DE10225747A1

DE10225747A1 - Als Spann- oder Umlenkrolle einsetzbarer Laufring

Info

Publication number: DE10225747A1
Application number: DE10225747A
Authority: DE
Inventors: Christian Riel; Rainer Baumueller; Herbert Trummeter
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2003-12-24

Abstract

Bei einer Anordnung eines als Spann- oder Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb einsetzbaren Laufringes (11) auf der Mantelfläche eines Lageraußenringes (10) eines Wälzlagers, bei welcher der Laufring (11) eine größere axiale Länge als der Lageraußenring (10) und eine Gestalt aufweist, welche sein axiales Abwandern von dem Lageraußenring (10) verhindert, ist erfindungsgemäß der Laufring (11) außerhalb eines den Lageraußenring (10) umgebenden Bereichs mit einer einstückig angeformten Schulter (12) massiv ausgeführt, die an einer ersten Stirnseite des Lageraußenringes (10) angrenzt und deren Innenradius um einen radialen Stufensprung (a¶1¶) geringer als der Außenradius des Lageraußenringes (10) ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines als Spann- oder Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb einsetzbaren Laufringes auf der Mantelfläche eines Lageraußenringes eines Wälzlagers, bei welcher der Laufring eine größere axiale Länge als der Lageraußenring und eine Gestalt aufweist, welche sein axiales Abwandern von dem Lageraußenring verhindert.

Hintergrund der Erfindung

Laufringe werden als Spann- oder Umlenkrollen beispielsweise bei Kraftfahrzeugen und in der Textiltechnik eingesetzt. Dort werden spanlos hergestellte Stahllaufringe auf Lagerringe von Wälzlagern aufgepreßt bzw. die Lagerringe werden in die Bohrungen der Stahllaufringe eingepreßt. Im allgemeinen ergibt sich dabei ein nur radialer Preßverband, so dass es im Betrieb zum axialen Abwandern des Laufringes von dem Lagerring kommen kann. Ein solches Abwandern kann bei der Anwendung eines in dieser Weise auf dem Lagerring befestigten Laufringes im Kraftfahrzeug zu einem Motorschaden führen.

Aus der Druckschrift DE 91 01 950 U1 ist eine Rolle für Treibriemen bekannt, die aus einem aus Blech gezogenen Rollenmantel besteht. Dieser weist auf einer Seite einen Endabschnitt mit Anlageflächen für einen Lageraußenring auf, der allerdings radial nach innen und axial rückläufig umgestülpt werden muß. An dem Endabschnitt stützt sich ein Lageraußenring, der sich innerhalb des Blechmantels befindet, axial mit seiner einen Stirnseite ab. Auf der anderen Seite des Lagerringes sind an dem Rollenmantel für die axiale Abstützung des Laufringes einige am Umfang verteilte Vorsprünge ausgebildet. Auf diese Weise wird der Lagerring in dem Blechmantel in beiden axialen Richtungen gehalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines Laufringes auf der Mantelfläche eines Lageraußenringes zu schaffen, bei welcher die Ausgangsform des Laufringes in einfacher Weise, z. B. mittels der Ziehtechnologie oder mittels der Rolliertechnologie, hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Laufring außerhalb eines den Lageraußenring umgebenden Bereichs mit einer einstückig angeformten Schulter massiv ausgeführt ist, die an einer ersten Stirnseite des Lageraußenringes angrenzt und deren Innenradius um einen radialen Stufensprung geringer als der Außenradius des Lageraußenringes ist. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine Abstützmöglichkeit in einer axialen Richtung für den Laufring geschaffen.

Der Laufring kann außerhalb eines den Lageraußenring umgebenden Bereichs mit einer einstückig angeformten zweiten Schulter massiv ausgeführt sein, die an der anderen Stirnseite des Lageraußenringes angrenzt und deren Innenradius um einen zweiten radialen Stufensprung kleiner als der Außenradius des Lageraußenringes ist, wobei der zweite radiale Stufensprung ein geringeres radiales Längenmaß aufweist, als der Stufensprung der Schulter, welche an der ersten Stirnseite des Lageraußenringes angrenzt. Damit ergibt sich für den Laufring auch in der anderen axialen Richtung eine Abstützmöglichkeit.

Dieselbe Wirkung läßt sich erzielen, wenn der Laufring außerhalb eines den Lageraußenring umgebenden Bereichs einen Einführbereich aufweist, der an der anderen Stirnseite des Lageraußenringes angrenzt und dessen Innenradius um einen radialen Stufensprung größer als der Außenradius des Lageraußenringes ist, wobei der Werkstoff des Laufringes im Übergangsbereich zwischen dem Außendurchmesser des Lageraußenringes und dem Innendurchmesser des Einführbereichs zumindest auf mehreren Umfangsabschnitten an den Lageraußenring angeformt (verstemmt) ist.

Im Gegensatz zu bisherigen Lösungen, bei welchen der Laufring jeweils nur durch einen radialen Preßverband fixiert wurde, wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Laufring auf dem Lageraußenring zusätzlich zum radialen Preßsitz mit zwei an dem Laufring ausgebildeten Schultern bzw. mit einer Schulter und einer Verstemmung des Laufringes axial durch Formschluß gesichert, wobei sich zu beiden Stirnseiten des Lageraußenringes die Schultern bzw. die Verstemmung befinden. Mit dieser Lösung kann ggf. auch der radiale Preßsitz optimiert werden, was einen direkten Einfluß auf die Lagerluft des Wälzlagers hat.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Vergleich mit einer vorbekannten Anordnung im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Laufringes an einem Lageraußenring, in einem Axialschnitt;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Laufringes an einem Lageraußenring, in einem Axialschnitt;
Fig. 3 eine vorbekannte Anordnung eines Laufringes an einem Lageraußenring, in einem Axialschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Eine in Fig. 3 dargestellte Anordnung nach dem Stand der Technik enthält einen als Laufring wirkenden Laufrollenmantel 1. Dieser ist aus einer Blechhülse spanlos geformt und weist einen umgestülpten Endabschnitt 2 auf, der mit einer Anlagefläche 3 die axiale Abstützung für einen Lageraußenring 4 eines Kugellagers bildet. Zwischen dem ringförmigen Endabschnitt 2 und einem überstehenden Abschnitt 5 des Laufrollenmantels 1 ist ein Ringraum 6 freigelassen. Durch den radialen Abstand befindet sich die Anlagefläche 3 vollständig an der Seitenfläche 7 des Lageraußenringes 4 und nicht im Bereich von dessen Kantenkürzung 8. Das Umstülpen des Endabschnittes 2 erfolgt vor dem Aufziehen auf den Lageraußenring 4. Der Laufrollenmantel 1 wird auf der anderen Seite durch einige am Umfang verteilte Vorsprünge 9 befestigt. Sie werden nach dem Einsetzen des Außenringes aus dem Material und gegen die Seitenfläche des Außenringes geformt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig. 1 wird ein Lageraußenring 10 eines Wälzlagers von einem Laufring 11 mit einem Preßsitz umgeben. An der Innenseite des Laufringes 11 ist in dem linken Bereich außerhalb des Lageraußenringes 10 eine Schulter 12 einstückig angeformt. Daher ergibt sich hier ein radialer Stufensprung a₁. Dieser ist die Längendifferenz zwischen dem Innenradius des Laufringes 11 in dem Bereich, der den Lageraußenring 10 umgibt (dem Preßsitzradius), und dem Innenradius der Schulter 12 (dem Schulterradius). Mit dem Stufensprung a₁ ist eine ringförmige Anlagefläche des Laufringes 11 für die linke Stirnseite des Lageraußenringes 10 geschaffen. Der Laufring 11 wird in axialer Richtung nach rechts von dem Lageraußenring 10 gehalten.
In entsprechender Weise ist an der Innenseite des Laufringes 11 in dem rechten Bereich außerhalb des Lagerringes 10 eine zweite Schulter 13 einstückig angeformt. Hier ergibt sich ein zweiter radialer Stufensprung a₂ als Längendifferenz zwischen dem Innenradius des Laufringes 11 in dem Bereich, der den Lageraußenring 10 umgibt (dem Preßsitzradius), und dem Innenradius der zweiten Schulter 13 (dem Schulterradius). Daher wird der Laufring 11 auch in axialer Richtung nach links von dem Lageraußenring 10 gehalten und kann von diesem nicht abwandern.
Der zweite radiale Stufensprung a₂ hat jedoch ein geringeres radiales Maß als der radiale Stufensprung a₁, damit der Lageraußenring 10 von der rechten Seite aus in den Laufring 11 eingesetzt und dort eingepreßt werden kann. Dabei muß sich der Laufring 11 im Bereich der zweiten Schulter 13 elastisch aufweiten, damit der Lageraußenring 10 in die vorgesehene, von den Schultern 12 und 13 gebildete Ringnut des Laufringes 11 gelangen kann.
Der radiale Stufensprung a₁ an der linken Seite des Laufringes 11 kann dem Anwendungsfall entsprechend ausgeführt werden. Er kann beispielsweise von 0,1 mm bis 5,0 mm betragen. Die Schulter 12 wird beim Einpressen des Lageraußenringes 10 in den Laufring 11 nicht "überpreßt". Der zweite radiale Stufensprung a₂ an der rechten Seite des Laufringes 11 ist abhängig von der Fertigungstechnologie und dem Innendurchmesser der zweiten Schulter 13.
Bei Anwendung der Ziehtechnologie gilt folgendes:
Im Durchmesserbereich bis 60 mm ist ein Stufensprung a₂ von bis zu 0,05 mm erreichbar. Dies entspricht einem Verhältnis von bis zu 60/0,05 = 1200. Im Durchmesserbereich von über 60 mm bis 100 mm ist ein Stufensprung a₂ von bis zu 0,1 mm erreichbar. Dies entspricht einem Verhältnis von bis zu 100/0,1 = 1000.
Bei Anwendung der Rolliertechnologie gilt folgendes:
Im Durchmesserbereich bis 60 mm ist ein Stufensprung a₂ von bis zu 0,1 mm erreichbar. Dies entspricht einem Verhältnis von bis zu 60/0,1 = 600. Im Durchmesserbereich von über 60 mm bis 100 mm ist ein Stufensprung a₂ von bis zu 0,1 mm erreichbar. Dies entspricht einem Verhältnis von bis zu 100/0,2 = 500.
Des weiteren wird a₂ durch das Anwendungsgebiet vorgegeben. Bei der Wahl von a₂ muß bereits darauf geachtet werden, dass nach dem Einpressen des Lagers keine plastische Verformung des Laufringes zurückbleibt.
Die erfindungsgemäße Ausführung nach Fig. 2 weist einen Laufring 14 auf, der auf seiner linken Seite gegenüber Fig. 1 unverändert ist und sich nur auf seiner rechten Seite, von dem Lageraußenring 10 aus gesehen, von der Ausführung nach Fig. 1 unterscheidet. Hier ist ein radialer Stufensprung b als radiale Differenz vorgesehen, um welche der Innenradius oder Einführradius des Laufringes 14 größer als dessen Preßsitzradius im Bereich des Lageraußenringes 10 ist. Im Bereich der Ebene der rechten Stirnseite des Lageraußenringes 10 ist an der Innenseite des Laufringes 14 eine Verstemmung 15 vorgesehen, also eine Materialverformung, durch die der Lageraußenring 10 in seiner Lage an dem Laufring 14 axial gehalten wird.
Der radiale Stufensprung b ist abhängig von der Steifigkeit des Bauteils infolge der Bauteilgeometrie. Je größer die verbleibende Restwanddicke des Laufringes 14 ist, desto größer kann der radiale Stufensprung b ausgeführt werden. Je größer der radiale Stufensprung ausgeführt ist, desto besser ist der durch die Verstemmung erzielte Formschluß. Um die Verstemmung ausführen zu können, muß der radiale Stufensprung b eine Mindestgröße von 0,4 mm haben. Die obere Grenze bildet die verbleibende Restwanddicke für die erforderliche Steifigkeit. Bei der Verstemmung ist darauf zu achten, daß durch die Materialverformung keine Verformung am Außendurchmesser des Laufringes 14 auftritt. Die Verstemmung sollte mindestens aus sechs "Nasen" (besser noch aus acht "Nasen") bestehen, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Die "Nasenbreite" kann an den Durchmesserbereich angepaßt werden. Beispielsweise wäre ein Durchmesserverhältnis (Preßsitzdurchmesser zu Nasenbreite) von ca. 55/3 = 18 denkbar. Die Ausgangsform des Laufringes kann sowohl mittels der Ziehtechnologie als auch mittels der Rolliertechnologie produziert werden. Bezugszahlenliste 1 Laufrollenmantel
2 Endabschnitt
3 Anlagefläche
4 Lageraußenring
5 überstehender Abschnitt
6 Ringraum
7 Seitenfläche
8 Kantenkürzung
9 Vorsprung
10 Lageraußenring
11 Laufring
12 Schulter
13 zweite Schulter
14 Laufring
15 Verstemmung
a₁ radialer Stufensprung
a₂ zweiter radialer Stufensprung
b radialer Stufensprung

Claims

1. Anordnung eines als Spann- oder Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb einsetzbaren Laufringes (11, 14) auf der Mantelfläche eines Lageraußenringes (10) eines Wälzlagers, bei welcher der Laufring (11, 14) eine größere axiale Länge als der Lageraußenring (10) und eine Gestalt aufweist, welche sein axiales Abwandern von dem Lageraußenring (10) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (11, 14) außerhalb eines den Lageraußenring (10) umgebenden Bereichs mit einer einstückig angeformten Schulter (12) massiv ausgeführt ist, die an einer ersten Stirnseite des Lageraußenringes (10) angrenzt und deren Innenradius um einen radialen Stufensprung (a₁) geringer als der Außenradius des Lageraußenringes (10) ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (11) außerhalb eines den Lageraußenring (10) umgebenden Bereichs mit einer einstückig angeformten zweiten Schulter (13) massiv ausgeführt ist, die an der anderen Stirnseite des Lageraußenringes (10) angrenzt und deren Innenradius um einen zweiten radialen Stufensprung (a₂) kleiner als der Außenradius des Lageraußenringes (10) ist, wobei der zweite radiale Stufensprung (a₂) ein geringeres radiales Längenmaß aufweist, als der Stufensprung (a₁) der Schulter (12), welche an der ersten Stirnseite des Lageraußenringes (10) angrenzt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (14) außerhalb eines den Lageraußenring (10) umgebenden Bereichs einen Einführbereich aufweist, der an der anderen Stirnseite des Lageraußenringes (10) angrenzt und dessen Innenradius um einen radialen Stufensprung (b) größer als der Außenradius des Lageraußenringes (10) ist, wobei Werkstoff des Laufringes (14) im Übergangsbereich zwischen dem Außendurchmesser des Lageraußenringes (10) und dem Innendurchmesser des Einführbereichs zumindest auf mehreren Umfangsabschnitten an den Lageraußenring (10) angeformt (verstemmt) ist.