bohrung 2. Dabei wird der Lagerring 1 insbesondere auch gehärtet. Bei sehr großen Lagerringen 1 werden in der Regel nur oberflächennahe Bereiche gehärtet. Prinzipiell ist aber auch eine vollständige Härtung möglich, die bevorzugt bei kleinen Lagerringen 1 zur Anwendung kommt.
Im gehärteten Lagerring 1 wird die Bohrung 2 mittels eines geeigneten Bohrwerkzeugs ausgebildet. Nach einem Reinigen der Bohrung 2 beispielsweise durch Ausblasen mit Druckluft wird eine vorgegebene Menge Klebstoff 11 in die Bohrung 2 oder auf die Gewindehülse 3 appliziert. Dann wird die Gewindehülse 3 mit dem Boden 9 voran in die Bohrung 2 eingeführt, bis der Boden 9 der Gewindehülse 3 am Bodenbereich 5 der Bohrung 2 anschlägt. Die Führung der Gewindehülse 3 kann dabei durch die Bohrung 2 erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit einer Zwangsführung der Gewindehülse 3 durch ein Werkzeug, um eine besonders präzise Positionierung oder Zentrierung in der Bohrung 2 zu erreichen. Eine solche externe Zwangsführung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn zwischen der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 und dem Wandbereich 4 der Bohrung 2 ein großer Freiraum vorgesehen ist und die Führung durch die Bohrung 2 somit zu unpräzise wäre. Überschüssiger Klebstoff 11, der beim Einführen der Gewindehülse 3 aus der Bohrung 2 verdrängt wird, kann beispielsweise durch Abwischen entfernt werden. Die Geometrien der Gewindehülse 3 und der Bohrung 2 sind so aufeinander abgestimmt, dass das zweite axiale Ende 10 der Gewindehülse 3 nach dem Anschlagen des Bodens 9 der Gewindehülse 3 an den Bodenbereich 5 der Bohrung 2 bündig mit der Oberfläche des Lagerrings 1 abschließt. Nach dem Trocknen des Klebstoffs 11 kann die Gewindehülse 3 belastet werden, d. h. es kann eine Schraube in die Gewindehülse 3 eingeschraubt werden, mit der beispielsweise eine Zusatzkomponente am Lagerring 1 befestigt wird.
Falls die Gewindehülse 3 nicht mit dem Lagerring 1 verklebt, sondern stattdessen verlötet werden soll, kann in analoger Weise vorgegangen werden, wobei allerdings kein Klebstoff 11 appliziert wird. Stattdessen werden vor dem Einführen der Gewindehülse 3 in die Bohrung 2 des Lagerrings 1 die Gewindehülse 3 und die Umgebung der Bohrung 2 erwärmt. Unmittelbar nach dem Einführen der Gewindehülse 3 in die Bohrung 2 wird flüssiges Lot im Bereich der Öffnung des Freiraums zwischen der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 und dem Wandbereich 4 der Bohrung 2 appliziert und durch Kapillarkräfte in den Freiraum eingesaugt. Das Lot erstarrt und verbindet die Gewindehülse 3 und den Lagerring 1 stoffschlüssig miteinander.
Um eine besonders belastbare Verbindung zwischen der Gewindehülse 3 und dem Lagerring 1 auszubilden, kann eine Gewindehülse 3 eingesetzt werden, die auf der Außenseite ihrer Seitenwand 6 eine strukturierte Oberfläche aufweist, an der der Klebstoff 11 oder das Lot besonders innig anhaftet.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagerrings 1 in einer 2 entsprechenden Darstellung.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erweitert sich die Bohrung 2 im Bereich des zweiten axialen Endes 10 der Gewindehülse 3 konisch und bildet dadurch eine Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 aus. Im Übrigen stimmt das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel mit dem Ausführungsbeispiel der 2 überein. Die Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 dient der Aufnahme überschüssigen Klebstoffs 11 beim Einführen der Gewindehülse 3 in die Bohrung 2.
Die Herstellung der in 3 dargestellten Anordnung kann in analoger Weise erfolgen, wie anhand von 2 beschrieben. Allerdings muss bei der Herstellung der Bohrung 2 zusätzlich die Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 ausgebildet werden. Dies kann beispielsweise durch ein zusätzliches Bohrwerkzeug erfolgen, das einen größeren Durchmesser aufweist als das Bohrwerkzeug zur Ausbildung der sonstigen Bereiche der Bohrung 2. Weiterhin ist es bei der Herstellung der in 3 dargestellten Anordnung im Gegensatz zur beschriebenen Vorgehensweise nicht erforderlich, nach dem Einführen der Gewindehülse 3 in die Bohrung 2 den überschüssigen Klebstoff 11 zu entfernen, da sich dieser in der Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 sammelt und dauerhaft dort verbleiben kann. Demgemäß wird beim Ausführungsbeispiel der 3 die applizierte Klebstoffmenge unter anderem auch auf die Größe der Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 abgestimmt.
Analog zum Ausführungsbeispiel der 2 kann auch beim Ausführungsbeispiel der 3 gelötet statt geklebt werden. Dabei kann vollständig analog zur bereits beschriebenen Vorgehensweise vorgegangen werden, wobei das flüssige Lot in die Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 appliziert wird.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagerrings 1 in einer den 2 und 3 entsprechenden Darstellung.
Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass zur Fixierung der Gewindehülse 3 in der Bohrung 2 anstelle der stoffschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Demgemäß unterscheidet sich die Geometrie der Bohrung 2 und der Gewindehülse 3 vom Ausführungsbeispiel der 2 und 3. So ist der Wandbereich 4 der Bohrung 2 gemäß 4 zwar abschnittsweise zylindrisch geformt. In den einzelnen Axialabschnitten weist die Bohrung 2 jedoch unterschiedliche Durchmesser auf. Insbesondere weist die Bohrung 2 zwei axial voneinander beabstandet angeordnete Axialabschnitte auf, in denen die Bohrung 2 radial erweitert ist. Einer dieser beiden Axialabschnitte erstreckt sich bis zur Oberfläche des Lagerrings 1 und bildet eine Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 aus. Der andere Abschnitt ist sowohl von der Oberfläche des Lagerrings 1 als auch vom Bodenbereich 5 der Bohrung 2 axial beabstandet angeordnet und bildet einen Hinterschnitt 13 aus. Der Hinterschnitt 13 kann insbesondere als eine umlaufende Radialnut ausgebildet sein. Der Abstand des Hinterschnitts 13 zur Oberfläche des Lagerrings 1 ist geringer als der Abstand zum Bodenbereich 5 der Bohrung 2.
Die Gewindehülse 3 ist als eine Blindnietmutter ausgebildet und weist im Bereich ihres zweiten axialen Endes 10 einen radial nach außen überstehenden Flansch 14 auf, der vollständig in der Senkung 12 angeordnet ist und bündig mit der Oberfläche des Lagerrings 1 abschließt. Weiterhin weist die Gewindehülse 3 eine radiale Verdickung 15 auf, die wenigstens bereichsweise einen größeren Durchmesser als die Bohrung 2 aufweist und sowohl vom ersten axialen Ende 8 als auch vom zweiten axialen Ende 10 der Gewindehülse 3 beabstandet angeordnet ist. Die Verdickung 15 der Gewindehülse 3 greift formschlüssig in den Hinterschnitt 13 ein und liegt bereichsweise unter Vorspannung am Wandbereich 4 der Bohrung 2 an und wird dadurch geklemmt. Somit ist die Gewindehülse 3 sowohl gegen axiales Herausziehen aus der Bohrung 2 als auch gegen Verdrehen relativ zum Lagerring 1 gesichert.
Anders als beim Ausführungsbeispiel der 2 und 3 weist die Gewindehülse 3 gemäß 4 keinen Boden 9 auf und erstreckt sich nicht bis zum Bodenbereich 5 der Bohrung 2. Stattdessen ist das erste axiale Ende 8 der Gewindehülse 3 vom Bodenbereich 5 der Bohrung 2 beabstandet angeordnet. Das Innengewinde 7 ist lediglich in einem Bereich zwischen dem ersten axialen Ende 8 und der Verdickung 15 der Gewindehülse 3 ausgebildet, so dass das Innengewinde 7 durch eine Verformung der Gewindehülse 3 im Bereich der Verdickung 15 oder jenseits davon nicht beschädigt wird.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Lagerrings 1 kann in gleicher Weise wie bei den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 eine Schraube in das Innengewinde 7 der Gewindehülse 3 eingeschraubt werden und dadurch eine mechanische Verbindung mit dem Lagerring 1 ausgebildet werden.
Zur Herstellung der in 4 dargestellten Anordnung kann folgendermaßen vorgegangen werden:
Zunächst wird mit einem Bohrwerkzeug die Bohrung 2 ohne die Senkung 12 und den Hinterschnitt 13 im Lagerring 1 ausgebildet. Dann werden beispielsweise mittels eines Fräswerkzeugs die Senkung 12 und der Hinterschnitt 13 hergestellt. Nach dem Reinigen der Bohrung 2 inklusive Senkung 12 und Hinterschnitt 13 wird die Gewindehülse 3 mit ihrem ersten axialen Ende 8 voran in die Bohrung 2 eingeführt, bis der Flansch 14 der Gewindehülse 3 in der Senkung 12 am Lagerring 1 anschlägt. Zu diesem Zeitpunkt weist die Gewindehülse 3 noch nicht die Verdickung 15 auf, sondern besitzt abgesehen vom Flansch 14 durchgehend den gleichen Außendurchmesser. Außerdem weist die Gewindehülse 3 eine größere Länge auf als in 4 dargestellt und erstreckt sich mit ihrem ersten axialen Ende 8 vollständig oder nahezu bis zum Bodenbereich 5 der Bohrung 2.
Nach dem Einsetzen in die Bohrung 2 wird die Gewindehülse 3 mittels eines geeigneten Werkzeugs in Axialrichtung komprimiert und wölbt sich dabei bereichsweise radial nach außen, so dass die Verdickung 15 ausgebildet wird, welche die Gewindehülse 3 formschlüssig mit dem Lagerring 1 verbindet und bereichsweise gegen den Wandbereich 4 der Bohrung 2 gepresst wird. Die axiale Komprimierung der Gewindehülse 3 kann beispielsweise durch einschrauben einer Gewindestange in das Innengewinde 7 und anschließendes axiales Herausziehen um einen vorgegebenen Hub erfolgen. Um sicherzustellen, dass die Verdickung 15 der Gewindehülse 3 an der gewünschten Position mit der gewünschten Form ausgebildet wird, kann eine Gewindehülse 3 mit Materialschwächungen verwendet werden, die auf das gewünschte Verformungsverhalten abgestimmt sind.
Danach kann das Innengewinde 7 der Gewindehülse 3 zur Ausbildung einer Schraubverbindung mit dem Lagerring 1 genutzt werden. Eine stoffschlüssige Fixierung der Gewindehülse 3 am Lagerring 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Allenfalls zur Erzielung einer Verliersicherung vor der Ausbildung der Formschlussverbindung kann eine provisorische stoffschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Da die Gewindehülse 3 für die geschilderte Längenkomprimierung wenigstens bereichsweise axial beweglich sein muss, wird die provisorische stoffschlüssige Verbindung vorzugsweise im Bereich des Flansches 14 ausgebildet.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lagerrings 1 in einer den 2 bis 4 entsprechenden Darstellung.
Ähnlich wie bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Gewindehülse 3 durch eine Formschlussverbindung mit dem Lagerring 1 verbunden. Allerdings ist die Formschlussverbindung axial nur in einer Richtung wirksam, so dass es erst nach dem Einschrauben einer Schraube in das Innengewinde 7 der Gewindehülse 3 zu einer vollständigen mechanischen Fixierung der Gewindehülse 3 am Lagerring 1 kommt.
Im Vergleich zu den 2 bis 4 besteht eine Besonderheit des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels darin, dass die Bohrung 2 nicht als ein Sackloch, sondern als eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die sich vollständig durch den Lagerring 1 hindurch erstreckt. Demgemäß eignet sich dieses Ausführungsbeispiel insbesondere für Bereiche des Lagerrings 1, die keine allzu hohe Materialdicke aufweisen und zur Ausbildung von Schraubverbindungen mit einem vergleichsweise großen Gewindedurchmesser. Analog zum Ausführungsbeispiel der 4 ist der Wandbereich 4 der Bohrung 2 abschnittsweise radial erweitert und bildet eine Senkung 12 in der Oberfläche des Lagerrings 1 aus. Ein Hinterschnitt 13 ist gemäß 5 jedoch nicht vorgesehen. Stattdessen weist die Bohrung 2 außerhalb der Senkung 12 durchgehend den gleichen Durchmesser auf.
Die in 5 dargestellte Gewindehülse 3 weist analog zum Ausführungsbeispiel der 4 im Bereich ihres zweiten axialen Endes 10 einen radial nach außen überstehenden Flansch 14 auf, der vollständig in der Senkung 12 angeordnet ist und bündig mit der Oberfläche des Lagerrings 1 abschließt. Das erste axiale Ende 8 des Lagerrings 1 schließt auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerrings 1 mit dessen Oberfläche ab. Mit Ausnahme des Flansches 14 weist die Gewindehülse 3 über ihre gesamte Länge den gleichen Außendurchmesser auf, der allenfalls durch ein Muster auf der Außenseite der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3 geringfügig moduliert ist. Das Muster kann beispielsweise durch eine in Axialrichtung der Gewindehülse 3 verlaufende Riffelung oder Längsrillen gebildet sein. Die Gewindehülse 3 ist lediglich an ihrem ersten axialen Ende 8 offen ausgebildet und weist im Bereich ihres zweiten axialen Endes 10 einen Boden 9 auf. Das Innengewinde 7 erstreckt sich vom ersten axialen Ende 8 bis zum Boden 9 der Gewindehülse 3. Demgemäß ist im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4 vorgesehen, dass eine Schraube vom ersten axialen Ende 8 her in das Innengewinde 7 der Gewindehülse 3 eingeschraubt wird. Beim Anziehen der Schraube wird der Flansch 14 der Gewindehülse 3 im Bereich der Senkung 12 axial gegen den Lagerring 1 gepresst und dadurch die Gewindehülse 3 am Lagerring 1 fixiert.
Alternativ zur Darstellung der 5 ist es auch möglich, dass die Gewindehülse 3 an ihren beiden axialen Enden 8, 10 offen ausgebildet ist und somit keinen Boden 9 aufweist. Das Innengewinde 7 kann sich dann über die gesamte Länge oder ausgehend vom ersten axialen Ende 8 über einen Teilbereich der Länge der Gewindehülse 3 erstrecken. Auch bei dieser Variante wird die Schraube vom ersten axialen Ende 8 her in das Innengewinde 3 der Gewindehülse 3 eingeschraubt.
Zur Herstellung der in 5 dargestellten Anordnung kann folgendermaßen vorgegangen werden:
Der Lagerring 1 wird in analoger Weise wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen ohne die Bohrung 2 hergestellt. Dann wird mit einem Bohrwerkzeug die Bohrung 2 ohne die Senkung 12 im Lagerring 1 ausgebildet. Danach wird beispielsweise mittels eines Fräswerkzeugs die Senkung 12 hergestellt. Einen separaten Frässchritt kann man sich auch sparen, wenn man mit einem zweistufigen Bohrwerkzeug arbeitet, das zwei verschiedene Durchmesserbereiche aufweist und mit dem man in einem Arbeitsgang die Bohrung 2 und die Senkung 12 erzeugen kann.
Nach dem Reinigen der Bohrung 2 inklusive Senkung 12 wird die Gewindehülse 3 mit ihrem ersten axialen Ende 8 voran von der Seite der Senkung 12 her in die Bohrung 2 eingeführt, bis der Flansch 14 der Gewindehülse 3 in der Senkung 12 am Lagerring 1 anschlägt. Zur verliersicheren Fixierung der Gewindehülse 3 am Lagerring 1 kann vor dem Einführen der Gewindehülse 3 in die Bohrung 2 Klebstoff 11 in die Bohrung 2 oder an die Gewindehülse 3 appliziert werden. Eine hochfeste Klebeverbindung ist dabei nicht erforderlich, da von der Klebeverbindung keine Haltekräfte der Schraubverbindung aufgenommen werden müssen, sondern die Gewindehülse 3 lediglich gegen Herausfallen gesichert werden muss. Eine verliersichere Fixierung ist auch durch Klemmen. der Gewindehülse 3 in der Bohrung 2 möglich. Dies kann durch ein geringfügiges radiales Übermaß der Gewindehülse 3 relativ zur Bohrung 2 erreicht werden. Vorzugsweise ist dieses Übermaß aber nicht flächendeckend, sondern lediglich gebietsweise vorgesehen, beispielsweise in Form einer radial nach außen überstehenden Riffelung oder Rändelung der Seitenwand 6 der Gewindehülse 3.
Zur Fixierung einer Komponente am Lagerring 1 kann eine Schraube vom ersten axialen Ende 8 der Gewindehülse 3 her in das Innengewinde 7 der Gewindehülse 3 eingeschraubt werden. Dadurch wird der Flansch 14 der Gewindehülse 3 im Bereich der Senkung 12 gegen den Lagerring 1 gepresst und eine formschlüssige Verbindung zwischen der Schraube und dem Lagerring 1 ausgebildet, durch welche die Komponente am Lagerring 1 fixiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Lagerring
2: Bohrung
3: Gewindehülse
4: Wandbereich
5: Bodenbereich
6: Seitenwand
7: Innengewinde
8: Erstes axiales Ende
9: Boden
10: Zweites axiales Ende
11: Klebstoff
12: Senkung
13: Hinterschnitt
14: Flansch
15: Verdickung

Claims

Lagerring mit wenigstens einer Bohrung (2), wobei – in der Bohrung (2) eine als ein separates Bauteil ausgebildete Gewindehülse (3) angeordnet ist – die Gewindehülse (3) ein erstes axiales Ende (8) und ein zweites axiales Ende (10) aufweist und – die Gewindehülse (3) im Bereich zwischen dem ersten axialen Ende (8) und dem zweiten axialen Ende (10) ein Innengewinde (7) aufweist.
Lagerring nach Anspruch 1, wobei die Gewindehülse (3) stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Lagerring (1) verbunden ist.
Lagerring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bohrung (2) in wenigstens einem Axialabschnitt radial erweitert ist.
Lagerring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gewindehülse (3) im Bereich ihres ersten axialen Endes (8) einen geschlossenen Boden (9) aufweist.
Lagerring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gewindehülse (3) in wenigstens einem Axialabschnitt radial erweitert ist.
Lagerring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gewindehülse (3) auf ihrer Außenseite wenigstens bereichsweise eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Lager, mit einem Lagerring (1), der gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings (1), wobei – im Lagerring (1) wenigsten eine Bohrung (2) ausgebildet wird – eine Gewindehülse (3), die ein Innengewinde (7) aufweist, das in einem Bereich zwischen einem ersten axialen Ende (8) und einem zweiten axialen Ende (10) angeordnet ist, in die Bohrung (2) eingesetzt wird und – die Gewindehülse (3) stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Lagerring (1) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei vor dem Einsetzen der Gewindehülse (3) in die Bohrung (2) ein Klebstoff (11) in die Bohrung (2) oder auf die Gewindehülse (3) appliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Gewindehülse (3) nach dem Einsetzen in die Bohrung (2) verformt wird.