DE19613441A1 - Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Einzelteilen bestehenden Wälzlagerbaueinheit - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Einzelteilen bestehenden Wälzlagerbaueinheit

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Einzelteilen bestehenden Wälzlagerbaueinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 43 39 847 C1 ist eine Lagereinheit bekannt, bei der zwei Wälzlagerinnenringe auf einer Radnabe angeordnet sind und mit einem kalt umgeformten Bund zu einer Baueinheit zusammengefügt sind.
Dabei ist das Maß des Überstandes des zunächst unverformten Bundes von entscheidender Bedeutung, da davon die Innenringverspannkraft der Lagerung abhängt. Deshalb sind enge Toleranzen und genaue Abmessungen erforderlich. Dadurch werden solche Radlagerungen teuer in der Herstellung.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Einzelteilen bestehenden Wälzlagerbaueinheit aufzuzeigen, das es erlaubt, die Einzelteile mit größeren Toleranzen zu fertigen und trotzdem eine genau definierte Verspannung der Lagerung zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritten. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Ansprüchen 2-6 aufgezeigt.
Dadurch, daß der Kraft-Weg-Verlauf sowohl beim Aufschieben der Lagerringe auf die Nabe, als auch beim Kaltumformen des Bundes ermittelt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, wobei Abweichungen von den Sollwerten als Regelgrößen für die kraftgesteuerten Montagemaschinen dienen, kann der Arbeitsprozeß zuverlässig überwacht und automatisiert werden. Die Lagerung ist dabei Immer mit der vorgewählten Vorspannung angestellt. Abweichungen von dem vorgegebenen Kraft-Weg-Diagramm lassen auf Fehler schließen und sind so leicht festzustellen.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In Fig. 1 ist schematisch der Verfahrensablauf am Beispiel eines Radlagers mit zwei Innenringen dargestellt.
Fig. 2 zeigt beispielsweise den Kraft-Weg-Verlauf beim Aufschieben der Innenringe auf die Nabe.
Fig. 3 zeigt beispielsweise den Kraft-Weg-Verlauf beim Anformen des Bundes.
Fig. 4 zeigt eine Radlagerung für angetriebene Räder mit nur einem Innenring.
In Fig. 1 ist ein Radlager gezeigt, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut wurde. Dabei sind zwei Innenringe 1 auf einer Radnabe 2 aufgeschoben und durch einen kalt umgeformten Bund 3 gegeneinander verspannt. Der Außenring 4 und die Kugelkränze 5 haben dabei eine genaue und definierte Vorspannung, ohne daß übermäßig hohe Toleranzen eingehalten werden müssen. Beim Aufschieben der Innenringe 1 auf die Radnabe und bei Kaltumformen des Bundes 3 werden über eine elektronische Meßeinrichtung der Kraft-Weg-Verlauf ermittelt und mit vorgegebenen Werten verglichen. Einen typischen Verlauf einer Kraft-Weg-Kurve zeigt Fig. 2. Darin sind deutlich drei Bereiche zu erkennen, denen folgende Ereignisse zu Grunde liegen: Beim Aufschieben (Anschnäbeln) des ersten Innenrings auf die Radnabe kommt es zunächst zu einem Anstieg der Aufschiebekraft und anschließenden Abfall, so daß ein erster Gipfel 6 zu sehen ist. Beim anschließenden Gleiten des ersten Innenrings nimmt dann die Montagekraft stetig zu. Auch beim Anschnäbeln des zweiten Innenringes ergibt sich ein solcher Gipfel 7, wobei beim anschließenden Gleiten beider Innenringe die Montagekraft wieder weiter stetig ansteigt. Wenn der erste Ring dann an der Nabenschulter anliegt, ergibt sich ein starker Kraftanstieg bei nur noch sehr geringem Weg. Dieser Bereich ist in Fig. 2 mit 8 bezeichnet. Da dieser Kurvenverlauf typisch ist, kann man die Lage und Größe der Gipfel dazu benutzen, den Montagevorgang elektronisch zu überwachen. Jede Abweichung von den vorgegebenen Werten läßt auf einen Montagefehler schließen, sei es, daß ein Schmutzpartikel zwischen die Kontaktflächen geraten ist oder ein Ring mit zu großer Bohrung vorliegt. Mit der Steilheit der Kurve im Bereich 8 wird die Richtigkeit der Innenringmontage kontrolliert.
Nach der gleichen Methode wird auch das Anformen des Bundes 3 überwacht. Fig. 3 zeigt einen solchen Kraft-Weg-Verlauf. Nach einem stetigen Ansteigen der Kraft-Weg-Kurve, welches für die vorgegebene Umformrate charakteristisch ist, ergibt sich ebenfalls ein Gipfel 9 nach dem sich der Verlauf der Kraft-Weg-Kurve ändert, also z. B. die Umformkraft abfällt. Dies ist der Bereich in dem der Bund sich beim Umformen radial aufweitet und fließt. Sobald der Bund an dem Innenring anliegt, ergibt sich wieder eine starke Kraft-Weg-Verlaufsänderung, wie sie durch den Bereich 10 der Kurve gezeigt ist. Auch dieser Kurvenverlauf ist typisch und wird elektronisch überwacht, so daß Abweichungen sicher erkannt werden. In manchen Fällen kann der so ermittelte Kraft-Weg- Verlauf auch zur Regelung der kraftgesteuerten Umformmaschine verwendet werden. Die Umformmaschine ist eine Taumelpresse mit vorzugsweise hydraulischem Vorschub, mit der sich besonders gute Ergebnisse erzielen lassen, weil durch das Wälznieten nur verhältnismäßig niedrige Umformkräfte benötigt werden. Durch den kraftgesteuerten Umformvorgang läßt sich die Innenringklemmkraft exakt einstellen und die Lagervorspannung vorgeben. Durch das Überwachen des Endpunktes 11 der Kraft-Weg-Kurve bleibt die geforderte Innenringklemmkraft konstant. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn nach dem Ablauf des Umformvorgangs die Umformkraft noch eine gewisse Zeitspanne aufrechterhalten wird, um den Bund 3 auszuformen. Die dadurch erreichte Kaltverfestigung bewirkt eine Erhöhung der Belastbarkeit des Bundes 3.
In Fig. 4 ist eine Radlagerung für angetriebene Räder mit nur einem Innenring gezeigt. Bei einer solchen Lagerung ergibt sich ein Kraft-Weg- Verlauf ähnlich wie in Fig. 2, wobei wegen des nur einmal vorhandenen Innenrings der Kurvenverlauf erst mit dem Anstieg zum Gipfel 7 beginnt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Einzelteilen bestehenden Wälzlagerbaueinheit, vorzugsweise einer Radlagerung für Kraftfahrzeuge, wobei ein Lagerring gegen eine Wellenschulter oder zwei nebeneinander angeordnete Lagerringe gegeneinander verspannt und durch einen kalt umgeformten Bund zusammengehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufschieben der Lagerringe (1) auf die Nabe (2), beim Anschlagen an der axialen Innenringanschlagfläche und beim Kaltumformen des Bundes (3) der Kraft-Weg-Verlauf ermittelt und mit vorgegebenen Werten verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen von dem vorgegebenen Kraft-Weg-Verlauf die Abweichung als Regelgröße in die kraftgesteuerte Umformmaschine eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endpunkt (11) des Kraft-Weg-Verlaufs beim Kaltumformen des Bundes (3) auf einen vorgegebenen Wert hin eingestellt und/oder überwacht wird, welcher proportional zu der geforderten Innenringklemmkraft ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Kraft-Weg-Verlauf die werkstoffabhängige Umformrate eingestellt und/oder überwacht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anformen des Bundes (3) die Umformkraft über eine definierte Zeitspanne aufrecht erhalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft- Weg-Verlauf und die Abweichung elektronisch ausgewertet und optisch an einem Bildschirm dargestellt wird.
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