DE2407477A1

DE2407477A1 - Waelzlager und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2407477A1
Application number: DE19742407477
Authority: DE
Inventors: Paul Weineck
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1974-02-16
Filing date: 1974-02-16
Publication date: 1975-08-28
Also published as: IT1030147B; GB1491781A

Description

SKPKUGELIAGERPAERIKENGMBd Schweinfurt, 15.2.

TP/Gl/Ho

Wälzlager und Verfahren zu seiner Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager, bei dem beide Lagerringe mit einstückig mit diesen ausgebildeten Borden versehen sind, die an einer Stelle Einfüllöffnungen für die Wälzkörper aufweisen, welche nach dem Einfüllen der Wälzkörper durch Verschlußstücke wieder verschlossen werden, und Verfahren zu seiner Herstellung.

Wälzlager, die neben Radialkräften auch Axialkräfte in beiden Richtungen aufnehmen sollen, müssen an beiden Lagerringen mit Borden versehen sein, an denen sich die Wälzkörper zur Kraftübertragung abstützen können. Wenn bei diesen Lagern die Borde einstückig mit den Lagerringen ausgebildet werden, bestehen Schwierigkeiten beim Zusammenbau, das heißt beim Einfüllen der Wälzkörper zwischen die Lagerringe. Dieser Zusammenbau geht in der Regel so vor sich, daß die beiden Lagerringe so exzentrisch zueinander verschoben werden, daß ein halbmond- oder sichelförmiger Zwischenraum entsteht, in welchen die Wälzkörper eingefüllt werden. Die beiden Ringe werden dann wieder konzentrisch zueinander verschoben, die Wälzkörper verteilt und der Käfig eingesetzt. Bei diesem Montageverfahren läßt sich nur eine begrenzte Anzahl von Wälzkörpern einfüllen, das heißt diese Lager haben nur eine relativ kleine Tragfähigkeit.

Zur Schaffung von tragfähigeren Lagern, also Lagern mit mehr Wälzkörpern, ist es bekannt geworden, mindestens einen der Borde lose auszubilden und diesen Bord durch zusätzliche Haltemittel nach dem Einfüllen der Wälzkörper wieder mit dem Lagerring zu verbinden. Diese Ausführung setzt voraus, daß dieser lose Bord auch noch zusätzlich seitlich abgestützt wird.

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Bei einer weiteren bekannten Ausführung werden im Innen- und im Außenring Aussparungen vorgesehen, die einem Wälzkörper entsprechen. Durch diese Einfüllöffnung werden die Wälzkörper eingefüllt und verteilt. In der Regel bleibt diese Einfüllöffnung unverschlossen. Das hat den Nachteil, daß dann die Wälzkörper im Betrieb immer an diesen Einfüllöffnungen vorbeilaufen müssen, was sehr leicht zu Störungen führen kann, insbesondere dann, wenn Axialkräfte die Wälzkörper gegen den mit den Einfüllöffnungen versehenen Bord drücken. Die Abdichtung dieser Lager stellt wegen dieser Einfüllöffnungen ebenfalls ein Problem dar.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekanntgeworden, diese Einfüllöffnungen nach dem Einfüllen der Wälzkörper wieder zu verschließen. Zu diesem Zweck werden gesondert hergestellte Verschlußstücke in die Einfüllöffnungen eingesetzt und durch Schrauben, Stifte oder dergleichen am Lagerring befestigt. Nachdem diese Verschlußstücke gesondert hergestellt werden, besteht der Nachteil, daß die Abmessungen, insbesondere in axialer Richtung, gegenüber dem festen Bord unterschiedlich sind, was bedeutet, daß die Verschlußstücke gegenüber der Bordführungsflache vorstehen oder zurückgesetzt sind, so daß Kanten entstehen, an denen die Wälzkörper anlaufen. Das kann leicht zu einem "Verhaken" der Wälzkörper und einem Abschaben der Stirnflächen der Wälzkörper führen, wodurch die Punktionstüchtigkeit und die Betriebssicherheit des Lagers beeinträchtigt wird.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Wälzlager der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Verschlußstücke genau in die Einfüllöffnungen passen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optimales Herstellungsverfahren für dieses Lager zu schaffen, wobei insbesondere das Verschlußstück nicht gesondert hergestellt werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Wälzlager vorgeschlagen, bei dem das oder die Verschlußstücke nach dem Fertigbearbeiten der Lagerringe von den Borden abgetrennt worden sind. Bei diesem erfindungsgemäßen Wälzlager ist gewährleistet, daß das Verschlußstück nicht getrennt hergestellt werden muß und ohne Nachbearbeitung ganz genau in die Einfüllöffnung paßt, also vor allem nicht in axialer Richtung gegenüber der Bordführungsfläche vorsteht oder

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zurückgesetzt ist. Damit wird einmal verhindert, daß die Wälzkörper an diesem Verschlußstüek abgebremst werden, sich also "verhaken" oder an der Stirnfläche abgeschabt werden. Zum anderen kann auch das Verschlußstück zur Übertragung der axialen Kräfte beitragen. Nachdem der Seitenbord nach dem Einsetzen des Verschlußstückes praktisch wieder ununterbrochen ist, können zur Schaffung von abgedichteten Lagern in einfacher Weise Dichtscheiben aufgesetzt werden.

Zur Herstellung dieses Wälzlagers wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:

a) der oder die Lagerringe mit den festen Seitenborden wird bzw. werden in normaler Weise vorbearbeitet, das heißt gedreht und vorgeschliffen,

b) in eine der Stirnflächen der Seitenborde wird im Bereich der späteren Einfüllöffnung eine der Kontur dieser Einfüllöffnung entsprechende Rille oder dergleichen eingearbeitet,

c) die so behandelten Lagerringe werden einer Wärmebehandlung unterzogen und anschließend fertigbearbeitet, das heißt geschliffen und/oder feinbearbeitet,

d) das oder die Verschlußstücke wird bzw. werden von den Seitenborden abgetrennt,

e) Innen- und Außenring werden ineinander angeordnet und die Wälzkörper durch die Einfüllöffnung eingefüllt und zwischen den Lagerringen verteilt und

f) das oder die abgetrennten Verschlußstücke werden wieder in die Einfüllöffnung des entsprechenden Lagerringes eingesetzt und in geeigneter Weise mit diesem verbunden.

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Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird in optimaler Weise ein Lager geschaffen, bei dem das im gleichen Arbeitsgang hergestellte Verschlußstück wieder genau in die entsprechende Einfüllöffnung paßt. Die Rille gemäß Verfahrensschritt b), die dazu dient, daß nur ein ganz bestimmter Bereich des Bordes abgetrennt wird, kann nach weiteren Merkmalen der Erfindung spangebend, das heißt z.B. durch Drehen, Fräsen oder dergleichen, oder spanlos, z.B. durch Prägen oder dergleichen eingearbeitet werden. Die Tiefe dieser Rille ist in der Regel gering.

Das Abtrennen des Verschlußstückes nach Verfahrensschritt d) kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch axiales Absprengen erfolgen. Damit wird erreicht, daß kein Materialverlust eintritt und die Bruchstellen wieder genau ineinander passen. Es hat sich gezeigt, daß sich die Trennungslinien (axial) nach innen erweitern, so daß eine gute axiale Abstützung des Verschlußstückes gewährleistet ist.

Schließlich können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vor der Wärmebehandlung und vor dem Abtrennen des Verschlußstückes Bohrungen, Ringnuten oder dergleichen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln in den Lagerring eingearbeitet werden. Durch dieses Verfahren ist gewährleistet, daß das Verschlußstück wieder in seiner ursprünglichen Lage fixiert wird.

Die Erfindung soll mit ihren Vorteilen anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden.

In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Figur 1 ein zweireihiges Zylinderrollenlager teilweise im Querschnitt

Figur 2 das Lager nach Figur 1 in der Seitenansicht

Figur J5 den Ausschnitt A nach Figur 1 im vergrößerten Maßstab

Figur 4 eine Draufsicht auf den Innenring mit dem aus dem Bord abgesprengten Verschlußstück

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Figur 5 ein einreihiges Zylinderrollenlager teilweise im Querschnitt und Figur 6 das Lager nach Figur 5 in der Seitenansicht.

Das Lager nach Figur 1 bis 4 besteht aus einem Innenring 1, der an den Enden einstückig mit den Seitenborden 2 und 3 versehen ist, einem Außenring 4-, der einen einstückig mit ihm ausgebildeten Mittelbord 5 aufweist, sowie den zwischen den beiden Lagerringen in zwei Reihen angeordneten Zylinderrollen 6 und 6'. Der Seitenbord 3 des Innenringes 1 ist an einer Stelle des Umfangs mit einer Einfüllöffnung versehen, die durch das Verschlußstück 7 verschlossen ist. Dieses Verschlußstück 7 ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Zu diesem Zweck wird nach dem Vorbearbeiten, das heißt Drehen und Schleifen des Innenringes 1 und der Laufbahnen 8, in die Seitenfläche 9 des Seitenbordes 3 eine der Kontur der Rolle 6 entsprechende Rille 10 von geringer Tiefe eingearbeitet. Dies kann durch Eindrehen, Einfräsen oder Einprägen erfolgen. Gleichzeitig wird im Bereich der späteren Einfüllöffnung eine radiale Bohrung 11 in den Seitenbord -3 eingearbeitet. Nach der anschließenden Wärmebehandlung und dem Fertigbearbeiten des Innenringes wird durch axialen Druck auf den Seitenbord 3 das Verschlußstück 7 aus dem Seitenbord 3 abgesprengt. Die Rille 10 bestimmt dabei die Trennungslinie. In den so vorbereiteten Innenring wird die eine Wälzkörperreihe 6' eingesetzt und der Außenring 4- darübergeschoben. Anschließend wird durch die Einfüllöffnung im Innenring 1 die zweite Rollenreihe 6 eingefüllt und daraufhin die EinfüllÖffnung durch das Verschlußstück 7 verschlossen. Zur Befestigung des Verschlußstücks 7 wird in die Bohrung 11 ein Stift oder dergleichen eingesetzt.

Das so ausgebildete Lager ist in der Lage, neben Radialkräften auch Axialkräfte in beiden Richtungen aufzunehmen. Das Verschlußstück paßt so genau in die Einfüllöffnung, daß die Bordseitenfläche nicht unterbrochen und damit die Rollenführung nicht beeinträchtigt wird. Wie bereits erwähnt, erweitern sich die Trennungslinien axial nach innen, das heißt das Verschlußstück 7 ist keilförmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß die axialen Kräfte, die von den Rollen auf das Verschlußstück 7 ausgeübt werden, durch Formschluß auf den Seitenbord übertragen werden. Der in die Bohrung 11 eingesetzte Stift braucht deshalb keine

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Kräfte zu übertragen, er dient ausschließlich zur Sicherung des Verschlußstückes 7 gegen Herausfallen. Diese Sicherung kann selbstverständlich auch auf andere Weise erfolgen, z.B. durch einen in eine Ringnut im Seitenbord eingesetzten Drahtring oder eine Dichtung, wie z.B. eine Dichtscheibe, die auf dem Mantel des Seitenbordes sitzt und mit ihrer freien Dichtlippe an der Laufbahn im Außenring abdichtend anläuft.

In Figur 5 und 6 ist ein einreihiges Lager dargestellt, das aus einem Innenring 12, der an beiden Enden einstückig mit Seitenborden 13 und 14 versehen ist, einem Außenring 15, der ebenfalls an beiden Enden einstückig mit Seitenborden l6 und 17 versehen ist, und den zwischen den Lagerringen 12 und 15 angeordneten Zylinderrollen lö besteht. Die Seitenborde l4 und 17 sind an einer Stelle des Umfangs durch EinfüTlöffnungen unterbrochen, die durch Verschlußstücke 19 und 20 verschlossen sind. Die Verschlußstücke 19 und 20 sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der Fertigstellung der Lagerringe aus den Seitenborden 14 und 17 abgetrennt und nach dem Einfüllen der Zylinderrollen l8 wieder eingesetzt und durch in Bohrungen 20 und 21 eingesetzte Stifte 22 wieder mit den Lagerringen verbunden. Auch hier dienen in die Seitenflächen der Lagerringe eingearbeitete Rillen 23 und 24 dazu, die Trennungslinien beim Abtrennen der Verschlußstücke zu bestimmen.

Das so ausgebildete Lager ist in der Lage, Axialkräfte in beiden Richtungen aufzunehmen. Die Verschlußstücke passen so genau in die Einfüllöffnung, daß keine Unterbrechung der Bordseitenflache erfolgt.

Die vorstehend beschriebenen Lager stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Die hier gezeigten Konstruktionen können ohne weiteres abgewandelt werden, so können beispielsweise beim Lager nach Figur 1 die Seitenborde und damit die Einfüllöffnung und das Verschlußstück am Außenring angeordnet werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Erfindung auch bei anderen mit Seitenborden versehenen Lagern, wie z.B. bei Rillenkugellagern, Kegel- und Pendelrollenlagern und auch Axial-Wälzlagern anzuwenden. Für die nach dem Zusammenbau erforderliche Befestigung

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des abgetrennten Verschlußstückes kommen die verschiedensten Möglichkeiten in Frage. Neben den erwähnten Stiften können auch Nieten, Schrauben oder dergleichen verwendet werden. Auch besteht die Möglichkeit, das Verschlußstück anzukleben oder anzuschweißen, z.B. durch Elektronenstrahls chwe ißung. Außerdem kann - wie ebenfalls bereits erwähnt - der Seitenbord und das Verschlußstück vor dem Abtrennen mit einer Ringnut oder dergleichen versehen werden, in die nach dem Einfüllen der Wälzkörper und dem Einsetzen des Verschlußstückes ein Sprengring oder dergleichen oder, sofern das Lager abgedichtet werden soll, eine Dicht- oder Deckscheibe eingesetzt wird.

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Claims

SKP KUGELLAGERFABRIKEN (MBi Schweinfurt, 15.2.1974

P a t entansprüche

Π. JWälzlager, bei dem beide Lagerringe mit einstückig mit diesen ausgebildeten Borden versehen sind, die an einer Stelle Einfüllöffnungen für die Wälzkörper aufweisen, welche nach dem Einfüllen der Wälzkörper wieder durch Verschlußstücke verschlossen werden, gekennzeichnet durch Verschlußstücke (7, 19* 20), die nach dem Fertigbearbeiten der Lagerringe (l, 12, 15) von den Seitenborden (3, 14, 17) der Lagerringe (1, 12, 15) abgetrennt worden sind.

2. Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagers nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Der oder die Lagerringe mit den festen Seitenborden wird bzw. werden in normaler Weise vorbearbeitet, das heißt gedreht und vorgeschliffen,

b) in eine der Stirnflächen der Seitenborde wird im Bereich der späteren Einfüllöffnung eine der Kontur dieser Einfüllöffnung entsprechende Rille oder dergMchen eingearbeitet,

c) die so behandelten Lagerringe werden einer Wärmebehandlung unterzogen und anschließend fertigbearbeitet, das heißt geschliffen und/oder feinbearbeitet,

d) das oder die Verschlußstücke wird bzw. werden von den Seitenborden abgetrennt,

e) Innen- und Außenring werden ineinander angeordnet und die Wälzkörper durch die Einfüllöffnung eingefüllt und zwischen den Lagerringen verteilt und

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f) das oder die abgetrennten Verschlußstücke werden wieder in die Einfüllöffnung des entsprechenden Lagerringes eingesetzt und in geeigneter Weise mit diesem verbunden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kontur der Einfüllöffnung entsprechende Rille spanabhebend, z.B. durch Drehen, Fräsen oder dergleichen eingearbeitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kontur der Einfüllöffnung entsprechende Rille spanlos, z.B. durch Prägen oder dergleichen, eingearbeitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück durch axialen Druck vom Bord abgesprengt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln vor der Wärmebehandlung und vor dem Abtrennen des Verschlußstückes in den Lagerring eingearbeitet werden.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Seitenborde mit den Verschlußstücken Ringnuten zur Aufnahme von Draht- oder Sprengringen oder dergleichen vor der Wärmebehandlung und dem Abtrennen des Verschlußstückes eingearbeitet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück durch Kleben, Schweißen oder ähnliches mit dem Seitenbord verbunden wird.

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