DE102014203240A1

DE102014203240A1 - Wälzkörper und Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers

Info

Publication number: DE102014203240A1
Application number: DE102014203240.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Daut
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörper (1), insbesondere Lagernadel, die erfindungsgemäß durch eine als Blechumformteil ausgebildete Hülse (2) und eine in dieser angeordneten Spritzgussfüllung (3) gebildet wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen zur Verwendung in einem Wälzlager geeigneten Wälzkörper, insbesondere eine Lagernadel, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers.
Hintergrund der Erfindung
Die DE 10 2008 050 231 A1 offenbart einen Wälzkörper mit einem Hohlraum und zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen. Dieser Wälzkörper ist durch Blechumformung herstellbar und kann aus nicht rostendem Stahl bestehen.
Ein als Hohlnadel ausgebildeter Wälzkörper ist aus der FR 2 479 369 A bekannt, wobei zum Herstellungsverfahren keine Angaben gemacht sind.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wälzkörper gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere hinsichtlich rationeller Fertigungsmöglichkeiten weiterzuentwickeln.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers gemäß Anspruch 4.
Der Wälzkörper ist vorzugsweise als Nadel ausgebildet. Eine Oberfläche des Wälzkörpers, welche beim bestimmungsgemäßen Betrieb einer Wälzbeanspruchung ausgesetzt ist, ist durch eine Hülse gebildet, bei welcher es sich um ein Blechumformteil handelt. Im Vergleich zu einem spanabhebend hergestellten Metallteil zeichnet sich eine spanlos hergestellte, gezogene Hülse durch einen deutlich geringeren Fertigungsaufwand bei gleichzeitig erzielbarer hoher Qualität, insbesondere Oberflächenqualität, aus. In der Hülse befindet sich eine Spritzgussfüllung aus Kunststoff, die dem Wälzkörper eine erhöhte Stabilität verleiht. Bei geringen mechanischen Beanspruchungen sind auch als gezogene Hülse ausgebildete Wälzkörper ohne Verfüllung verwendbar.
Die Spritzgussfüllung des Wälzkörpers ist in bevorzugter Ausgestaltung gegenüber einer Stirnseite der Hülse zum Inneren des Wälzkörpers hin zurückversetzt. Dies hat den Vorteil, dass der Bereich an der Stirnseite des Wälzkörpers besonders gut für die Führung des Wälzkörpers in einem Käfig geeignet ist. Gemäß einer Weiterbildung ist in der Hülse mindestens ein elektrisches Funktionselement, insbesondere ein Sensor, angeordnet. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Temperatursensor, einen Geräuschsensor, oder einen Schwingungssensor handeln. Von dem Sensor aufgenommene Daten werden optional durch ein GPS-Modul weitergeleitet, welches sich ebenfalls innerhalb der Hülse befinden kann.
Die Herstellung des Wälzkörpers erfolgt, indem zunächst durch spanlose Umformung eine Hülse aus Blech hergestellt wird, deren äußere Form bereits der Form des endgültigen Wälzkörpers entspricht. Im nächsten Schritt wird diese Hülse in einem Werkzeug formstabil gefasst.
In diesem Zustand wird anschließend die Spritzgussfüllung aus Kunststoff in die Hülse eingespritzt. Das Ergebnis ist ein formstabiler, insbesondere zylinder- oder nadelförmiger Wälzkörper, dessen Oberfläche durch ein nicht gehärtetes Blech gebildet ist. Bei höheren Festigkeitsanforderungen kann die Hülse gehärtet werden, bevor die Kunststofffüllung eingebracht wird. Zur Herstellung der Hülse werden Werkstoffe mit einem ausreichend hohen möglichen Umformgrad verwendet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass selbst nichtrostende Stähle für die Herstellung nadelförmiger Hülsen geeignet sind. Wälzkörper aus derartigen Werkstoffen sind insbesondere für Anwendungen in der Lebensmittel- oder Verpackungsindustrie geeignet. Sowohl bei Hülsen aus nichtrostendem Stahl als auch bei Hülsen aus sonstigem Stahl ist ein Mittenrauwert ra von weniger als 20 µm erreichbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders vermerkt, auf beide Ausführungsbeispiele.
Ein mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Wälzkörper ist als Lagernadel ausgebildet. Die Lagernadel ist zur Verwendungen in einem nicht dargestellten Wälzlager, nämlich Nadellager, vorgesehen.
Die Lagernadel 1 ist aufgebaut aus einer als Blechumformteil ausgebildeten Hülse 2, in welcher sich eine Spritzgussfüllung 3 aus Kunststoff befindet.
Die mit 4 bezeichnete Oberfläche der Hülse 2 rollt entweder auf nicht dargestellten Lagerringen oder direkt auf einer Welle oder in einem Gehäuse eines umgebenden Maschinenbauteils ab. Abweichend von den vereinfachten Darstellungen nach den 1 und 2 kann die zylindrisch dargestellte Oberfläche 4 der Hülse 2 profiliert, insbesondere leicht ballig, gestaltet sein. An den mit S1, S2 bezeichneten Stirnseiten des Wälzkörpers 1 ist die Hülse 2 leicht nach innen gezogen.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 schließt die Spritzgussfüllung 3 an jeder Stirnseite S1, S2 bündig mit der Hülse 2 ab. Im Unterschied hierzu ist im Ausführungsbeispiel gemäß 2 die Spritzgussfüllung 3 an den Stirnseiten S1, S2 etwas nach innen versetzt. Dies hat den Vorteil, dass der Wälzkörper 1 an den entsprechenden Stellen besonders gut in einen nicht dargestellten Käfig einführbar ist.
Sowohl der Wälzkörper 1 gemäß 1 als auch der Wälzkörper 1 gemäß 2 zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Lagernadeln durch ein geringeres Gewicht und dementsprechend geringere Fliehkräfte bei hohen Drehzahlen aus. Die gezogene Hülse 2 ist aus nicht rostendem Stahl herstellbar. Nach der Formung der Hülse 2 wird diese in ein nicht dargestelltes Werkzeug eingesetzt, um dort formstabil gehalten zu werden. In diesem Zustand wird die Spritzgussfüllung 3 in die Hülse 2 eingebracht. Erst nach dem Verfestigen der Spritzgussfüllung 3 wird der Wälzkörper 1 aus dem Werkzeug entnommen. In nicht dargestellter Weise können in die Spritzgussfüllung 3 oder direkt in die Hülse 2 Bauelemente, insbesondere Sensoren, welche Aufschluss über die Belastung des Wälzkörpers 1 bieten, integriert werden. Abgesehen von derartigen als Sensorwälzkörper ausgebildeten Wälzkörpern 1 ist vorzugsweise das gesamte Wälzlager mit gleichartigen Wälzkörpern 1, entweder in der Ausgestaltung gemäß 1 oder in der Ausgestaltung gemäß 2, befüllt.
Bezugszeichenliste

S1: Stirnseite
S2: Stirnseite
1: Wälzkörper
2: Hülse
3: Spritzgussfüllung
4: Oberfläche

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

DE 102008050231 A1 [0002]
FR 2479369 A [0003]

Claims

Wälzkörper (1), insbesondere Lagernadel, dadurch gekennzeichnet, dass er durch eine als Blechumformteil ausgebildete Hülse (2) mit einer in dieser angeordneten Spritzgussfüllung (3) gebildet wird.
Wälzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche der Spritzgussfüllung gegenüber einer Stirnseite der Hülse zurückversetzt ist.
Wälzkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülse mindestens ein elektrisches Funktionselement, insbesondere ein Sensor, aufgenommen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers (1), mit folgenden Schritten: – durch spanlose Umformung wird eine Hülse aus Blech hergestellt, – die Hülse wird in einem Werkzeug formstabil gefasst, – in die in dem Werkzeug gefasste Hülse wird Kunststoff eingespritzt.