DE1174970B

DE1174970B - Verfahren zur Herstellung von Waelzlagerringen grossen Durchmessers und fuer hohe Belastungen aus glasfaserverstaerktem Kunststoff

Info

Publication number: DE1174970B
Application number: DEE17833A
Authority: DE
Original assignee: Eisenwerk Rothe Erde GmbH
Current assignee: Eisenwerk Rothe Erde GmbH
Priority date: 1959-06-26
Filing date: 1959-06-26
Publication date: 1964-07-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen großen Durchmessers und für hohe Belastungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff Es ist bekannt, Lagerringe für Wälzlager aus Kunststoff herzustellen, um eine Gewichtsersparnis gegenüber Stahiringen zu erzielen oder auch andere Eigenschaften des Kunststoffes, wie z. B. die Korrosionsbeständigkeit, auszunutzen. Wegen der geringen Festigkeit des Kunststoffes sind solche Ringe aber nur für untergeordnete Lagerungen mit kleinen Durchmessern und bei geringer Belastung geeignet. Um die Steifigkeit großer Wälziagerringe aus Kunststoff zu erhöhen, wurde auch vorgeschlagen, den Kunststoff in eine wannenartige Ringform aus Stahl einzupressen.
Es wurde weiterhin vorgeschlagen, in die Laufbahnen von Wälzlagerringen aus Kunststoff Stahldrahteinlagen fest einzubetten, um den Reibungswiderstand zwischen Wälzkörper und Laufbahn zu verringern.
Weiter ist es bekannt, Wälzlagerringe für leichte Lager kleinen Durchmessers aus Kunststoff und nichtmetallischem Fasermaterial herzustellen. Es ist auch bekannt, die Verstärkung einer Lagerschale aus Kunststoff durch Einlegen einer Glasfaserschicht zu erreichen oder dünne, mit Kunststoff imprägnierte Gewebebänder auf einen zylindrischen Dorn aufzuwickeln, um Lagerbüchsen zu erhalten.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, Wälzlagerringe auf einfache Weise zu erzeugen, die die vorteilhaften Eigenschaften des Kunststoffes mit einer erhöhten Festigkeit verbinden, welche der des Stahles etwa gleichkommt. Dadurch wird die Herstellung von beliebig großen Wälzlagerringen möglich, die auch große Belastungen bei geringstem Drehwiderstand einwandfrei aufnehmen können. Dies wird durch die Verwendung von glasfaserverstärktem Kunststoff erreicht. Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind schon für die mannigfaltigsten Verwendungszwecke vorgeschlagen worden. Doch gibt es Gebiete, wo die genannten Kunststoffe noch nicht eindringen konnten, da nach der herrschenden Meinung der Stahl nicht zu ersetzen sei.
Die Erfindung eröffnet glasfaserverstärkten Kunststoffen ein weiteres Anwendungsgebiet. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, Wälzringe dadurch herzustellen, daß mit härtbarem Kunststoff imprägnierte Glasfasern in die Gestalt der Ringe darstellende hohle Formen gewickelt, Stahlringe als Laufbahnen und/oder ein Zahnkranz gleichzeitig mit eingewickelt und der die Form ausfüllende Wickelkörper dann ausgehärtet wird. So hergestellte Ringe sind nahtlos und besitzen infolge der eingelegten Glasfasern eine Festigkeit, welche etwa der des Stahls entspricht.
Durch Wahl entsprechend bemessener Querschnitte kann bei verschiedenen Ringdurchmessern die erforderliche Steifigkeit erreicht werden.
Für den Wickelvorgang wird eine zwei- oder mehrteilige, am äußeren Umfang geschlitzte Form benutzt, die einen der Gestalt des Ringes entsprechenden Hohlraum umschließt. Diese Form kann in üblicher Weise um die Ringachse in Drehung versetzt werden. Im Innern der Form wird ein Glasfaserstrang befestigt, der durch den Schlitz in die Form eintritt und vorher durch ein Bad von flüssigem, härtbarem Kunststoff gezogen wird. Durch Drehung der Form wird der getränkte Glasfaserstrang innerhalb des Hohlraumes von innen nach außen aufgewickelt, bis der Raum vollständig gefüllt ist. Sodann wird der Strang abgeschnitten und der Schlitz durch ein übergelegtes Stahlband verschlossen. Die Form kann auch auf der ganzen Außenseite offen sein (Fig.7) und wird nach dem Wickelvorgang durch einen ringförmigen Teil 26 verschlossen. Nach Aushärtung des Kunststoffes, gegebenenfalls unter Wärmezufuhr, wird die Form entfernt und kann für die nächste Ringherstellung wieder verwendet werden. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Form ihrerseits aus einem von Fasern freien Kunststoff zu bilden, die den aus Kunststoff und Fasern bestehenden Kern des zu formenden Ringes an allen Seiten umgibt und nicht entfernt wird.
Ein weiterer Vorteil dieser gewickelten Ringe ist der, daß eine stufenförmige Wicklung möglich ist, so daß stufenförmig abgesetzte Ringe hergestellt werden können. Es muß lediglich die für den Wickelvorgang benutzte Form dem gewünschten Ringquerschnitt angepaßt sein. Es können daher beispielsweise Tragringe für Lenkkränze, Kugel-Drehverbindungen oder Drahtkugellager-Drehverbindungen (s. F i g. 1) ohne jede Nacharbeit und damit ohne Materialabfall gefertigt werden. Bei der Herstellung eines Tragringes für ein Drahtkugellager können die Laufdrähte vor dem Wickelvorgang in die Form eingelegt und fixiert werden. Durch die Aushärtung des Kunststoffes nach erfolgtem Wickeln sind die Drähte fest mit dem Tragring verbunden. Die Laufdrähte können aber auch nach Herstellung des Kunststoffringes in dafür vorgesehene Aussparungen eingeklebt oder lose eingelegt werden. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit und Verminderung des Reibwiderstandes können auch bei Ringen für einfache Fahrzeugdrehkränze oder Kugel-Drehverbindungen, wie sie für die Drehwerke von Baggern, Drehkranen od. dgl. üblich geworden sind, in die Kugellaufbahnen in gleicher Weise wie für das vorbeschriebene Drahtkugellager entsprechend profilierte Stahlringe eingebettet werden (F i g. 5).
Ringe für Kugel-Drehverbindungen oder Drahtkugellager-Drehverbindungen sind vielfach mit einem Zahnkranz versehen. Auch die Ringe gemäß der Erfindung können wahlweise mit einem Zahnkranz ausgestattet werden. Die Verbindung von Stahlzahnkranz und Kunststoffring kann durch Kleben erfolgen.
Es ist aber auch möglich, insbesondere bei Innenverzahnung, den fertigen Zahnkranz so mit der Form für den Wickelvorgang zu verbinden, daß direkt auf den Zahnkranz gewickelt wird und die unlösbare Verbindung durch die Aushärtung des Kunststoffes gegeben ist (Fig. 8).
Zwei die Erfindung erläuternde Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Drahtkugellager-Drehverbindung mit Lagerringen, F i g. 2 eine zusammengesetzte Form während der Herstellung des Ringes 1 im Schnitt, F i g. 3 eine zusammengesetzte Form während der Herstellung des Ringes 2 im Schnitt, F i g. 4 eine zusammengesetzte Form während der Herstellung des Ringes 3 im Schnitt, F i g. 5 einen (: Querschnitt durch eine Kugel-Drehverbindung mit Lagerringen, welche mit Kugellaufbahnen aus Stahl und einem stählernen Zahnkranz versehen sind, F i g. 6 eine zusammengesetzte Form während der Herstellung des Ringes 4 im Schnitt, F i g. 7 eine zusammengesetzte Form während der Herstellung des Ringes 5 im Schnitt, F i g. 8 eine zusammengesetzte Form während der Herstellung des Ringes 6 im Schnitt.
Die Drahtkugellager-Drehverbindung nach F i g. 1 besteht aus drei Ringen 1, 2 und 3, welche aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind. In ringförmigen Rillen der Ringe sind die Kugellaufdrähte 7 eingelegt, auf denen die Kugeln 8 abrollen, welche in Käfigen 9 geführt sind. Die in F i g. 2 bis 4 gezeigten Formen bestehen aus je zwei Teilen 10 bis 15. Der umschlossene Hohlraum 18 entspricht jeweils dem betreffenden Ring der Drahtkugellager-Drehverbindung. Die Außenränder 16 der Teile 10 bis 15 sind derart zurückgesetzt, daß nach dem Zusammenbau der Form ein über den ganzen Umfang laufender Schlitz 17 entsteht. Der Glasfaserstrang 19 wird an der Innenfläche 20 der Form befestigt und tritt in Pfeilrichtung durch den Schlitz 17 in den Innenraum 18 der Form ein. Vor Eintritt in die Form wird der Faserstrang 19 durch ein Bad von flüssigem, härtbarem Kunststoff gezogen. Die Form wird um die Ringachse in Drehung versetzt, so daß sich der mit Kunststoff getränkte Faserstrang 19 im Innenraum 18 aufwickelt. Die punktierte Fläche zeigt an, wie weit der Wickelvorgang fortgeschritten ist. Der Wickelvorgang wird so lange fortgesetzt, bis der Innenraum 18 vollständig gefüllt ist.
Die Kugel-Drehverbindung nach Fig. 5 besteht aus drei Ringen 4, 5 und 6, welche aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind. Als Kugellaufbahnen sind kalibrierte Stahlringe 21 bis 24 vorgesehen. Der Ring 6 ist mit einem Zahnkranz 25 versehen. Die in F i g. 6 bis 8 gezeigten Formen sind in der vorbeschriebenen Weise ausgeführt. Der Innenraum 18 ist hier derart bemessen, daß die Laufbahnringe 21 bis 24 bzw. der Zahnkranz 25 an den entsprechenden Stellen vor dem Wickelvorgang in die Form eingesetzt werden können. Das Aufwickeln des Glasfaserstranges 19 wird in der bereits beschriebenen Weise durchgeführt. Die eingesetzten Teile 21 bis 25 werden dabei mit umwickelt und sind nach dem Aushärten des Kunststoffes fest mit dem gewickelten Ring verbunden. Im Hinblick auf eine erhöhte Rundlaufgenauigkeit können die Kugellaufbahnen am fertig gewickelten Ring feinbearbeitet werden. Anstatt des Zahnkranzes 25 kann auch ein voller Ring eingesetzt werden, wobei das Fräsen der Zähne erst am fertiggewickelten Ring erfolgt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen großen Durchmessers und für hohe Belastungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dadur ch gekennzeichnet, daß mit härtbarem Kunststoff imprägnierte Glasfasern in die Gestalt der Ringe darstellende hohle Formen gewickelt, Stahlringe als Laufbahnen und/oder ein Zahnkranz gleichzeitig mit eingewickelt werden und der die Form ausfüllende Wickelkörper dann ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlringe und/oder Zahnkränze an den glasfaserverstärkten Kunststoffringen angeklebt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 846 646, 743 873, 625 461 ; kritische Patentschriften Nr. 562 475, 525 682.