DE102012205922A1

DE102012205922A1 - Innenring für ein Rillenkugellager, Rillenkugellager mit diesem Innenring sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Innenrings

Info

Publication number: DE102012205922A1
Application number: DE201210205922
Authority: DE
Inventors: Anderson Albaneze; Leonardo Silva Almeida de Souza; Sergio Custodio Santos; Fabiano Miguel Soares; Alessandro Barbosa; Marcelo Pereira Duarte
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-10-17
Also published as: WO2013152879A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Innenring (1) für ein Rillenkugellager, mit einer einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bohrung und einer Lauffläche (3) für Wälzkörper an der Außenseite. Erfindungsgemäß besteht der Innenring (1) aus einer die Lauffläche aufweisenden Hülse (2) aus Metall, die einen die Bohrung aufweisenden Einsatz (4) aus Kunststoff ummantelt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Innenring für ein Rillenkugellager, mit einer einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bohrung und einer Lauffläche für Wälzkörper an der Außenseite. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Rillenkugellager mit diesem Innenring sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Innenrings.
Hintergrund der Erfindung
Rillenkugellager werden überwiegend für Anwendungen eingesetzt, bei denen radiale Kräfte zu übertragen sind. Ein Rillenkugellager umfasst im Wesentlichen einen Außenring, einen Innenring mit einer Bohrung sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper und gegebenenfalls einen Käfig für die Wälzkörper.
Die Bohrung des Innenrings ist im einfachsten Fall kreisförmig, es sind jedoch auch Innenringe mit einer komplexeren Form der Bohrung üblich, beispielsweise kann die Bohrung viereckig, sechseckig oder polygonal ausgebildet sein. Da die Lauffläche des Innenrings eine bestimmte Härte aufweisen muss, werden Innenringe in den meisten Fällen aus speziellen Werkstoffen hergestellt, beispielsweise aus Chromstahl oder hoch legierten, weitgehend rostfreien Stählen.
Innenringe mit einer komplex geformten Bohrung sind massiv ausgebildet und weisen den Nachteil einer hohen Masse auf. Zudem ist die Herstellung der komplexen Bohrung aufwendig und somit teuer, da üblicherweise spanende Verfahren zum Einsatz kommen.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen Innenring für ein Rillenkugellager anzugeben, der bei unveränderter Tragfähigkeit eine geringere Masse aufweist und einfach herstellbar ist.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Innenring der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass er aus einer die Lauffläche aufweisenden Hülse aus Metall besteht, die einen die Bohrung aufweisenden Einsatz aus Kunststoff umwandelt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine beträchtliche Masseeinsparung erzielt werden kann, indem ein aus zwei Komponenten zusammengesetzter, einstückiger Innenring verwendet wird, der aus einer metallischen Hülse besteht, die eine Lauffläche für Wälzkörper aufweist, wobei die Hülse einen Einsatz mit einer Bohrung aufweist, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Die Hülse und der Einsatz bilden ein integrales, einstückiges Bauteil. Die Fertigung des erfindungsgemäßen Innenrings zu vereinfachen, wird es bevorzugt, dass er als integrales Spritzgussteil mit innenseitig umspritzter Hülse ausgebildet ist. Dazu wird zunächst die Hülse hergestellt, auf deren Innenseite anschließend durch Spritzgießen das Kunststoffmaterial aufgebracht wird. Der erfindungsgemäße Innenring zeichnet sich durch eine wesentlich geringere Masse im Vergleich zu einem massiven herkömmlichen Innenring aus, dadurch ergeben sich weitere Vorteile, beispielsweise ein geringeres Trägheitsmoment und ein geringerer Energieverbrauch.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Hülse durch Tiefziehen oder ein Stanzverfahren hergestellt ist. Durch beide Verfahren ist eine rationelle Massenfertigung mit einem geringeren Aufwand im Vergleich zu einer Herstellung durch spanende Verfahren möglich.
Bei dem erfindungsgemäßen Innenring wird es bevorzugt, dass der Einsatz eine runde, viereckige oder sechseckige Bohrung aufweist. Diese Formen beziehungsweise Querschnitte sind jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen, darüber hinaus sind weitere Ausgestaltungen denkbar, z. B. eine polygonale Form oder eine Form mit einem Wellenprofil.
Daneben wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Rillenkugellager gelöst, das in erfindungsgemäßer Weise einen Innenring der beschriebenen Art, einen Außenring und dazwischen angeordnete Wälzkörper aufweist.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrings für ein Rillenkugellager mit einer einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bohrung und einer Lauffläche für Wälzkörper an der Außenseite gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine aus Metall bestehende Hülse durch Spritzgießen mit einem die Bohrung aufweisenden Einsatz aus Kunststoff versehen wird. Die Hülse wird dabei durch Tiefziehen und/oder ein Stanzverfahren hergestellt und beim Spritzgießen an ihrer Innenseite umspritzt wird. Durch das Spritzgießen wird dabei ein Einsatz mit einer Bohrung mit rundem, viereckigem oder sechseckigem Querschnitt erzeugt, wobei beim Spritzgießen als Kunststoff vorzugsweise Polyamid, insbesondere Polyamid PA 66, verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Der erfindungsgemäß ausgebildete Innenring wird nachfolgend in zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Innenrings in einer perspektivischen Ansicht;
2 einen Schnitt durch den Innenring von 1;
3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Innenrings in einer perspektivischen Ansicht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigte Innenring 1 ist für ein Rillenkugellager vorgesehen. Das Rillenkugellager umfasst den Innenring 1, einen nicht dargestellten Außenring und dazwischen angeordnete Wälzkörper.
Der in 1 gezeigte Innenring 1 besteht aus einer Hülse 2, die aus Metall, in diesem Fall aus einer Stahllegierung, hergestellt ist. Die Hülse 2 weist an ihrer Außenseite eine umlaufende Lauffläche 3 für Wälzkörper auf. Im Bereich der Lauffläche 3 weist die Hülse 2 eine verjüngte Kontur auf. Die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete Hülse 2 ist durch Tiefziehen hergestellt.
Die Hülse 2 ist im Bereich ihrer Bohrung mit einem Einsatz 4 versehen, der aus Kunststoff besteht. Der Einsatz 4 wird durch ein Spritzgussverfahren innenseitig an der Hülse 2 angeformt. Dazu wird zunächst die Hülse 2 als Stahlteil hergestellt, in einem weiteren Herstellungsschritt wird die Hülse 2 innenseitig mit dem Kunststoffmaterial ummantelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Kunststoff um Polyamid PA66, dieser Werkstoff ist jedoch lediglich als Beispiel zu verstehen, bei anderen Ausführungen können in Abhängigkeit des beabsichtigten Einsatzzwecks unterschiedliche Kunststoffmaterialien eingesetzt werden, die durch Spritzgießen verarbeitet werden können. Durch den Spritzgussprozess wird der Einsatz 4 hergestellt, dessen Bohrung einen bestimmten Querschnitt beziehungsweise eine bestimmte Form aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Einsatz 4 einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Da der Innenring 1 aus einer metallischen Hülse mit einem angespritzten Einsatz aus Kunststoff besteht, weist er eine geringere Masse im Vergleich mit einem herkömmlichen, massiven Innenring auf. Der Innenring 1 bewirkt somit eine Materialersparnis und führt zu geringeren bewegten Massen.
2 zeigt den Innenring 1 in einer geschnittenen Ansicht. Man erkennt, dass die Hülse 2 und der Einsatz 4 formschlüssig miteinander verbunden sind. Da die vorgefertigte Hülse mit dem Einsatz 4 versehen wird, ist es möglich, unterschiedliche Einsätze beziehungsweise Bohrungen mit unterschiedlichen Querschnitten zu erzeugen, ohne dass Änderungen der Hülse 2 erforderlich sind. Dementsprechend kann eine einzige Hülse 2 für eine große Zahl an Varianten verwendet werden.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenrings in einer perspektivischen Ansicht.
Der Innenring 5 umfasst die Hülse 2, die mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmt. Im Inneren des Innenrings 5 ist jedoch ein anderer Einsatz 6 vorgesehen, der einen sechseckigen Querschnitt aufweist. Die Hülse 2 kann unverändert für unterschiedliche Innenringe verwendet werden. Verschiedene Varianten von Innenringen können somit einfach durch Verwendung eines anderen Spritzgusswerkzeugs hergestellt werden, ohne dass eine andere Hülse 2 erforderlich ist. Die Innenringe 1, 5 besitzen die gleiche Tragfähigkeit wie ein herkömmlicher Innenring aus Stahl, sie sind jedoch leichter und können kostengünstig hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Innenring
2: Hülse
3: Lauffläche
4: Einsatz
5: Innenring
6: Einsatz

Claims

Innenring (1, 5) für ein Rillenkugellager, mit einer einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bohrung und einer Lauffläche (3) für Wälzkörper an der Außenseite, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (1, 5) aus einer die Lauffläche aufweisenden Hülse (2) aus Metall besteht, die einen die Bohrung aufweisenden Einsatz (4, 6) aus Kunststoff ummantelt.
Innenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als integrales Spritzgussteil mit innenseitig umspritzter Hülse (2) hergestellt ist.
Innenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) durch Tiefziehen oder ein Stanzverfahren hergestellt ist.
Innenring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) und der Einsatz (4, 6) formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Innenring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (4, 6) eine runde, viereckige oder sechseckige Bohrung aufweist.
Rillenkugellager, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Innenring (1, 5) nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, einen Außenring und dazwischen angeordnete Wälzkörper aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Innenrings (1, 5) für ein Rillenkugellager mit einer einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bohrung und einer Lauffläche (3) für Wälzkörper an der Außenseite, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Metall bestehende Hülse (2) durch Spritzgießen mit einem die Bohrung aufweisenden Einsatz (4, 6) aus Kunststoff versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) durch Tiefziehen und/oder ein Stanzverfahren hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) beim Spritzgießen an ihrer Innenseite umspritzt wird, wobei als Kunststoff vorzugsweise Polyamid, insbesondere Polyamid PA 66, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch Spritzgießen ein Einsatz (4, 6) mit einer Bohrung mit rundem, viereckigem oder sechseckigem Querschnitt erzeugt wird.