DE3431788C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rollenlagers entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 21 97 351 bekannt. Dabei ist davon auszugehen, daß das äußere, aus Metall bestehende Laufbahnglied gehärtet ist. Bei dem bekannten Verfahren können alle Rollen bis auf die letzte durch Neigen oder Verkanten, also durch Schrägstellung gegenüber der Achse des Laufbahngliedes, in dieses eingesetzt werden. Lediglich die letzte Rolle, die als Schlüsselrolle bezeichnet wird, ist am Ende mit einem flachen Ansatz versehen, der radial durch eine Ausnehmung in Form eines Schlitzes hindurch in den Laufring eingesetzt wird. Auf dem gleichen Weg kann umgekehrt diese Schlüsselrolle wieder aus dem Lager entnommen werden. Der Schlitz bzw. die Ausnehmung bleibt also ständig offen. Damit ist nicht absolut sichergestellt, daß bei der Handhabung oder beim Betrieb des Lagers nicht die Schlüsselrolle aus dem Lager herausfallen und das Lager somit unbrauch­ bar werden kann. Außerdem ergeben sich durch die besondere Ausbildung des einen Endes der Schlüsselrolle sowie durch die Diskontinuität an der Innen­ seite der Lippe infolge der offenen Ausnehmung Stoßstellen und ungleichmäßige Abrolleigenschaften.

Ein weitgehend ähnliches Verfahren ist aus der DE-PS 8 67 481 bekannt. Auch hier ist an der nach innen umgebogenen Lippe ein Freiraum bzw. eine Ausneh­ mung zum Einsetzen der Rollenenden vorgesehen, wobei diese Ausnehmung ständig offenbleibt und nicht geschlossen werden soll. Hierbei muß die letzte einzusetzende Rolle ausdrücklich kürzer als alle vorhergehenden Rollen sein. Wie im vorhergehenden bekannten Fall müssen also auch hier unterschied­ liche Rollen verwendet werden, wodurch der Herstellungsaufwand vergrößert wird. Da die zum Einsetzen dienende Ausnehmung ständig offenbleibt, ist außerdem nicht sichergestellt, daß die Rollen nicht herausfallen können. Schließlich ergeben sich infolge der ständig offenen Ausnehmung auch keine günstigen Abrolleigenschaften. Vielmehr ist an dieser Stelle mit erheblichem Verschleiß zu rechnen.

Aus der AT-PS 2 17 491 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Laufbahnglied zunächst nur teilweise geformt und gehärtet wird. Der eine Endflansch endet dabei etwa in radialer Richtung, so daß die Rollen noch eingesetzt werden können. Danach erfolgt auf dem gesamten Umfang des Endflansches von außen her eine Erwärmung mittels einer Hochfrequenz-Induktionsspule, wodurch der Endflansch biegsam gemacht wird und derart nach innen umgebogen werden kann, daß der freie Innenrand die eingesetzten Rollen hält. Die Erwärmung nach dem Härten erfolgt also großflächig auf dem ganzen Umfang des End­ flansches mit anschließender Abbiegung ebenfalls über den ganzen Umfang zwischen zwei gehärteten Bereichen, nämlich einerseits dem freien Ende der Haltelippe für die Rollen und andererseits dem eigentlichen Laufring. Damit ist bei diesem bekannten Verfahren die Gefahr gegeben, daß auch Bereiche jenseits des eigentlichen Biegebereiches in unzulässiger Weise erwärmt und dadurch erweicht werden und dann nicht mehr als Laufbahnglied oder zur sicheren Halterung der Rollen geeignet sind.

Schließlich ist aus der US-PS 20 38 475 ein weiteres Verfahren zum Her­ stellen eines Rollenlagers bekannt, bei dem die Lippe an einem Ende des Laufbahngliedes nicht vollständig ausgebildet oder umgebördelt wird, so lange nicht die Rollen eingesetzt sind. Bevor die Rollen eingesetzt werden, wird das äußere Laufbahnglied aufgekohlt, d. h. mit Kohlenstoff angereichert, und gehärtet. Bevor diese Wärmebehandlung erfolgt, wird die nur teilweise umgebogene Lippe, die später die Rollen halten soll, auf der äußeren Ober­ fläche mit Kupfer beschichtet, das als Sperre für den Kohlenstoff beim Aufkohlungsvorgang wirkt. Der so beschichtete Bereich bleibt somit während des Härtungsvorgangs weich und biegsam. Nach der Wärmebehandlung wird das Kupfer von der Lippe entfernt, indem das Werkstück in eine Zyanid-Lösung eingetaucht wird. Dann werden die Rollen eingesetzt, und die abschließende Bördelung der Lippe zur Halterung der Wälzkörper wird hergestellt. Zyanid ist bei seiner Lagerung und Verwendung gefährlich und darüber hinaus für die Umwelt schädlich, so daß es nicht ohne weiteres als Abfall beseitigt werden kann. Auch Kupfer als Schwermetall bietet ökologische Probleme, wenn es als Abfall beseitigt werden soll. Die Verwendung einer Kupferplattie­ rung mit der anschließenden Notwendigkeit der Verwendung von Zyanid zum Entfernen des Kupfers ist also höchst unerwünscht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, trotz Verwendung eines von vornherein praktisch vollständig fertiggestellten und gehärteten Lauf­ bahnglieds mit voller Rollenführung ein einfaches Herstellungsverfahren anzugeben, als dessen Ergebnis ein Herausfallen von Lagerrollen aus dem Laufbahnglied sicher verhindert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1.

Vor dem Härten des Laufbahnglieds wird also an einer der beiden Lippen ein Vorsprung ausgebildet, durch den die notwendige Ausnehmung zum Einsetzen der Lagerollen geschaffen wird. Nach dem Härten und nach dem Einsetzen der Rollen wird dann nach örtlicher Erhitzung, also nach entsprechender Erweichung des Materials, der Vorsprung in die Lippe praktisch in die ur­ sprüngliche Form zurückverformt, wodurch die Ausnehmung wieder geschlossen wird, so daß ein Herausfallen von Rollen mit Sicherheit verhindert ist. Für die Herstellung des Lagers werden also nur wenige Verfahrensschritte benötigt, und der Einsatz von Kupfer und Zyanid ist vermieden.

Die Unteransprüche 2 und 3 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Ansicht, teilweise im Radialschnitt, die ein bevorzugtes äußeres Laufbahnglied zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, des äußeren Laufbahnglieds gemäß Fig. 1, nachdem ein Vorsprung ausgebildet worden ist, der es gestattet, die reduzier­ ten Enden der Rollen oder Wälzkörper in das äußere Laufbahnglied einzusetzen.

Fig. 3 ist eine Ansicht nach der Linie 3-3 von Fig. 2 in Rich­ tung der Pfeile.

Fig. 4 ist ein vergrößerte Ansicht, die die Ausbildung des Vorsprungs zeigt.

Fig. 5 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, die die voll­ ständige Rollenlageranordnung zeigt; und

Fig. 6 ist eine bruchstückweise Ansicht nach der Linie 6-6 von Fig. 5.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, kann das äußere Laufbahnglied derart hergestellt und ausgebildet sein, wie es die US-PS 20 38 475 zeigt, mit der Ausnahme, daß beide Flanschenden vor dem Einsetzen der Rollen oder Wälzkörper in die endgültige Gestalt gebracht werden. Das äußere Laufbahnglied hat einen zylindrischen Laufbahnabschnitt 10, einen ersten Endflansch 11, der mit einer nach innen gekehrten Lippe 12 versehen ist, und einen zweiten Endflansch 13, der mit einer nach innen gekehrten Lippe 14 versehen ist. In der dargestellten Form haben beide Endflansche konzentrische Öffnungen 30 und 31, so daß die Ge­ samtstruktur auf eine Welle aufgesetzt oder über eine Welle ein­ gesetzt werden kann, indem eines der beiden Enden über die Welle geführt wird.

Wie in der US-PS 20 38 475 beschrieben, kann die Hülse aus Metall­ blech durch übliche Zieh- und Präge-Vorgänge hergestellt werden, wobei ein Kreis aus dem Boden einer napfförmigen Hülse ausge­ schnitten wird, um die Lippe 12 auszubilden, worauf der Flansch 13 und die Lippe 14 ausgebildet werden.

Nachdem das äußere Laufbahnglied gemäß Fig. 1 hergestellt wor­ den ist, wird, wie aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, ein ra­ dial nach innen sich erstreckender Vorsprung 16 an der nach innen gekehrten Lippe 12 ausgebildet. Der Vorsprung 16 bildet einen Aufnahmeabschnitt für die Rollenenden oder Wälzkörperenden, der den Durchgang oder Vorbeigang eines reduzierten Endes von mit reduzierten Enden versehenen Rollen oder Wälzkörpern in den Trog 18 gestattet, der durch die Hülse 10, den Flansch 11 und die Lip­ pe 12 gebildet ist. Der Vorsprung 16 kann durch einen Stempel oder eine andere geeignete Einrichtung ausgebildet werden, der bzw. die so gestaltet ist, daß er bzw. sie in den Trog 18 ein­ geführt wird und einen Teil der Lippe 12 radial nach innen ver­ formt ode erweitert. Wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, erstreckt sich das freie Ende 20 des Vorsprungs 16 von Punkten 21 und 23 vom freien Ende 22 der Lippe 12 her sowohl radial nach in­ nen als auch axial in Richtung auf den Flansch 11. Der Vorsprung 16 hat eine gekrümmte Oberfläche, die einstückig mit der Lippe 12 längs der Linien 25 und 27 ausgebildet ist. Somit ist die Ge­ stalt des Vorsprungs 16 mit seinem freien Ende 20 derart, daß ein reduzierter Endabschnitt einer Rolle mit einem reduzierten Ende an dem Vorsprung 16 vorbei in den Trog 18 hinein vorbei­ gehen kann. Vorzugsweise ist nur ein Vorsprung vorgesehen, der groß genug ist, um eine Rolle bzw. ein Rollenende zu einer Zeit hindurchtreten zu lassen. Falls es jedoch erwünscht ist, können mehrere in Umfangsrichtung mit Abständen verteilte Vorsprünge vorgesehen sein und/oder der Vorsprung kann größer ausgebildet werden.

Das Werkstück kann dann gehärtet und getempert werden, wie es zum Erzielen einer maximalen Stärke erwünscht oder erforderlich ist. Es kann geschleudert, getrommelt oder in anderer Weise be­ handelt werden, um Grat oder Zunder oder Oberflächenoxide zu ent­ fernen, die während der Temper- oder Härte-Vorgänge gebildet wur­ den. Das so fertiggestellte äußere Lagerglied kann somit selbst nach dem abschließenden Härten und Polieren noch geprüft werden, und demgemäß können Defekte, die beispielsweise nur an den in­ neren Oberflächen der Flansche erkennbar sind, ermittelt und solche Stücke ausgesondert werden.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, haben die Rollen 24 einen verhältnis­ mäßig kleinen Durchmesser und sie haben einen kreisförmigen Querschnitt längs ihres Hauptteils. Jedoch hängt die relative Länge und der Durchmesser der Rollen von dem jeweiligen Einsatz­ zweck ab, für den das Lager bestimmt ist. Die Enden 26 und 28 der Rollen 24 sind im Querschnitt vermindert (reduziert). Jede Art von Rollen mit einem reduzierten Endabschnitt kann für die Rollen 24 verwendet werden.

Die jeweilige besondere Art von Rollen mit reduzierten Enden, die verwendet werden, hängt von dem Einsatzzweck ab, für den das Lager verwendet werden soll. Die Rollen 24 werden in das äußere Laufbahnglied dadurch eingesetzt, daß das äußere Lauf­ bahnglied mit einem Vorsprung 16 in der obersten Stellung in einer Maschine gehaltert wird. Bei Betrachtung gemäß Fig. 3 wird eine Vielzahl von Rollen 24 in das äußere Laufbahnglied eingeführt, so daß der reduzierte Endabschnitt 28 in den Trog 29 paßt, der durch die Hülse 10, den Flansch 13 und die Lippe 14 ausgebildet ist. Das andere reduzierte Ende 26 der Rolle 24 geht an dem freien Ende 20 des Vorsprungs 16 vorbei und in den Trog 18 hinein. Da sich der Vorsprung 16 in der obersten Stellung befindet, fallen die Rollen durch Schwerkraft nach unten, wobei die erste Rolle auf den Boden (an der Innenseite des Laufbahnglieds) fällt, und wobei nachfolgende Rollen auf der ersten Rolle landen, bis ein voller Rollensatz in die Hülse 10 eingebracht ist. Ein Lager mit einem vollen Rollensatz ist ein Lager, bei dem die Rollen den vollen Umfang einnehmen, so daß ein Halter oder Käfig nicht nö­ tig ist, um einen Umfangsabstand zwischen den Rollen aufrecht­ zuerhalten. Ohne einen solchen Halter oder Käfig ist es beson­ ders wichtig, eine Lagerstruktur zur Verfügung zu haben, die als Baueinheit behandelt werden kann und bei der ein zufälliges Aus­ einanderfallen verhindert ist.

Nachdem alle Rollen 24 in das äußere Laufbahnglied eingesetzt worden sind, ist es notwendig, den Vorsprung 16 zu schließen, um die reduzierten Enden der Rollen in dem äußeren Laufbahn­ glied zu halten. Da das äußere Laufbahnglied nach der Her­ stellung des Vorsprungs 16 gehärtet wurde, ist es bei dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel notwendig, den Vorsprung 16 zu er­ hitzen, um zu ermöglichen, daß der Vorsprung 16 radial nach außen gedrückt wird. Der Vorsprung kann durch irgendwelche geeigneten Mittel, beispielsweise durch Widerstandserhitzung, erhitzt werden. Dann wird ein geeignetes Werkzeug verwendet, um den Vorsprung 16 radial in die in Fig. 5 gezeigte Stellung aufzuweiten. Aus Fig. 5 und Fig. 6 ist ersichtlich, daß der Vorsprung 16 radial nach außen aufgeweitet wurde, um eine nach innen gekehrte Lippe zu bilden, die im wesentlichen die gleiche Form über ihren ganzen Umfang hat. Die gestrichelten Linien 32 und 34 in Fig. 5 zeigen, wo vorher die Seitenkanten 25 und 27 des Vorsprungs 16 waren.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird zunächst ein äußeres Laufbahnglied mit der in Fig. 1 gezeigten Gestalt hergestellt. Dann wird der Vorsprung 16 an dem äußeren Laufbahnglied ausge­ bildet. Das äußere Laufbahnglied mit seinem Vorsprung 16 wird dann wärmebehandelt, um das Laufbahnglied in geeigneter Weise zu härten. Danach werden die Rollen 24 in das äußere Laufbahn­ glied eingesetzt, indem die reduzierten Enden 28 in den Trog 29 eingeführt und die reduzierten Enden 26 an dem Vorsprung 16 vor­ bei in den Trog 18 eingeführt werden. Nachdem ein voller Satz von Rollen 24 in dem äußeren Laufbahnglied untergebracht worden ist, wird der Vorsprung 16 erwärmt und dann radial nach außen gedrückt, bis die Lippe 12 wieder im wesentlichen die gleiche Gestalt längs ihres ganzen Umfangs hat.

Eine Kupferplattierung wird nicht benötigt, und daher ist keine Lagerung und keine Verwendung von Zyanid erforderlich.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen eines Rollenlagers, das ein gehärtetes äußeres Laufbahnglied mit radialen Endflanschen und axial nach innen weisenden Lippen zur Aufnahme und Halterung von Lagerrollen aufweist, wobei in einer Lippe eine Ausnehmung ausgebildet wird, durch die hindurch die Rollenenden in das Laufbahnglied eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Bildung der Ausnehmung (20) die Lippe (12) an einer Umfangs­ stelle unter Bildung eines Vorsprungs (16) aufgeweitet wird, dessen freies Ende axial und radial mit Abstand von dem freien Ende (22) der Lippe (12) liegt,
• - daß anschließend das Laufbahnglied (10) gehärtet wird
• - und daß schließlich nach dem Einsetzen der Rollen (24) das freie Ende des Vorsprungs (16) erhitzt und zum Schließen der Ausnehmung (20) radial in die Lippe (12) zurückverformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (16) durch einen Stempel ausgebildet wird, der so gestaltet ist, daß er einen Teil des freien Endes (22) der axial gerichteten Lippe (12) radial nach innen und axial von dem freien Ende (22) weg aufweitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen der Rollen (24) das freie Ende des Vorsprungs (16) radial so weit nach außen verformt wird, daß eine Lippe (12) mit im wesentlichen über den ganzen Umfang gleichförmiger Gestalt gebildet wird.