DE102016221519A1

DE102016221519A1 - Außenring für ein Zylinderrollenlager und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102016221519A1
Application number: DE102016221519.1A
Authority: DE
Inventors: Jesko Jäkel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Außenring (2, 5, 8) für ein Zylinderrollenlager (1), bestehend aus einem zu einem Laufbahnrohr (8) spiralig gewickelten Blechband und einem das Laufbahnrohr (8) radial außen umfassenden, geteilten Hüllrohr (2, 5), wobei das Hüllrohr (2, 5) seitliche Borde (3, 6) aufweist, welche das Laufbahnrohr (8) radial übergreifen und axial zueinander positionieren.Um die Herstellung des Hüllrohres (8) zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten, um die Fertigungsgenauigkeit des Außenrings (2, 5, 8) zu erhöhen, und um eine sichere sowie glattflächige Anlage des Laufbahnrohres (8) an der Innenumfangsfläche (2a, 5a) des Hüllrohres (2,5) zu erreichen ist vorgesehen, dass das Hüllrohr aus zwei Teilhüllrohren (2, 5) besteht, die jeweils einen seitlichen Bord (3, 6) aufweisen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Außenrings.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Außenring für ein Zylinderrollenlager, bestehend aus einem zu einem Laufbahnrohr spiralig gewickelten Blechband und einem das Laufbahnrohr radial außen umfassenden, geteilten Hüllrohr, wobei das Hüllrohr seitliche Borde aufweist, welche das Laufbahnrohr radial übergreifen und axial zueinander positionieren. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Außenrings.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Außenring ist aus der DE 10 2013 213 928 A1 bekannt. Das Laufbahnrohr ist spiralförmig gewickelt und von einem Hüllrohr radial außen umgeben, welches an seinen axialen Seiten jeweils einen Bord aufweist. Die beiden Enden des zu einem Ring gebogenen Hüllrohres sind durch einen Verschluss miteinander verbunden, wobei ein Ende einen pilzförmigen Endabschnitt aufweist, der in eine gegengleich geformte, eine Hinterschneidung bildende Ausnehmung am anderen Ende eingesetzt ist.
Dieser Außenring hat sich im Prinzip bewährt, jedoch können beim Rundbiegen des Hüllrohres Probleme mit den Borden auftreten, wenn sie radial nach innen über das Laufbahnrohr überstehen sollen, um die Zylinderrollen des Zylinderrollenlagers zu führen. Sie können beispielsweise in Umfangsrichtung wellig werden, weil sie beim Rundbiegen gestaucht werden. Abhilfe lässt sich für dieses Problem durch getrennt hergestellte und gesondert angebrachte Bordringe schaffen. Des Weiteren ist die Herstellung des Verschlusses und dessen Verbindung am fertig gebogenen Hüllrohr aufwendig.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Herstellung des Hüllrohrs für den Außenring zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten, die Fertigungsgenauigkeit zu erhöhen sowie eine sichere und glattflächige Anlage des Laufbahnrohres an der Innenumfangsfläche des Hüllrohres zu erreichen.
Beschreibung der Erfindung
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Außenring für ein Zylinderrollenlager, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen dieses Außenrings sind in den abhängigen Ansprüchen genannt. Ein unabhängiger Verfahrensanspruch beschreibt die Herstellungsschritte zum Erzeugen eines solchen Außenrings.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Außenring für ein Zylinderrollenlager, bestehend aus einem zu einem Laufbahnrohr spiralig gewickelten Blechband und einem das Laufbahnrohr radial außen umfassenden, geteilten Hüllrohr, wobei das Hüllrohr seitliche Borde aufweist, welche das Laufbahnrohr radial übergreifen und axial zueinander positionieren. Zur Lösung der produktbezogenen Aufgabe ist vorgesehen, dass das Hüllrohr aus zwei Teilhüllrohren besteht, die jeweils einen seitlichen Bord aufweisen. Das Blechband besteht dabei vorzugsweise aus einem Wälzlagerstahl.
Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass das Hüllrohr axial mittig radial geteilt ist, und dass die beiden Teilhüllrohre die gleichen Abmessungen aufweisen. Hierdurch lassen sich die beiden Teilhüllrohre identisch mit gleichen Abmessungen herstellen, wodurch die Lagerhaltung und die Fertigung zur Herstellung eines solchen Außenringes eines Zylinderrollenlagers vereinfacht sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die radiale Höhe der Borde der beiden Teilhüllrohre größer ist als die radiale Dicke des Laufbahnrohres, so dass die Borde nicht nur dazu dienen, das Laufbahnrohr axial zu positionieren und zu fixieren, sondern auch als axiale Führungen für die Zylinderrollen dienen können.
Der Bord eines jeden Teilhüllrohres kann an seiner axialen Innenseite eine axiale Umfangsnut zur Aufnahme jeweils eines der beiden Randbereiche des Laufbahnrohres aufweisen, wobei eine axiale Außenumfangsfläche der Umfangsnut fluchtend und in axialer Verlängerung zu einer entsprechenden Umfangsfläche eines jeden Teilhüllrohres ausgebildet ist.
Die Borde oder die Umfangsnuten eines jeden Teilhüllrohres können jeweils eine Anschlagnase für das jeweils zugeordnete Ende des gewickelten Laufbahnrohres aufweisen, und vorzugsweise sind diejenigen Bereiche der Anschlagnasen, die zu angespitzten Enden des gewickelten Laufbahnrohres benachbart angeordnet sind, dazu geometrisch komplementär ausgebildet.
Hierdurch ist es möglich, die beiden Teilhüllrohre nach deren Zusammenfügen mit dem Laufbahnrohr gegeneinander zu verdrehen, um das Laufbahnrohr gegen die Innenumfangsflächen der Teilhüllrohre zu verspannen. Danach lassen sich die Teilhüllrohre entlang der Teilfuge stoffschlüssig durch Schweißen, Löten oder Kleben miteinander verbinden, um die Verspannung des Laufbahnrohres gegen die Teilhüllrohre unter allen Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.
Die eingangs erwähnte verfahrensbezogene Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Außenrings für ein Zylinderrollenlager gelöst, welches die folgenden Schritte aufweist:

- Ablängen eines Blechbandes aus Wälzlagerstahl;
- Spiraliges Wickeln eines Laufbahnrohres aus dem vorbereiteten Blechband;
- Anspitzen der Enden des Blechbandes in Längsrichtung, so dass die axialen Randbereiche des gewickelten Laufbahnrohres, ausgehend von den angespitzten Enden, parallel zueinander verlaufen;
- Einfügen des spiralig gewickelten Laufbahnrohres in die beiden Teilhüllrohre derart, dass die axialen Enden des gewickelten Laufbahnrohres an den Anschlagnasen der Borde oder Umfangsnuten anliegen;
- Verdrehen der beiden Teilhüllrohre gegeneinander zum Verspannen des gewickelten Laufbahnrohres gegen die Innenumfangsflächen der beiden Teilhüllrohre;
- stoffschlüssiges Verbinden der beiden Teilhüllrohre miteinander.

Das Anspitzen der Enden des Blechbandes kann auch vor dem spiralförmigen Wickeln des Blechbandes zur Erzeugung des Laufbahnrohres erfolgen. Demnach ergeben sich diese folgenden Verfahrensschritte:

- Ablängen eines Blechbandes aus Wälzlagerstahl;
- Anspitzen der Enden des Blechbandes in Längsrichtung, so dass die axialen Randbereiche eines gewickelten Laufbahnrohres, ausgehend von den angespitzten Enden, parallel zueinander verlaufen;
- Spiraliges Wickeln eines Laufbahnrohres aus dem vorbereiteten Blechband;
- Einfügen des spiralig gewickelten Laufbahnrohres in die beiden Teilhüllrohre derart, dass die axialen Enden des gewickelten Laufbahnrohres an den Anschlagnasen der Borde oder Umfangsnuten anliegen;
- Verdrehen der beiden Teilhüllrohre gegeneinander zum Verspannen des gewickelten Laufbahnrohres gegen die Innenumfangsflächen der beiden Teilhüllrohre;
- stoffschlüssiges Verbinden der beiden Teilhüllrohre miteinander.

Ferner wird die eingangs erwähnte Aufgabe durch ein Zylinderrollenlager mit einem Außenring gemäß den vorstehend definierten Merkmalen gelöst.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 einen Radialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zylinderrollenlager,
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zylinderrollenlagers, teilweise im Schnitt,
3 eine auseinander gezogene, perspektivische Darstellung von zwei Teilhüllrohren sowie eines fertig gewickelten Laufbahnrohres vor deren Zusammenfügen, und
4 ein zusammengefügtes Zylinderrollenlager mit Darstellung des Verspannens des Laufbahnrohres gegen die beiden Teilhüllrohre.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 im schematischen Radialschnitt dargestellte Zylinderrollenlager 1 umfasst ein erstes Teilhüllrohr 2 mit einer ersten Innenumfangsfläche 2a und einem radial nach innen gerichteten ersten Bord 3. In diesem Bord 3 ist eine Nut 4 eingearbeitet, deren Außenumfangsfläche 4a fluchtend mit der Innenumfangsfläche 2a des ersten Teilhüllrohres 2 verläuft. Ein zweites Teilhüllrohr 5 ist spiegelbildlich zum ersten Teilhüllrohr 2 angeordnet und kann vorzugsweise, wie dargestellt, die gleichen Maße aufweisen wie das erste Teilhüllrohr 2. Daher ist es nicht erforderlich, unterschiedliche Teilhüllrohre herzustellen, sondern es genügt, das zweite Teilhüllrohr 5 um 180° gedreht gegenüber dem ersten Teilhüllrohr 2 anzuordnen. Entsprechend weist das zweite Teilhüllrohr 5 einen zweiten Bord 6 auf, in dem eine zweite Nut 7 ausgebildet ist, deren Außenumfangsfläche 7a fluchtend mit einer Innenumfangsfläche 5a des zweiten Teilrohres 5 verläuft.
Die beiden Teilhüllrohre 2, 5 umgreifen ein aus einem spiralig gewickelten Blechband hergestelltes Laufbahnrohr 8, deren beiden axialen Randbereiche 8a, 8b in die erste Nut 4 im Bord 3 des ersten Teilhüllrohres 2 sowie in die zweite Nut 7 im Bord 6 des zweiten Teilhüllrohres 5 eingreifen und dadurch axial geführt sind.
Im Zylinderrollenlager 1 sind Zylinderrollen 10 angeordnet, die durch einen Kä 9 und die genannten Borde 3, 6 des Außenrings geführt sind.
Nachdem die Einzelteile des Zylinderrollenlagers 1, wie in 1 gezeigt, zusammen gefügt sind, können die beiden Teilhüllrohre 2, 5 im Bereich einer axial zwischen sich gebildeten V-Nut 15 stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben, miteinander verbunden sein.
Aus 2 ist ersichtlich, dass die beiden entgegengesetzt zueinander verlaufenden Enden 13, 14 des spiralig aus einem Blechband gewickelten Laufbahnrohres 8 angespitzt sind, so dass die gegenüberliegenden Randbereiche 8a, 8b des Laufbahnrohres 8 im Wesentlichen parallel zueinander sowie weitgehend parallel zu den axialen Außenfläche der beiden Borde 3, 6 verlaufen. Aus 2 ist auch ersichtlich, dass das erste Ende 13 des aus einem spiralig gewickelten Blechband bestehenden Laufbahnrohres 8 an eine Anschlagnase 11 anstößt, welche am ersten Teilhüllrohr 2 ausgebildet ist, und das zweite, gegenüberliegende Ende 14 des Laufbahnrohres 8 an eine Anschlagnase 12 anstößt, welche am zweiten Teilhüllrohr 5 anstößt.
Wie 3 zeigt, wird nach dem Wickeln des Laufbahnrohres 8 aus einem Blechband dieses in die beiden Teilhüllrohre 2, 5 axial eingefügt, und dann werden diese Teilhüllrohre 2, 5 gegeneinander verdreht (4), so dass das Laufbahnrohr 8 radial aufgeweitet und gegen die Innenumfangsfläche 2a des ersten Teilhüllrohres 2 sowie die Innenumfangsfläche 5a des zweiten Teilhüllrohres 5 gepresst wird. Um die Spannung im Laufbahnrohr 8 aufrechtzuerhalten, erfolgt anschließend eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teilhüllrohr 2 und dem zweiten Teilhüllrohr 5 im Bereich der V-Nut 15 durch Schweißen, Löten oder Kleben.
Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
Bezugszeichenliste

1: Zylinderrollenlager
2: Erstes Teilhüllrohr, erster Bestandteil des Außenrings
2a: Umfangsfläche des ersten Teilhüllrohres
3: Bord am ersten Teilhüllrohr
4: Nut am ersten Teilhüllrohr
4a: Außenumfangsfläche der Nut am ersten Teilhüllrohr
5: Zweites Teilhüllrohr, zweiter Bestandteil des Außenrings
5a: Umfangsfläche des zweiten Teilhüllrohres
6: Bord am zweiten Teilhüllrohr
7: Nut am ersten Teilhüllrohr
7a: Außenumfangsfläche Nut am zweiten Teilhüllrohr
8: Laufbahnrohr, dritter Bestandteil des Außenrings
8a: Erster Randbereich des Laufbahnrohres
8b: Zweiter Randbereich des Laufbahnrohres
9: Käfig
10: Zylinderrollen
11: Erste Anschlagnase am ersten Teilhüllrohr
12: Zweite Anschlagnase am zweiten Teilhüllrohr
13: Erstes angespitztes Ende
14: Zweites angespitztes Ende
15: V-Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013213928 A1 [0002]

Claims

Außenring (2, 5, 8) für ein Zylinderrollenlager (1), bestehend aus einem zu einem Laufbahnrohr (8) spiralig gewickelten Blechband und einem das Laufbahnrohr (8) radial außen umfassenden, geteilten Hüllrohr (2, 5), wobei das Hüllrohr (2, 5) seitliche Borde (3, 6) aufweist, welche das Laufbahnrohr (8) radial übergreifen und axial zueinander positionieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (2, 5) aus zwei Teilhüllrohren (2, 5) besteht, die jeweils einen seitlichen Bord (3, 6) aufweisen.
Außenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (2, 5) axial mittig radial geteilt ist, und dass die beiden Teilhüllrohre (2, 5) die gleichen Abmessungen aufweisen.
Außenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Höhe der Borde (3, 6) der Teilhüllrohre (2, 5) größer ist als die radiale Dicke des Laufbahnrohres (8).
Außenring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (3, 6) eines jeden Teilhüllrohres (2, 5) an seiner Innenseite eine axiale Umfangsnut (4, 7) zur Aufnahme jeweils eines der beiden axialen Randbereiche (8a) des Laufbahnrohres (8) aufweist, wobei Außenumfangsflächen (4a, 7a) der Umfangsnuten (4, 7) fluchtend und in axialer Verlängerung mit einer entsprechenden Umfangsfläche (2a, 5a) eines jeden Teilhüllrohres (2, 5) ausgebildet sind.
Außenring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Borde (3, 6) oder die Umfangsnuten (4, 7) jeweils eine Anschlagnase (11, 12) für die zugeordneten Enden (13, 14) des gewickelten Laufbahnrohres (8) aufweisen.
Außenring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Bereiche der beiden Anschlagnasen (11, 12), welche zu angespitzten Enden (13, 14) des gewickelten Laufbahnrohres (8) benachbart sind, dazu geometrisch komplementär geformt sind.
Verfahren zum Herstellen eines Außenrings (2, 5, 8) für ein Zylinderrollenlager (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 mit den Schritten: - Ablängen eines Blechbandes aus Wälzlagerstahl; - Spiraliges Wickeln eines Laufbahnrohres (8) aus dem vorbereiteten Blechband; - Anspitzen der Enden (13, 14) des Blechbandes in Längsrichtung, so dass die axialen Randbereiche (8a) des gewickelten Laufbahnrohres (8), ausgehend von den angespitzten Enden (13, 14), parallel zueinander verlaufen; - Einfügen des spiralig gewickelten Laufbahnrohres (8) in die beiden Teilhüllrohre (2, 5) derart, dass die axialen Enden (13, 14) des gewickelten Laufbahnrohres (8) an den Anschlagnasen (11, 12) der Borde (3, 6) oder Umfangsnuten (4, 7) anliegen; - Verdrehen der beiden Teilhüllrohre (2, 5) gegeneinander zum Verspannen des gewickelten Laufbahnrohres (8) gegen die Innenumfangsflächen (2a, 5a) der beiden Teilhüllrohre (2, 5); - stoffschlüssiges Verbinden der beiden Teilhüllrohre (2, 5) miteinander.
Verfahren zum Herstellen eines Außenrings (2, 5, 8) für ein Zylinderrollenlager (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 mit den Schritten: - Ablängen eines Blechbandes aus Wälzlagerstahl; - Anspitzen der Enden (13, 14) des Blechbandes in Längsrichtung, so dass die axialen Randbereiche (8a) des gewickelten Laufbahnrohres (8), ausgehend von den angespitzten Enden (13, 14), parallel zueinander verlaufen; - Spiraliges Wickeln eines Laufbahnrohres (8) aus dem vorbereiteten Blechband; - Einfügen des spiralig gewickelten Laufbahnrohres (8) in die beiden Teilhüllrohre (2, 5) derart, dass die axialen Enden (13, 14) des gewickelten Laufbahnrohres (8) an den Anschlagnasen (11, 12) der Borde (3, 6) oder Umfangsnuten (4, 7) anliegen; - Verdrehen der beiden Teilhüllrohre (2, 5) gegeneinander zum Verspannen des gewickelten Laufbahnrohres (8) gegen die Innenumfangsflächen (2a, 5a) der beiden Teilhüllrohre (2, 5); - stoffschlüssiges Verbinden der beiden Teilhüllrohre (2, 5) miteinander.
Zylinderrollenlager (1) mit einem Außenring (2, 5, 8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.