DE102014223708A1

DE102014223708A1 - Verfahren zum Befüllen eines Rillenkugellagers

Info

Publication number: DE102014223708A1
Application number: DE102014223708.4A
Authority: DE
Inventors: Harald Meisel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2016-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Rillenkugellagers (2) mit Lagerkugeln (8), wobei die Lagerkugeln (8) in einen durch exzentrische Anordnung (Exzentrizitätsmaß e) des inneren Lagerringes (6) gegenüber dem äußeren Lagerring (4) gebildeten sichelförmigen, einen vorgegebenen Füllwinkel α bildenden Zwischenraum eingefüllt werden.
Um den Füllwinkel α und damit den möglichen Befüllungsgrad des Lagers mit Lagerkugeln sowie die davon abhängige Tragfähigkeit des Lagers zu verbessern, wird für den Befüllungsvorgang erfindungsgemäß der äußere Lagerring (4) zu einem Oval mit einer rechtwinklig zur Richtung Y der gegenseitigen exzentrischen Verschiebung der Lagerringe (4, 6) verlaufenden Oval-Längsachse und der innere Lagerring (6) zu einem Oval mit einer dazu rechtwinklig verlaufenden Oval-Längsachse verformt. Beide Maßnahmen führen dazu, dass der sichelförmige Zwischenraum in seinen beiden Endbereichen weiter wird, so dass sich der Füllwinkel α und damit der mögliche Befüllungsgrad sowie die davon abhängige Tragfähigkeit des Lagers vergrößern.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Rillenkugellagers mit Lagerkugeln, wobei die Lagerkugeln in einen durch exzentrische Anordnung des inneren Lagerringes gegenüber dem äußeren Lagerring gebildeten sichelförmigen, einen vorgegebenen Füllwinkel bildenden Zwischenraum eingefüllt werden.
Hintergrund der Erfindung
Rillenkugellager sind dadurch gekennzeichnet, dass am Innenumfang des radial äußeren Lagerringes und am Außenumfang des radial inneren Lagerringes jeweils eine im Querschnitt der Kugelgröße angepasste tiefe Laufrille ausgebildet ist, welche die Laufbahnen für die Lagerkugeln bilden. Die Besonderheit von Rillenkugellagern ist, dass sie wegen der tiefen Laufbahnen und der dadurch bewirkten engen Schmiegung neben Radialbelastungen auch axiale Belastungen in beiden Richtungen aufnehmen können. Das Befüllen der Rillenkugellager mit den Lagerkugeln erfolgt mit einem Exzentermontageverfahren, welches beispielsweise durch die DE 168 499 C bekannt gewordenen ist. Bei diesem Exzentermontageverfahren werden die beiden Lagerringe in einer Ebene exzentrisch zueinander angeordnet und ein dadurch entstehender sichelförmiger freier Raum radial zwischen den beiden Lagerringen wird anschließend mit den Lagerkugeln befüllt. Der mit Lagerkugeln befüllbare Winkelbereich dieses Zwischenraumes definiert einen Füllwinkel, welcher die maximale Anzahl der Lagerkugeln begrenzt. Anschließend werden die beiden Lagerringe in eine zueinander konzentrische Lage bewegt, wobei die Lagerkugeln sich über den Lagerumfang verteilen können.
Um den Füllwinkel zu vergrößern und damit den Befüllungsgrad sowie die davon abhängige Tragkraft des Lagers zu verbessern, ist es Stand der Technik, den äußeren Lagerring beim Befüllungsvorgang im Bereich seiner elastischen Verformbarkeit in einer Weise zu verformen, dass der sichelförmige Zwischenraum in seinen Endbereichen weiter und der Füllwinkel damit größer wird. Es besteht jedoch nach wie vor das Bedürfnis, die Tragfähigkeit derartiger Rillenkugellager weiter zu verbessern.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen eines Rillenkugellagers mit Lagerkugeln vorzustellen, mit dem bei gleicher Grundkonstruktion des Lagers dessen Befüllungsgrad vergrößert und damit seine Tragfähigkeit erhöht werden können.
Beschreibung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die elastische Verformbarkeit beider Lagerringe genutzt werden kann, um den Füllwinkel und damit den möglichen Befüllungsgrad weiter zu vergrößern.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Befüllen eines Rillenkugellagers mit Lagerkugeln, wobei die Lagerkugeln in einen durch eine exzentrische Anordnung des inneren Lagerringes gegenüber dem äußeren Lagerring gebildeten sichelförmigen, einen vorgegebenen Füllwinkel bildenden Zwischenraum eingefüllt werden. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass vor dem Befüllen der äußere Lagerring zu einem Oval mit einer rechtwinklig zur Richtung der gegenseitigen exzentrischen Verschiebung der Lagerringe verlaufenden Oval-Längsachse und der innere Lagerring zu einem Oval mit einer dazu rechtwinklig verlaufenden Oval-Längsachse verformt werden.
Dabei ist einerseits zu beachten, dass die Verformung der beiden Lagerringe im elastischen Bereich erfolgt, so dass eine Rückverformung in die exakte, kreisringförmige Ausgangsform möglich bleibt. Da sich der Zwischenraum in seinem Scheitelbereich, wo die Lagerkugeln eingefüllt werden, durch die Verformung verengt, ist weiter zu beachten, dass diese Verengung durch ein ausreichendes, darauf abgestimmtes Exzentrizitätsmaß kompensiert wird, so dass ein Befüllen möglich bleibt.
Nach der vollständigen Befüllung des sichelförmigen Zwischenraumes werden gemäß der Erfindung die beiden Lageringe in einem weiteren Verfahrensschritt synchron in ihre Kreisringform zurückverformt und konzentrisch zueinander ausgerichtet, wobei sich die Lagerkugeln über den gesamten Umfang des Rillenkugellagers verteilen.
In einem letzten Verfahrensschritt wird in bekannter Weise ein Käfig montiert, welcher die Lagerkugeln gleichmäßig über den Umfang verteilt und auf Abstand hält.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerringe und die Lagerkugeln in ihren Abmessungen so aufeinander abgestimmt werden, dass die durch die Oval-Verformung der beiden Lagerringe sich ergebende Vergrößerung des Füllwinkels im Wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches des dem Durchmesser der zugeordneten Lagerkugeln entsprechenden Winkelwertes β ist, oder anders ausgedrückt, dass Lagerkugeln verwendet werden, deren Winkelwert beziehungsweise deren Winkeläquivalent dem Zugewinn beim Füllwinkel α entspricht.
Das bedeutet, dass der durch die Verformung der Lagerringe bedingte Zugewinn beim Füllwinkel α möglichst vollständig durch eine oder mehrere zusätzliche Lagerkugeln ausgefüllt und damit ein optimaler Befüllungsgrad erreicht werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. Diese zeigt in einer einzigen Figur schematisch eine axiale Draufsicht auf ein Rillenkugellager mit ovalem Außenring und ovalem Innenring, welches vollständig mit Lagerkugeln gefüllt ist.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Das in der Figur dargestellte Rillenkugellager 2 umfasst in bekannter Weise einen an seinem Innenumfang mit einer Laufrille ausgestatteten äußeren Lagerring 4, einen an seinem Außenumfang mit einer Laufrille ausgestatteten inneren Lagerring 6 sowie eine Anzahl von zwischen den Lagerringen angeordneten Lagerkugeln 8.
Um das Rillenkugellager 2 mit Lagerkugeln 8 zu füllen, wird in einem ersten Schritt der innere Lagerring 6 gegenüber dem äußeren Lagerring 4 exzentrisch angeordnet. Dabei ist der Mittelpunkt P_a des äußeren Lagerringes 4 in Bezug zu dem Mittelpunkt P_i des inneren Lagerringes 6 in Richtung der im oberen Teil der Figur dargestellten Y-Achse um das Exzentrizitätsmaß e exzentrisch versetzt. Auf diese Weise entsteht im Scheitelbereich 10 des zwischen den beiden Lagerringen 4, 6 gebildeten Zwischenraumes zwischen diesen Lagerringen ein radialer Abstand, welcher ein Einfüllen des Rillenkugellagers 2 mit Lagerkugeln 8 ermöglicht. Der durch den Füllwinkel α bestimmte sichelförmige Zwischenraum, welcher Lagerkugeln 8 aufnehmen kann, wird durch diejenigen beiden äußeren Lagerkugeln 8a, 8b bestimmt, die spielfrei ohne Verklemmen an den exzentrisch angeordneten Lagerringen 4, 6 anliegen.
Um den Füllwinkel zu vergrößern, wird einerseits der äußere Lagerring 4 zu einem Oval mit in Richtung der X-Achse verlaufender Oval-Längsachse verformt. Dies bewirkt, dass sich der Abstand zwischen den Lagerringen 4, 6 in den beiden Endbereichen des sichelförmigen Zwischenraumes vergrößert. Der Ausgangsdurchmesser D_a des äußeren Lagerrings 4 wird dabei in Y-Richtung um das Maß Y₁ verringert und in X-Richtung um das Maß X₁ vergrößert. Gleichzeitig wird der innere Lagerring 6 zu einem Oval mit einer in Richtung der Y-Achse liegenden Oval-Längsachse verformt, wodurch sich der genannte Abstand im Endbereich des sichelförmigen Zwischenraumes nochmals vergrößert. Der Ausgangsdurchmesser D_i des inneren Lagerringes 6 wird dabei in Y-Richtung um das Maß Y₂ vergrößert und in X-Richtung um das Maß X₂ verringert. Beide Maßnahmen wirken im gleichen Sinn. Sie führen dazu, dass sich der Füllwinkel α und damit der sichelförmige Zwischenraum vergrößert, welcher Lagerkugeln 8, 8a, 8b aufnehmen kann, so dass im Grundsatz mehr Lagerkugeln eingefüllt werden können und die Tragfähigkeit des Lagers sich erhöht.
Um den durch die oben beschriebenen Maßnahmen vergrößerten Füllwinkel α optimal nutzen zu können, müssen die Lagerringe 4, 6 und die Lagerkugeln 8, 8a, 8b in ihren Abmessungen so aufeinander abgestimmt werden, dass die durch die Oval-Verformung der Lagerringe 4, 6 sich ergebende Vergrößerung des Füllwinkels (in Winkelgraden) im Wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches des Winkelwertes β der verwendeten Lagerkugeln 8 ist, das heißt, dass der sichelförmige Zwischenraum weitgehend vollständig, also ohne Lücken, mit Lagerkugeln 8 befüllt werden kann. Wenn beispielsweise der Füllwinkel sich um 6° vergrößert, könnte der gewonnene Raum mit einer Lagerkugel mit einem Winkelwert β von 6° oder mit mehreren Lagerkugeln, deren Winkelwertsumme 6° beträgt, aufgefüllt werden.
In einem nachfolgenden Schritt werden die beiden Lagerringe 4, 6 wieder synchron in ihre Kreisringform zurückverformt und konzentrisch zueinander ausgerichtet, wobei sich anschließend die Lagerkugeln 8 über den gesamten Lagerumfang verteilen können. In einem weiteren Schritt wird in bekannter Weise ein Käfig montiert, welcher die Lagerkugeln führt und auf Abstand hält.
Bezugszeichenliste

2: Rillenkugellager
4: Äußerer Lagerring
6: Innerer Lagerring
8: Lagerkugeln
8a: Lagerkugeln
8b: Lagerkugeln
10: Scheitelbereich
P_a: Mittelpunkt
P_i: Mittelpunkt
e: Exzentrizitätsmaß
α: Füllwinkel
β: Winkelwert einer Lagerkugel
D_a: Ausgangsdurchmesser von Lagerring 4
D_i: Ausgangsdurchmesser von Lagerring 6

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 168499 C [0002]

Claims

Verfahren zum Befüllen eines Rillenkugellagers (2) mit Lagerkugeln (8), wobei die Lagerkugeln in einen durch exzentrische Anordnung des inneren Lagerringes (6) gegenüber dem äußeren Lagerring (4) gebildeten sichelförmigen, einen vorgegebenen Füllwinkel (α) bildenden Zwischenraum eingefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Befüllen der äußere Lagerring (4) zu einem Oval mit einer rechtwinklig zur Richtung Y der gegenseitigen exzentrischen Verschiebung der Lagerringe (4, 6) verlaufenden Oval-Längsachse und der innere Lagerring (6) zu einem Oval mit einer dazu rechtwinklig verlaufenden Oval-Längsachse verformt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerringe (4, 6) nach vollständiger Befüllung des sichelförmigen Zwischenraums wieder synchron in ihre Kreisringform zurückverformt und konzentrisch zueinander ausgerichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe (4, 6) und die Lagerkugeln (8) in ihren Abmessungen so aufeinander abgestimmt werden, dass die durch die Oval-Verformung der Lagerringe (4, 6) sich ergebende Vergrößerung des Füllwinkels (α) im Wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches des dem Durchmesser der zugeordneten Lagerkugeln (8) entsprechenden Winkelwertes (β) ist.