DE102015210712A1

DE102015210712A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102015210712A1
Application number: DE102015210712.4A
Authority: DE
Inventors: Roland Lippert; Oleg Weitner; Sebastian Langhans
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-15
Also published as: WO2016198058A1

Abstract

Wälzlager, umfassend einen spanlos gefertigten Innenring (2) und/oder einen Außenring, wobei der Innenring (2) und/oder der Außenring an einem Ende einen Anlaufbord (3) und am anderen Ende einen Bördelbord (4) aufweist, der über eine radiale Einschnürung (14) von einer zwischen beiden Borden (3, 4) ausgebildeten Lauffläche (13), auf der die Wälzkörper (7, 8) abwälzen, getrennt ist, wobei in der Einschnürung (14) ein Sprengring (16), gegen den die Wälzkörper (8) axial anlaufen, eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, umfassend einen spanlos gefertigten Innenring und/oder einen Außenring, wobei der Innenring und/oder der Außenring an einem Ende einen Anlaufbord und am anderen Ende einen Bördelbord aufweist, der über eine radiale Einschnürung von einer zwischen beiden Borden ausgebildeten Lauffläche, auf der die Wälzkörper abwälzen, getrennt ist.
Wälzlager insbesondere kleinerer Bauart weisen oft einen spanlos gefertigten Innenring und/oder einen spanlos gefertigten Außenring auf. Ein solcher spanlos gefertigter Ring wird üblicherweise aus einem Blech gezogen. Während dieses Vorgangs wird an einem Ende ein Anlaufbord ausgebildet, das andere Ende läuft zunächst zylindrisch aus. An diesem zylindrisch auslaufenden Ende ist eine radiale Einschnürung vorgesehen, die es ermöglicht, den Endabschnitt umzubördeln, um einen Bördelbord auszubilden, der die Wälzkörper an diesem Ende axial fixiert. Zwischen den beiden Borden befindet sich die Lauffläche, auf der die Wälzkörper abwälzen, diese Lauffläche ist jedoch zum Bördelbord hin über die Einschnürung getrennt.
Da die Wälzkörper, also die Rollen oder Nadeln sowie bei mehrreihigen Wälzlagern zwischen den Wälzkörperreihen angeordnete Scheiben und Sprengring, eine Gesamtlänge aufweisen, die bis auf ein geringes Spiel dem Abstand der beiden Borde zueinander entspricht, ergibt sich folglich im Bereich der Einschnürung ein Überstand der Wälzkörper zur Laufbahn, das heißt, dass dort die Wälzkörper nicht auf der Laufbahn wälzen, sondern frei laufen. Dieser Überstand zur axialen Anlage am Bördelbord liegt im Bereich mehrerer Millimeter, je nach Lagergröße. An diesem Bereich kann es zu einer erhöhten Kantenpressung und in der Folge zu Ausfällen des Wälzlagers infolge einer Wälzermüdung kommen. Das heißt, dass sich sogenannte „Kantenläufer“ resultierend aus dem Laufbahnüberstand ergeben können, die sich nachteilig auf die Lebensdauer auswirken.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Wälzlager anzugeben, das demgegenüber verbessert ist.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Wälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in die Einschnürung ein Sprengring, gegen den die Wälzkörper axial anlaufen, eingesetzt ist.
Beim erfindungsgemäßen Wälzlager dient folglich nicht der Bördelbord als axialer Anlaufbord, gegen den die Wälzkörper anlaufen, sondern ein Sprengring, der in die Einschnürung eingesetzt ist. Dieser Sprengring übernimmt im Betrieb die Aufgabe der axialen Führung der Wälzkörperreihe, er dient als axialer Abstandshalter. Dies führt dazu, dass die Wälzkörper über nahezu ihre gesamte Länge auf der Lauffläche abwälzen, ohne dass es zu einer Spielvergrößerung oder ähnlichem kommt, da der Sprengring den Bereich der Einschnürung quasi überbrückt.
Aus diesem Grund trägt die gesamte Laufbahn die Wälzkörper, es kommt folglich nicht zu Kantenläufern respektive zu erhöhter Kantenpressung, so dass die Lebensdauer des Wälzlagers deutlich verbessert ist. Der Sprengring ist bevorzugt am Bördelbord axial abgestützt, das heißt, er liegt am Bördelbord an, so dass sich keinerlei Axialspiel zwischen Sprengring und Bördelbord ergibt.
Der gezogene und noch nicht umgebördelte Ring weist an dem Ende, an dem der Bördelbord ausgebildet werden soll, an dem er also zylindrisch ausläuft, eine entsprechende Dickenreduzierung auf, die es ermöglicht, den Bördelbord, der im Vergleich zum gegenüberliegenden Anlaufbord üblicherweise etwas schmäler ist, auf einfache Weise umzubördeln. Die Lauffläche geht über eine zumeist sehr kurze Schrägfläche in die Eintiefung über. Nach dem Umbördeln ergibt sich im Übergang der Eintiefung zum Bördelbord ebenfalls ein geringer Materialaufwurf. Um den Sprengring positionsfest in der Einschnürung anzuordnen ist es denkbar, die Form der Außenseite des Sprengrings zumindest näherungsweise der Form der Einschnürung entsprechend auszuführen. Das heißt, dass zumindest die dem Bördelbord benachbarte Kante des Sprengrings leicht angeschrägt ausgeführt sein kann, so dass er in Anlage an den Bördelbord gelangt, gleichzeitig aber auch am Einschnürungsgrund anliegt.
Der Sprengring selbst ist bevorzugt aus gehärtetem Federstahl.
Das Wälzlager ist entweder ein einreihiges Rollen- oder Nadellager, bei dem die Rollen oder Nadeln mit einem Ende am Anlaufbord und mit dem anderen Ende am Sprengring anlaufen. Alternativ kann es sich auch um ein zweireihiges Rollen- oder Nadellager handeln, wobei in diesem Fall die Wälzkörper der einen Reihe am Anlaufbord und die Wälzkörper der anderen Reihe am Sprengring anlaufen, und wobei zwischen die beiden Reihen wenigstens eine Scheibe und/oder wenigstens ein weiterer Sprengring gesetzt ist. Die Scheiben und/oder der Sprengring dienen als Anlauf- oder Abstandselement für die Wälzkörper der beiden Reihen. Bevorzugt ist eine Kombination aus zwei Scheiben mit einem mittig angeordneten Sprengring vorgesehen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Wälzlager in Form eines zweireihigen Zylinderrollenlagers,
2 eine vergrößerte Teilansicht des Wälzlagers aus 1,
3 eine Ansicht des in die Einstellung eingesetzten Sprengrings, und
4 eine Teilansicht eines Wälzlagers entsprechend dem Wälzlager aus 1 gemäß Stand der Technik.
Zunächst sei zu Erläuterungszwecken auf 4 eingegangen, die eine Teilansicht eines Wälzlagers 50 gemäß Stand der Technik zeigt. Das Wälzlager 50 ist als Zylinderrollenlager ausgeführt und weist einen spanlos hergestellten Innenring 51 auf. An einem Ende des Innenrings 51 ist ein Anlaufbord 52 ausgebildet, am anderen Ende ein Bördelbord 53. Es handelt sich um ein zweireihiges Zylinderrollenlager, umfassend eine erste Lagerreihe 54 und eine zweite Lagerreihe 55, jeweils bestehend aus einer Vielzahl einzelner Rollen 56, 57. Zwischen die beiden Rollenreihen 54, 55 sind im gezeigten Beispiel zwei Scheiben 58, 59 und zwischen diese ein Sprengring 60 gesetzt.
Hierüber werden die beiden Reihen 54, 55 axial voneinander beabstandet und geführt.
Die Rollen 56 laufen mit ihrer linken Stirnfläche am Anlaufbord 52 an und mit ihrer rechten Stirnfläche an der Scheibe 58, während die Rollen 57 mit ihrer rechten Stirnfläche am Bördelbord 53 und ihrer linken Stirnfläche an der Scheibe 59 anlaufen. Sie wälzen auf einer Lauffläche 61 ab, die zwischen dem Anlaufbord 52 und dem Bördelbord 53 ausgebildet ist.
Fertigungsbedingt geht der Bördelbord 53 über eine radiale Einschnürung 61 in die Lauffläche 60 über, das heißt, dass die Lauffläche 61 über die Einschnürung 62 vom Bördelbord 53 beabstandet ist. Dies führt dazu, dass, wie 4 deutlich zeigt, die Rollen 57 der Reihe 55 nicht über ihre gesamte axiale Länge auf der Lauffläche 61 aufliegen respektive Abwälzen, sondern im Bereich der Einschnürung 62 frei liegen. In diesem Bereich kann es zu einer erhöhten Kantenpressung und zur sogenannten Kantenläufern kommen, die sich nachteilig auf die Lebensdauer auswirken.
Das gezeigte Wälzlager weist keinen metallenen Außenring auf, sondern ein Kunststoffhülse 63, die als Verpackungshülse dient. Gleichwohl kann das Wälzlager 50 auch anders ausgeführt werden, nämlich umfassend einen Außenring, der in ähnlicher Weise, jedoch lediglich spiegelverkehrt wie der Innenring 51 gemäß 4 ausgeführt wäre. Auch hier wäre eine entsprechende Einschnürung im Übergang zum Bördelbord ausgebildet, die die oben geschilderten Probleme verursacht.
1 zeigt demgegenüber ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1, das ausschnittsweise vergrößert in 2 dargestellt ist. Das erfindungsgemäße Wälzlager ist ebenfalls als zweireihiges Zylinderrollenlager, zu Vergleichszwecken also entsprechend der Darstellung aus 4, ausgeführt. Es umfasst einen Innenring 2 mit einem an einem Ende ausgebildeten Anlaufbord 3 und einem am anderen Ende ausgebildeten Bördelbord 4. Vorgesehen sind zwei Wälzkörperreihen 5, 6 umfassend entsprechende Rollen 7, 8, die auch in diesem Beispiel über zwei Scheiben 9, 10 sowie einen Sprengring 11 voneinander beabstandet sind. Über eine radial außenliegende Kunststoffhülse 12 ist das Wälzlager 1 nach außen hin geschlossen.
Auch hier ist zwischen der Lauffläche 13 und dem Bördelbord 4 eine radiale Einschnürung 14 ausgebildet, die über eine Schrägfläche 15 in die Lauffläche 13 übergeht. In diese Einschnürung 14 ist bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager 1 ein Sprengring 16 eingesetzt, der mit seiner Außenseite am Bördelbord 4 anliegt. Dieser Sprengring ist in seiner Breite derart dimensioniert, dass er nahezu die gesamte Einschnürung 14 ausfüllt. Er dient als Anlaufring für die Wälzkörper 8, die folglich nicht mehr am Bördelbord 4 anlaufen, sondern am Sprengring 16. Dies führt dazu, dass die Wälzkörper 8 der Reihe 6 nahezu über ihre gesamte axiale Länge auf der Lauffläche 13 abwälzen und nicht, wie in 4 gezeigt, über eine beachtliche axiale Länge, nämlich die Länge der Einschnürung, freiliegen. Lediglich im Bereich der Schrägfläche 14 stehen die Wälzkörper 8 minimal über die Lauffläche 13 über.
Das heißt, dass die Wälzkörper 7 mit ihrer linken Stirnfläche am Anlaufbord 3 und ihrer rechten Stirnfläche an der Scheibe 9 anlaufen, während die Wälzkörper 8 mit ihrer linken Stirnfläche an der Scheibe 10 und mit ihrer rechten Stirnfläche am Sprengring 16 anlaufen.
Eine Stirnansicht des im gezeigten Ausführungsbeispiel im Querschnitt rechteckigen Sprengrings 16 zeigt 3. Der Sprengring 16, der bevorzugt aus einem gehärteten Federstahl, weist eine Öffnung 17 auf, die es ermöglicht, ihn entsprechend zu biegen und in die Einschnürung 14 einzuschnappen.
Wie beschrieben ist bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager 1 lediglich ein minimaler, vernachlässigbarer Überstand der Wälzkörper 8 über die Lauffläche 13 gegeben. Um auch diesen auszuschließen wäre es denkbar, den Sprengring 16 mit einer Schrägfläche an seiner zur Schrägfläche 15 weisenden Kante auszuführen, so dass er einerseits ausfüllend in der Einschnürung 14 aufgenommen ist, sich aber andererseits bis unmittelbar an die Lauffläche 13 erstreckt. Eine solche Schrägfläche kann auch an der gegenüberliegenden Kante des Sprengrings 16 vorgesehen werden, sollte sich im Übergang von der Einschnürung 14 zum Bördelbord 4 eine geringe Materialaufhäufung aufgrund des Bördevorgangs ergeben.
Wenngleich 1 ein erfindungsgemäßes Wälzlager in Form eines zweireihigen Zylinderrollenlagers mit einem Innenring zeigt, wäre es selbstverständlich denkbar, dieses Zylinderrollenlager auch einreihig auszugestalten. Das heißt, dass nur eine Rollenreihe vorgesehen wäre, wobei die Rollen mit einer Stirnseite am Anlaufbord und mit der anderen am Sprengring anlaufen würden. Auch in diesem Fall wird über den Sprengring die Einschnürung im Übergang zum Bördelbord überbrückt.
Auch könnte das Wälzlager als Außenringlager ausgeführt sein, das heißt, dass anstelle des Innenrings ein Außenring vorgesehen wäre, der die dann radial nach innen offene Einschnürung den Übergang zum Bördelbord aufweisen würde. Auch in diesem Fall wäre in die Einschnürung ein entsprechender Sprengring eingesetzt, der dann als Anlaufring für die entsprechenden Wälzkörper dient. Ein solches Lager könnte natürlich als ein einreihiges oder zweireihiges Lager ausgeführt werden.
Abschließend besteht natürlich auch die Möglichkeit, ein Lager umfassend einen spanlos hergestellten Innenring und einen spanlos hergestellten Außenring vorzusehen, wobei an wenigstens einem dieser Ringe der Bördelbord ausgebildet und ein Sprengring gesetzt wäre.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
2: Innenring
3: Anlaufbord
4: Bördelbord
5: Wälzkörperreihe
6: Wälzkörperreihe
7: Rolle
8: Rolle
9: Scheibe
10: Scheibe
11: Sprengring
12: Kunststoffhülse
13: Lauffläche
14: Einschnürung
15: Schrägfläche
16: Sprengring
17: Öffnung
50: Wälzlager
51: Innenring
52: Anlaufbord
53: Bördelbord
54: Rollenreihe
55: Rollenreihe
56: Rolle
57: Rolle
58: Scheibe
59: Scheibe
60: Sprengring
61: Lauffläche
62: Einschnürung
63: Kunststoffhülse

Claims

Wälzlager, umfassend einen spanlos gefertigten Innenring (2) und/oder einen Außenring, wobei der Innenring (2) und/oder der Außenring an einem Ende einen Anlaufbord (3) und am anderen Ende einen Bördelbord (4) aufweist, der über eine radiale Einschnürung (14) von einer zwischen beiden Borden (3, 4) ausgebildeten Lauffläche (13), auf der die Wälzkörper (7, 8) abwälzen, getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einschnürung (14) ein Sprengring (16), gegen den die Wälzkörper (8) axial anlaufen, eingesetzt ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (16) axial am Bördelbord (4) abgestützt ist.
Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Außenseite des Sprengrings (16) zumindest näherungsweise der Form der Einschnürung (14) entspricht.
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (16) aus gehärtetem Federstahl ist.
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein einreihiges Rollen- oder Nadellager ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein zweireihiges Rollen- oder Nadellager ist, wobei die Wälzkörper (7) der einen Reihe (5) am Anlaufbord (3) und die Wälzkörper (8) der anderen Reihe (6) am Sprengring (16) anlaufen, und wobei zwischen die beiden Reihen (5, 6) wenigstens eine Scheibe (9, 10) und/oder wenigstens ein weiterer Sprengring (11) gesetzt ist.