DE102012214422A1

DE102012214422A1 - Ein Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung und eine Wälzlageranordnung

Info

Publication number: DE102012214422A1
Application number: DE102012214422.6A
Authority: DE
Inventors: Rico Dittmar; Christian Knoche; Thomas Will; Achim Müller
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Ein Verfahren (100) zur Herstellung einer Wälzlageranordnung (200) umfasst ein Bereitstellen (110) eines ersten Lagerrings (7, 19) eines ersten Wälzlagers (3), eines zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und von Wälzkörpern (11) des ersten Wälzlagers (3). Ferner weist das Verfahren (100) ein Rotieren (120) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und ein Zusammenfügen (130) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3), des zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und der Wälzkörper (11) des ersten Wälzlagers (3) während des Rotierens (120) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) auf. Zusätzlich umfasst das Verfahren (100) ein Verbinden (140) des zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) mit einem Lagerring (9, 21) eines zweiten Wälzlagers (5) oder mit einem Abstandshalter (23) zu dem Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) während des Rotierens (120) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3).

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Herstellung und den Aufbau von Lagern für zueinander bewegliche Maschinenteile und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung und eine Wälzlageranordnung.
Im Maschinen- und Gerätebau werden Lager zum Führen gegeneinander beweglicher Bauteile verwendet. Diese Lager ermöglichen Bewegungen in erwünschten Richtungen und verhindern Bewegungen in unerwünschten Richtungen. Je nach angewandtem Wirkungsprinzip wird zwischen Gleit- und Wälzlagern unterschieden. Bei Wälzlagern befinden sich Wälzkörper zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen.
Wird eine Lageranordnung so ausgelegt, dass sie sich im angestellten Zustand (Betriebszustand) im Vorspannungsbereich befindet, ist es wichtig, dass sich die Rollen sicher in einer Fully-Home-Position (vorgesehene Einbauposition, z.B. Rollen liegen am Führungsbord in ihrer Endposition an) sind. Um dies zu gewährleisten sind die Herstellungsprozesse bei vielen Lageranordnungen sehr aufwendig und können teilweise auch erst beim Zusammenbau der Maschinenteile oder Geräte vollendet werden, in denen die Lageranordnung zum Einsatz kommen.
Es besteht daher ein Bedarf ein Konzept zu schaffen, das es ermöglicht, den Herstellungsprozess von Wälzlageranordnungen zu vereinfachen und/oder die Gefahr von Beschädigungen von Wälzlageranordnungen zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Wälzlageranordnung gemäß Anspruch 11 gelöst.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels umfasst ein Bereitstellen eines ersten Lagerrings eines ersten Wälzlagers, eines zweiten Lagerrings des ersten Wälzlagers und von Wälzkörpern des ersten Wälzlagers. Ferner weist das Verfahren ein Rotieren des ersten Lagerrings des ersten Wälzlagers relativ zu dem zweiten Lagerring des ersten Wälzlagers und ein Zusammenfügen des ersten Lagerrings des ersten Wälzlagers, des zweiten Lagerrings des ersten Wälzlagers und der Wälzkörper des ersten Wälzlagers während des Rotierens des ersten Lagerrings des ersten Wälzlagers relativ zu dem zweiten Lagerring des ersten Wälzlagers auf. Zusätzlich umfasst das Verfahren ein Verbinden des zweiten Lagerrings des ersten Wälzlagers mit einem Lagerring eines zweiten Wälzlagers oder mit einem Abstandhalter zu dem Lagerring des zweiten Wälzlagers während des Rotierens des ersten Lagerrings des ersten Wälzlagers relativ zu dem zweiten Lagerring des ersten Wälzlagers.
Ausführungsbeispielen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch ein Rotieren der Lagerringe eines Wälzlagers einer Wälzlageranordnung relativ zueinander gewährleistet werden kann, dass beim Zusammenfügen des Wälzlagers und beim Verbinden des Wälzlagers mit einem weiteren Wälzlager zu einer Wälzlageranordnung die Wälzkörper in ihrer vorgesehenen Einbauposition zu liegen kommen. Durch die Rotation bewegen sich die Wälzkörper automatisch beim Zusammenbau und beim Verbinden in die vorgesehene Einbauposition, sodass die Gefahr einer Beschädigung des Wälzlagers durch Verkanten, Verklemmen oder Deformierung der Wälzkörper deutlich reduziert werden kann. Ferner kann der Zusammenbau der Wälzlageranordnung in einem Herstellungsprozess beim Lagerhersteller erfolgen und muss nicht erst beim Verbauen der Wälzlageranordnung in dem dafür vorgesehenen Maschinenteil vervollständigt werden. Dadurch kann der Herstellungsprozess deutlich vereinfacht werden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen erfolgt das Verbinden des zweiten Lagerrings des ersten Wälzlagers mit dem Lagerring des zweiten Wälzlagers oder mit dem Abstandshalter zu dem Lagerring des zweiten Wälzlagers, sodass eine spielfreie Verbindung entsteht. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Wälzkörper in ihrer vorgesehenen Position bleiben. Auch eine mögliche Vorspannung des Wälzlagers kann dadurch nach Fertigstellung der Wälzlageranordnung dauerhaft beibehalten werden.
Zum Herstellen einer spielfreien Verbindung kann beispielsweise das Verbinden durch ein Kleben erfolgen.
Einige Ausführungsbeispiele umfassen ein Bereitstellen eines ersten Lagerrings des zweiten Wälzlagers, eines zweiten Lagerrings des zweiten Wälzlagers und von Wälzkörpern des zweiten Wälzlagers sowie ein Zusammenfügen des ersten Lagerrings des zweiten Wälzlagers, des zweiten Lagerrings des zweiten Wälzlagers und der Wälzkörper des zweiten Wälzlagers. Optional kann auch ein Rotieren des zweiten Lagerrings des zweiten Wälzlagers relativ zu dem ersten Lagerring des zweiten Wälzlagers während des Zusammenfügens des zweiten Wälzlagers und während des Verbindens mit dem ersten Wälzlager erfolgen. Dadurch kann für beide Wälzlager der Wälzlageranordnung gewährleistet werden, dass die Wälzkörper beim Zusammenfügen und Verbinden in ihrer vorgesehenen Einbauposition sind und die Gefahr von Beschädigungen der Wälzlageranordnung deutlich reduziert werden kann.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Wälzlageranordnung, die ein erstes Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring und ein zweites Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring umfasst. Der Innenring des ersten Wälzlagers ist an den Innenring des zweiten Wälzlagers geklebt, der Innenring des ersten Wälzlagers ist an einen Abstandshalter und der Abstandshalter an den Innenring des zweiten Wälzlagers geklebt, der Außenring des ersten Wälzlagers ist an den Außenring des zweiten Wälzlagers geklebt oder der Außenring des ersten Wälzlagers ist an einen Abstandshalter und der Abstandshalter an den Außenring des zweiten Wälzlagers geklebt.
Durch das Verkleben der Innenringe oder Außenringe direkt oder über einen Abstandshalter kann eine spielfreie Verbindung zwischen den beiden Wälzlagern hergestellt werden, durch die z.B. eine vordefinierte Vorspannung der beiden Wälzlager nach Fertigstellung gewährleistet werden kann.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren, näher erläutert. Diese zeigen:
1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Wälzlageranordnung; und
2 einen schematischen Querschnitt durch eine Wälzlageranordnung.
Im Folgenden können bei unterschiedlichen, beschriebenen Ausführungsbeispielen teilweise für Objekte und Funktionseinheiten, die gleiche oder ähnliche funktionelle Eigenschaften aufweisen, gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Des Weiteren können optionale Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar oder zueinander austauschbar sein.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zur Herstellung einer Wälzlageranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels. Zur einfacheren und anschaulicheren Beschreibung des Verfahrens 100 zeigt 2 einen schematischen Querschnitt einer möglichen Wälzlageranordnung 200, die mit dem Verfahren 100 herstellbar ist, ohne jedoch an dieser Stelle die Allgemeinheit des beschriebenen Verfahrens 100 einzuschränken. Das Verfahren 100 umfasst ein Bereitstellen 110 eines ersten Lagerrings 7, 19 eines ersten Wälzlagers 3, eines zweiten Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und von Wälzkörpern 11 des ersten Wälzlagers 3. Ferner weist das Verfahren 100 ein Rotieren 120 des ersten Lagerrings 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und ein Zusammenfügen 130 des ersten Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3, des zweiten Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und der Wälzkörper 11 des ersten Wälzlagers 3 während des Rotierens 120 des ersten Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 auf. Zusätzlich umfasst das Verfahren 100 ein Verbinden 140 des zweiten Lagerrings 7, 19 (oder des ersten Lagerrings) des ersten Wälzlagers 3 mit einem Lagerring 9, 21 eines zweiten Wälzlagers 5 oder mit einem Abstandshalter 23 zu dem Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 während des Rotierens 120 des ersten Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3.
Durch das Rotieren 120 oder Drehen der beiden Lagerringe 7, 19 relativ zueinander kann gewährleistet werden, dass die Wälzkörper 11 bei dem Zusammenfügen 130 des ersten Wälzlagers 3 und bei dem Verbinden 140 mit dem zweiten Wälzlager 5 in der vorgesehenen Einbauposition (Fully-Home-Position) sind, wodurch die Gefahr von Beschädigungen der Wälzkörper 3 oder anderer Bauteile des Wälzlagers beim Herstellen der Wälzlageranordnung 200 deutlich reduziert werden kann. Zusätzlich kann die Herstellung der Wälzlageranordnung deutlich vereinfacht werden, da das Zusammenfügen des Wälzlagers und Verbinden mit dem zweiten Wälzlager in einem Herstellungsprozess erfolgen kann und nicht erst teilweise beim Einbau an der für die Wälzlageranordnung vorgesehenen Stelle in der Maschine erfolgen muss. Mit einer Maschine oder einem Maschinenteil kann allgemein jeder Gegenstand mit zueinander beweglichen Teilen, z.B. ein Motor, ein ganzes Fahrzeug oder aber auch nur Teile davon, gemeint sein.
Der erste Lagerring 7, 19 und der zweite Lagerring 7, 19 können entweder ein Innenring oder ein Außenring eines Wälzlagers sein. Wenn der erste Lagerring ein Innenring ist, ist der zweite Lagerring ein Außenring und umgekehrt.
Ein Wälzlager 3, 5 kann beispielsweise ein Kugellager, ein Zylinderrollenlager oder ein Kegelrollenlager sein. Das erste Wälzlager 3 und das zweite Wälzlager 5 können dabei vom gleichen Lagertyp oder auch von unterschiedlichen Lagertypen sein. Ebenso können das erste Wälzlager 3 und das zweite Wälzlager 5 gleichen oder unterschiedliche Innendurchmesser, also unterschiedlich groß, sein. Entsprechend können die Wälzkörper z.B. Kugeln, Zylinder oder Kegelstümpfe sein.
Während des Zusammenfügens 130 und des Verbindens 140 wird der erste Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 rotiert 120. Dazu kann entweder der erste Lagerring 7, 19 in Rotation versetzt werden und der zweite Lagerring relativ zur Umgebung (z.B. Montagehalle) im Wesentlichen stillstehen oder umgekehrt. Alternativ können auch beide Lagerringe zueinander und relativ zur Umgebung rotieren.
Das Zusammenfügen 130 und das Verbinden 140 können nacheinander oder (teilweise) gleichzeitig erfolgen. Beispielsweise kann in dem in 2 gezeigten Beispiel für eine Wälzlageranordnung der Innenring 19 mit darauf angeordneten Wälzkörpern 11 (die z.B. durch einen Käfig 15 relativ zueinander in Position gehalten werden) während des Rotierens 120 in den Außenring geschoben werden und zum Verbinden 140 an den Abstandshalter 23 (oder auch direkt mit dem Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5) gepresst werden.
2 zeigt noch weitere optionale, alternative oder zusätzliche Konstruktionsdetails (z.B. Käfig, Führungsbord eines Innenrings oder Nabe), die die Allgemeinheit des beschriebenen Verfahrens 100 jedoch nicht einschränken sollen.
Beim Verbinden 140 wird der zweite Lagerring, der ein Innenring oder ein Außenring des ersten Wälzlagers 3 sein kann, mit einem Lagerring 9, 21 eines zweiten Wälzlagers 5, der ebenfalls ein Innenring oder ein Außenring sein kann, direkt oder über einen Abstandshalter verbunden. Ein Abstandshalter kann ein einstückiges oder mehrstückiges Bauteil sein, das zwischen den Lagerringen der Wälzlager angeordnet wird, sodass die Wälzlager in einem für die jeweilige Anwendung gewünschten Abstand zueinander sind.
Auch wenn in einer möglichen Ausführung der Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 mit dem Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5 oder der Innenring 19 des ersten Wälzlagers 3 mit dem Außenring 9 des zweiten Wälzlagers 5 verbunden werden kann, wird bevorzugt der Innenring 19 des ersten Wälzlagers 3 mit dem Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5 oder der Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 mit dem Außenring 9 des zweiten Wälzlagers 5 direkt oder über einen Abstandshalter 23 verbunden. In anderen Worten, der zweite Lagerring des ersten Wälzlagers 3 und der damit direkt oder über den Abstandshalter zu verbindende Lagerring des zweiten Wälzlagers 5 sind beispielsweise beide Innenringe oder beide Außenringe des jeweiligen Wälzlagers.
Das Verbinden 140 kann beispielsweise erfolgen, sodass eine spielfreie Verbindung zwischen dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und dem Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 oder dem Abstandshalter 23 zu dem Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 entsteht. Eine spielfreien Verbindung ist beispielsweise eine starre Verbindung, die keine Relativbewegung zwischen den verbundenen Bauteilen zulässt. Dies kann beispielsweise durch ein Verkleben der zu verbindenden Bauteile erfolgen.
Allgemein kann das Verbinden 140 beispielsweise durch den Einsatz eines Klipp-Rings oder ein anderes Klemmelement, das zwischen oder auf den zu verbindenden Teilen angebracht wird, erfolgen. Alternativ kann das Verbinden 140 durch dauerhafte, nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindungsmethoden, wie z.B. durch Kleben, erfolgen. Dazu kann Klebstoff auf eine oder mehrere der späteren Kontaktflächen des Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3, des Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 oder den Abstandshalter 23 aufgetragen werden. Bevor der Klebstoff angefangen hat anzubinden oder bevor er ausgehärtet ist, können die Bauteile beim Verbinden 140 aneinander gepresst werden. Der Klebstoff kann dann z.B. zeitgesteuert, temperaturgesteuert oder durch ultraviolettes Licht zum Aushärten gebracht werden. Dadurch kann beispielsweise eine spielfreie Verbindung zwischen dem Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und dem Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers oder dem Abstandhalter 23 erreicht werden.
Das Verfahren 100 kann beispielsweise zusätzlich oder optional ein Aufbringen von Kleber auf eine dem Abstandshalter 23 zugewandten Kontaktfläche des zweiten Lagerrings 7, 19 (z.B. Innenring) des ersten Wälzlagers 3 und/oder auf eine dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 zugewandten Kontaktfläche des Abstandshalters 23 und/oder ein Aufbringen von Klebstoff auf eine dem Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 zugewandte Kontaktfläche des Abstandshalter 23 und/oder auf eine dem Abstandshalter 23 zugewandte Kontaktfläche des Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 aufweisen. Ferner kann das Verbinden 140 ein Aneinanderpressen des zweiten Lagerrings 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und des Abstandshalters 23 und gleichzeitig ein Aneinanderpressen des Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 und des Abstandshalters 23, bis der Klebstoff ausgehärtet ist, aufweisen. Dadurch kann beispielsweise eine Vorspannung des ersten Wälzlagers 3 und des zweiten Wälzlagers 5 erreicht werden.
Alternativ können die entsprechenden Verfahrensschritte auch erfolgen, wenn die Lagerringe des ersten Wälzlagers und des zweiten Wälzlagers ohne Abstandshalter direkt miteinander verbunden werden.
Das Verbinden 140 der Wälzlager 3, 5 der Wälzlageranordnung 200 kann, wie in 2 gezeigt ist, über einen Abstandshalter 23 zwischen den beiden Innenringen 19, 21 erfolgen. Genauso kann das Verbinden 140 aber auch beispielsweise durch ein direktes Verbinden der beiden Innenringe 19, 21 ohne Abstandshalter 23 oder ein direktes oder indirektes (über einen Abstandshalter) Verbinden der Außenringe 7, 9 der Wälzlager 3, 5 erfolgen.
Bei dem Verbinden 140 kann optional eine Vorspannung der Wälzlager erreicht werden. Je nach Anwendungsfall kann für Wälzlagerungen ein positives oder negatives Betriebsspiel gewünscht sein. Das Betriebsspiel ist die Lagerluft des eingebauten, betriebswarmen Lagers. Unter Lagerluft versteht man das Maß, um das sich ein Lagerring gegenüber dem anderen in radialer Richtung oder in axialer Richtung von einer Endstellung in die andere Verschieben lässt. Bei einem positiven Betriebsspiel verbleibt im Betriebszustand ein, wenn auch geringes, Spiel in den Lagern. In manchen Fällen ist jedoch ein negatives Betriebsspiel, d.h. eine Vorspannung angestrebt, z.B. um die Steifigkeit der Lagerung oder die Laufgenauigkeit zu erhöhen. Eine solche Vorspannung der beiden Wälzlager 3, 5 der Wälzlageranordnung 200 kann durch ein Aneinanderpressen der zu verbindenden Teile während des Verbindens 140 erreicht werden, z.B. wenn die Verbindung spielfrei ist. Die Höhe der Vorspannkraft kann durch die genauen Abmessungen der zu verbindenden Lagerring und/oder des optionalen Abstandshalters eingestellt werden. Sind die Kontaktflächen der jeweiligen Bauteile weiter voneinander entfernt, muss mehr Kraft zum Zusammenpressen während des Verbindens 140 aufgewendet werden, sodass eine höhere Vorspannkraft verbleibt als bei größer dimensionierten Bauteilen. In anderen Worten, bei dem Verbinden 140 kann der zweite Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 und der Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 oder der zweite Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3, der Abstandshalter 23 und der Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 aneinander gepresst werden, sodass das erste Wälzlager 3 und das zweite Wälzlager 5 vorgespannt sind.
Wie bereits erwähnt, kann das gesamte beschriebene Verfahren in einem durchgehenden Herstellungsprozess an einem Ort durchgeführt werden. Die Wälzlageranordnung kann also beispielsweise von der Bereitstellung der separaten Einzelteile der Wälzlager (insbesondere des ersten Lagerrings des ersten Wälzlagers, des zweiten Lagerrings des ersten Wälzlagers und der Wälzkörper des ersten Wälzlagers) über das Rotieren 120 bis hin zum Zusammenfügen 130 und Verbinden 140 der Wälzlager erfolgen. Die Wälzlageranordnung kann dann zum weiteren Verbau in Maschinen oder Maschinenteilen, wie z.B. Motoren, Getrieben, Radlagern, ganzen Fahrzeugen oder Ähnlichem, an die entsprechenden Abnehmer geliefert werden. Der Abnehmer kann sich dann beispielsweise das Verbinden der Wälzlager während des Verbauens der Wälzlageranordnung ersparen, da diese bereits fertig angeliefert werden können.
Optional kann mit dem zweiten Wälzlager 5 ähnlich verfahren werden, wie mit dem ersten Wälzlager 3. So kann das Verfahren 100 optional ein Bereitstellen eines ersten Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5, eines zweiten Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 und von Wälzkörpern 13 des zweiten Wälzlagers 5 umfassen. Dabei kann entweder der erste Lagerring oder der zweite Lagerring des zweiten Wälzlagers 5 jenem Lagerring des zweiten Wälzlagers entsprechen, der im weiteren Verlauf des Verfahrens mit dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 direkt oder über einen Abstandshalter 23 verbunden wird 140.
Ferner kann das Verfahren zusätzlich ein Zusammenfügen des ersten Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5, des zweiten Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 und der Wälzkörper 13 des zweiten Wälzlagers 5 aufweisen.
Optional können auch die Lagerringe 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 während des Zusammenfügens relativ zueinander rotieren. Dadurch kann auch für das zweite Wälzlager 5 gewährleistet werden, dass die Wälzkörper in der vorgesehenen Einbauposition sind während das Wälzlager 5 zusammengefügt und mit dem ersten Wälzlager 3 verbunden wird. In anderen Worten, das Verfahren kann optional ein Rotieren des zweiten Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 relativ zu dem ersten Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 umfassen. Dabei erfolgt das Zusammenfügen des zweiten Wälzlagers 5 und das Verbinden 140 während des Rotierens des ersten Lagerrings 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 relativ zu dem zweiten Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5.
Optional können dabei die Rotationsgeschwindigkeiten der Lagerringe der Wälzlager gleich oder annähernd gleich groß sein. Anders ausgedrückt, kann der erste Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem zweiten Lagerring 7, 19 des ersten Wälzlagers 3 während des Verbindens 140 mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit rotieren und der erste Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 relativ zu dem zweiten Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 während des Verbindens 140 mit einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit rotieren. Die Rotationsgeschwindigkeiten können dabei so gewählt werden, dass eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ersten Rotationsgeschwindigkeit und der zweiten Rotationsgeschwindigkeit weniger als 5 Prozent (oder 2%, 1% oder 0,1%) der ersten Rotationsgeschwindigkeit beträgt oder im Wesentlichen keine Geschwindigkeitsdifferenz vorhanden ist.
Alternativ kann es sein, dass herstellungsbedingt oder bedingt durch die Orientierung der Wälzlageranordnung während des Zusammenfügens 130 und des Verbindens 140 eine Rotation der Lagerringe 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 relativ zueinander nicht notwendig ist. Beispielsweise können die Wälzkörper 13 des zweiten Wälzlagers 5 in einer O-Anordnung der Wälzlageranordnung 200, wie es in 2 gezeigt ist, automatisch in ihre vorgesehene Einbauposition rutschen (z.B. anliegend am Führungsbord des Innenrings), wenn das zweite Wälzlager 5 relativ zum ersten Wälzlager 3 beim Zusammenfügen 130 und Verbinden 140 unten (dem Erdmittelpunkt näher) angeordnet ist. In anderen Worten, der zweite Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 kann bei dem Verbinden 140 auch im Wesentlichen keine Rotationsbewegung (oder eine Rotationsgeschwindigkeit von kleiner als 5%, 2% oder 1% der Rotationsgeschwindigkeit der Lagerringe des ersten Wälzlagers) relativ zu dem ersten Lagerring 9, 21 des zweiten Wälzlagers 5 ausführen, wenn die Wälzlageranordnung 200 bei dem Verbinden 140 orientiert ist, sodass bei dem Verbinden 140 die Wälzkörper 13 des zweiten Wälzlagers 5 durch die Schwerkraft in ihrer vorgesehenen Einbauposition positioniert sind oder durch die Schwerkraft in ihre vorgesehene Einbauposition gezogen werden. Anders ausgedrückt, kann z.B. in einer O-Anordnung ein Wälzlager der Wälzlageranordnung 200 mit seiner Rotationsachse im Wesentlichen parallel zum Gravitationsfeld ausgerichtet sein und sich dem Erdmittelpunkt näher (also unten) befindet als das andere Wälzlager der O-Anordnung. Dann kann auf eine Rotation der Lagerringe dieses Wälzlagers relativ zueinander verzichtet werden, da die Wälzkörper automatisch an das Führungsbord des Innenrings rutschen.
Wie zuvor beschrieben und auch in 2 gezeigt, kann das Verfahren 100 beispielsweise zur Herstellung einer Wälzlageranordnung 200 verwendet werden, bei der das erste Wälzlager 3 und das zweite Wälzlager 5 Kegelrollenlager sind, die in einer O-Anordnung in der Wälzlageranordnung 200 angeordnet sind. Bei einer O-Anordnung sind die Wälzkörper bei beiden Wälzlagern so orientiert, dass eine orthogonal zu einer Rotationsachse jedes Wälzkörpers eines Wälzlagers liegende Querschnittsebene die Rotationsachse des Wälzlagers auf einer dem anderen Wälzlager der O-Anordnung abgewandten Seite schneidet. Umgekehrt schneidet die Querschnittsebene der Wälzkörper die Rotationsachse des Wälzlagers in einer X-Anordnung auf einer dem zweiten Wälzlager der X-Anordnung zugewandten Seite des Wälzlagers.
Ferner können das erste Wälzlager 3 und das zweite Wälzlager 5 unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen.
Die in 2 gezeigte Wälzlageranordnung 200 enthält weiter optionale, alternative oder zusätzliche Ausgestaltungen, die bei der Durchführung des Verfahrens 100 durch entsprechende Verfahrensschritte einzeln oder in beliebiger Kombination hergestellt werden können. So zeigt beispielsweise 2 für jedes Wälzlager einen Käfig 15, 17 zur Führung der Wälzkörper 11, 13, Innenringe 19, 21 mit Führungsbord 32, 33 und/oder eine Nabe 1 (Radnabe), die mit den Außenringen der Wälzlager verbunden ist. Zusätzlich sind im Querschnitt die Kontaktstellen 29, 31 der Innenringe 19, 21 mit dem Abstandshalter 23 sowie in der Ansicht der Verlauf der Kontaktstellen 25, 27 entlang des innenliegenden Umfangs der Wälzlageranordnung 200 gekennzeichnet. Diese Kontaktflächen sind beispielsweise miteinander verklebt.
Ein Verfahren nach dem beschriebenen Konzept kann beispielsweise allgemein auch folgendermaßen definiert werden. Ein Verfahren 100 zur Herstellung einer Wälzlageranordnung 200 umfasst ein Bereitstellen 110 eines Außenrings 7 eines ersten Wälzlagers 3, eines Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 und von Wälzkörpern 11 des ersten Wälzlagers 3. Ferner umfasst das Verfahren 100 ein Rotieren 120 des Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 und ein Zusammenfügen 130 des Außenrings 7 des ersten Wälzlagers 3, des Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 und der Wälzkörper 11 des ersten Wälzlagers 3 während des Rotierens 120 des Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3. Zusätzlich umfasst das Verfahren 100 ein Verbinden 140 des Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 mit einem Innenring 21 eines zweiten Wälzlagers 5 oder mit einem Abstandshalter 23 zu dem Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5 während des Rotierens 120 des Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 oder ein Verbinden 140 des Außenrings 7 des ersten Wälzlagers 3 mit einem Außenring 9 des zweiten Wälzlagers 5 oder mit einem Abstandshalter zu dem Außenring 9 des zweiten Wälzlagers 5 während des Rotierens 120 des Innenrings 19 des ersten Wälzlagers 3 relativ zu dem Außenring 7 des Wälzlagers 3.
2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Wälzlageranordnung 200 entsprechend eines Ausführungsbeispiels. Die Wälzlageranordnung 200 umfasst ein erstes Wälzlager 3 mit einem Innenring 19 und einem Außenring 7 und ein zweites Wälzlager 5 mit einem Innenring 21 und einem Außenring 9. Der Innenring 19 des ersten Wälzlagers 3 ist an den Innenring 21 des zweiten Wälzlagers geklebt, der Innenring 19 des ersten Wälzlagers 3 ist an einen Abstandshalter 23 und der Abstandshalter 23 an den Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5 geklebt, der Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 ist an den Außenring 13 des zweiten Wälzlagers 5 geklebt oder der Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 ist an einen Abstandshalter und der Abstandshalter an den Außenring 13 des zweiten Wälzlagers 5 geklebt.
Durch das Kleben kann eine spielfreie Verbindung erzeugt werden, sodass die beiden Wälzlager 3, 5 in einem vorgespannten Zustand ausgeliefert werden können. Wären die Wälzlager hingegen beispielsweise mit einem Clip-Ring verbunden, wäre eine spielfreie Verbindung schwer oder nicht realisierbar und die Wälzlager der Wälzlageranordnung könnten meist erst beim Einbau in das für die Wälzlageranordnung vorgesehene Maschinenteil oder die Maschine erfolgen, sodass der gesamte Herstellungsprozess der Wälzlageranordnung zumindest in zwei unabhängigen Teilprozessen stattfinden müsste.
Für optionale, alternative oder zusätzliche strukturelle Ausführungsvarianten zu der eben beschriebenen Wälzlageranordnung 200 gelten entsprechend die Ausführungen zu dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung.
So kann es sich beispielsweise bei dem ersten Wälzlager 3 und dem zweiten Wälzlager 5 um ein Kegelrollenlager handeln, die in einer O-Anordnung oder in einer X-Anordnung in der Wälzlageranordnung 200 angeordnet sind.
Ebenso kann optional der Innenring 19 des ersten Wälzlagers 3 mit dem Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5 oder mit dem Abstandshalter 23 zu dem Innenring 21 des zweiten Wälzlagers 5 spielfrei verbunden sein, wobei das erste Wälzlager 3 und das zweite Wälzlager 5 vorgespannt sind.
Ferner können der Innendurchmesser des ersten Wälzlagers 3 und der Innendurchmesser des zweiten Wälzlagers 5 unterschiedlich (aber auch gleich) sein.
Für weitere optionale, zusätzliche oder alternative Ausführungsformen gelten beispielsweise auch die bereits zuvor zu 2 gemachten Ausführungen.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Radlager mit einer Wälzlageranordnung entsprechend des zuvor beschriebenen Konzepts. Dabei sind beispielsweise der Außenring 7 des ersten Wälzlagers 3 und der Außenring 9 des zweiten Wälzlagers 5 spielfrei mit einer Radnabe 1 verbunden.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Wälzlageranordnung oder ein Verfahren zu Herstellung einer Wälzlageranordnung, bei der sich die Rollen (Wälzkörper) in einer vorgesehenen Einbauposition (Fully-Home-Position) der Lageranordnung befinden. Es kann beispielsweise eine Fully-Home-Position der Rollen bei Lageranordnungen, deren innere Komponenten des inneren Verspannkreises verklebt sind, erreicht werden. Damit sie (die Wälzkörper) ohne eine Beschädigung der Komponenten diese Position erreichten, oder überhaupt erreichen, kann Innen- zu Außenring gedreht werden und dabei die Rollen antreiben. Dies tritt beispielsweise beim Zusammenkleben der Innenringe auf.
Das beschriebene Verfahren kann beispielsweise für Lageranordnungen mit Einzellagern (wie z.B. in 2 gezeigt) aber auch für Lagereinheiten (bei denen die Außenringe direkt miteinander verbunden sind) verwendet werden. Ebenso kann das Verfahren beispielsweise für Lagereinheiten verwendet werden, die im Auslieferungszustand im Vorspannungsbereich liegen. Bei diesen Anordnungen ist z.B. sobald sich Laufbahnen und Wälzkörper in Kontakt befinden ein Spalt zwischen den Innenringen 19, 21, bzw. zwischen Innenring und Abstandshalter 23 (Spacer). Hier befindet sich beispielsweise der Klebstoff. Z.B. über die Außenringe 7 bzw. die Nabe 1 kann nun, solange der Klebstoff noch nicht angefangen hat anzubinden, gedreht werden. Die Rollen laufen zum Führungsbord, dann erst werden z.B. die Innenringe auf Block gebracht und der Kleber (an den Positionen 25, 27) kann abbinden.
Durch das beschriebene Konzept kann beispielsweise ein schadensfreies Produkt hergestellt werden, bei dem Kleben als Ersatz für einen Clip-Ring verwendet werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und in den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Obwohl manche Aspekte der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschritts, beispielsweise einem Verfahren zum Herstellen oder Betreiben einer Filterkassette, zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details bzw. Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele präsentiert wurden, beschränkt ist.
Bezugszeichenliste

1: Nabe, Radnabe
3: Erstes Wälzlager
5: Zweites Wälzlager
7: Außenring des ersten Wälzlagers
9: Außenring des zweiten Wälzlagers
11: Wälzkörper des ersten Wälzlagers
13: Wälzkörper des zweiten Wälzlagers
15: Käfig des ersten Wälzlagers
17: Käfig des zweiten Wälzlagers
19: Innenring des ersten Wälzlagers
21: Innenring des zweiten Wälzlagers
23: Abstandshalter
25: Draufsicht der Klebestelle zwischen Innenring des ersten Wälzlagers und Abstandshalter
27: Draufsicht der Klebestelle zwischen Innenring des zweiten Wälzlagers und Abstandshalter
29: Querschnitt der Klebefläche zwischen Innenring des ersten Wälzlagers und Abstandshalter
31: Querschnitt der Klebefläche zwischen Innenring des zweiten Wälzlagers und Abstandshalter
32: Führungsbord des Innenrings des zweiten Wälzlagers
33: Führungsbord des Innenrings des ersten Wälzlagers
100: Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung
110: Verfahrensschritt Bereitstellen
120: Verfahrensschritt Rotieren
130: Verfahrensschritt Zusammenfügen
140: Verfahrensschritt Verbinden
200: Wälzlageranordnung

Claims

Verfahren (100) zur Herstellung einer Wälzlageranordnung (200), mit folgenden Schritten: Bereitstellen (110) eines ersten Lagerrings (7, 19) eines ersten Wälzlagers (3), eines zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und von Wälzkörpern (11) des ersten Wälzlagers (3); Rotieren (120) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3); Zusammenfügen (130) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3), des zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und der Wälzkörper (11) des ersten Wälzlagers (3) während des Rotierens (120) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3); und Verbinden (140) des zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) mit einem Lagerring (9, 21) eines zweiten Wälzlagers (5) oder mit einem Abstandshalter (23) zu dem Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) während des Rotierens (120) des ersten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verbinden (140) des zweiten Lagerrings (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) mit dem Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) oder mit dem Abstandshalter (23) zu dem Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) erfolgt, sodass eine spielfreie Verbindung zwischen dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und dem Lagerring (21, 9) des zweiten Wälzlagers (5) oder dem Abstandshalter (23) zu dem Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) entsteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbinden (140) durch Kleben erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Verbinden (140) der zweite Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und der Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) oder der zweite Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3), der Abstandshalter (23) und der Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) aneinander gepresst werden, sodass das erste Wälzlager (3) und das zweite Wälzlager (5) vorgespannt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3), der zweite Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) und die Wälzkörper (11) des ersten Wälzlagers (3) als separate Einzelteile bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden weiteren Schritten: Bereitstellen eines ersten Lagerrings (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5), eines zweiten Lagerrings (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) und von Wälzkörpern (13) des zweiten Wälzlagers (5); und Zusammenfügen des ersten Lagerrings (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5), des zweiten Lagerrings (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) und der Wälzkörper (13) des zweiten Wälzlagers (5).
Verfahren nach Anspruch 6, mit folgendem weiteren Schritt: Rotieren des ersten Lagerrings (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) relativ zu dem zweiten Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5), wobei das Zusammenfügen des zweiten Wälzlagers (5) und das Verbinden (140) während des Rotierens des ersten Lagerrings (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) relativ zu dem zweiten Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei während des Verbindens (140) der erste Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) relativ zu dem zweiten Lagerring (7, 19) des ersten Wälzlagers (3) mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit rotiert und der erste Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) relativ zu dem zweiten Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) mit einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit rotiert, wobei eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ersten Rotationsgeschwindigkeit und der zweiten Rotationsgeschwindigkeit weniger als 5% der ersten Rotationsgeschwindigkeit beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Wälzlageranordnung (200) bei dem Verbinden (140) orientiert ist, sodass bei dem Verbinden (140) die Wälzkörper (13) des zweiten Wälzlagers (5) durch die Schwerkraft in ihrer vorgesehenen Einbauposition positioniert sind, wobei der erste Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) bei dem Verbinden (140) im Wesentlichen keine Rotationsbewegung relativ zu dem zweiten Lagerring (9, 21) des zweiten Wälzlagers (5) ausführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Wälzlager (3) und das zweite Wälzlager (5) Kegelrollenlager sind, die in einer O-Anordnung in der Wälzlageranordnung (200) angeordnet sind, wobei das erste Wälzlager (3) und das zweite Wälzlager (5) unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen. Wälzlageranordnung (200) mit folgenden Merkmalen; einem ersten Wälzlager (3) mit einem Innenring (19) und einem Außenring (7); und einem zweiten Wälzlager (5) mit einem Innenring (21) und einem Außenring (13), wobei der Innenring (19) des ersten Wälzlagers (3) an den Innenring (21) des zweiten Wälzlagers (5) geklebt ist, der Innenring (19) des ersten Wälzlagers (3) an einen Abstandshalter (23) und der Abstandshalter (23) an den Innenring (21) des zweiten Wälzlagers (5) geklebt ist, der Außenring (7) des ersten Wälzlagers (3) an den Außenring (9) des zweiten Wälzlagers (5) geklebt ist oder der Außenring (7) des ersten Wälzlagers (3) an einen Abstandshalter und der Abstandshalter an den Außenring (9) des zweiten Wälzlagers (5) geklebt ist.
Wälzlageranordnung gemäß Anspruch 11, wobei das erste Wälzlager (3) und das zweite Wälzlager (5) Kegelrollenlager sind, die in einer O-Anordnung oder in einer X-Anordnung in der Wälzlageranordnung (200) angeordnet sind.
Wälzlageranordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der Innenring (19) des ersten Wälzlagers (3) mit dem Innenring (21) des zweiten Wälzlagers (5) oder mit dem Abstandshalter (23) zu dem Innenring (21) des zweiten Wälzlagers (5) spielfrei verbunden ist, wobei das erste Wälzlager (3) und das zweite Wälzlager (5) vorgespannt sind.
Wälzlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei ein Innendurchmesser des ersten Wälzlagers (3) und ein Innendurchmesser des zweiten Wälzlagers (5) unterschiedlich sind.
Radlager mit einer Wälzlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Außenring (7) des ersten Wälzlagers (3) und der Außenring (9) des zweiten Wälzlagers (5) spielfrei mit einer Radnabe (1) verbunden sind.