DE3839624C2 - Verfahren zur Endbearbeitung eines durchmessereinstellbaren Ringes und nach diesem Verfahren hergestellter Ring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endbearbeitung eines durchmesserein­ stellbaren Ringes, insbesondere eines Wälzlagerlaufringes, der an seinem Außen- und Innendurchmesser Funktionsflächen aufweist und der aus konzentrisch ineinander angeordneten Kegelringen besteht, die sich an ihren einander gegenüberstehenden Kegelflächen berühren, sowie eine besondere Ausgestaltung des derart endbearbeiteten Ringes.

Derartige durchmessereinstellbare Ringe sind bekannt. Durch Aufbringen einer axialen Kraft werden die Kegelringe entlang ihrer konischen Berühr­ flächen gegeneinander verschoben, so daß sich der äußere Kegelring aufweitet und der innere Kegelring einschnürt.

Dieser Effekt der Durchmesserveränderung wird beispielsweise beim Einsatz derartiger Ringe als Wälzlagerlaufringe für die Lagerspielein­ stellung genutzt. Es zeigt sich jedoch, daß es fertigungstechnisch sehr aufwendig ist, die Kegelflächen so genau zu bearbeiten, daß die Qualität der Funktionsflächen mit der einstückig hergestellter Ringe vergleichbar ist. Werden größere Bearbeitungstoleranzen der Kegelflächen und - Kegel­ winkel zugelassen, drücken sich z. B. die Oberflächenungenauigkeiten der Kegelflächen infolge der Verformung der Kegelringe auf die Funktions­ flächen durch, oder die Außenmantel- bzw. Innenmantelfläche des Ringes erfährt bei nicht exakt übereinstimmenden Neigungen der Kegelflächen eine konische Verformung. Aus diesem Grund können derartige durch­ messereinstellbare Ringe wirtschaftlich bisher nur dort eingesetzt werden, wo an die Toleranzen der Funktionsflächen nur geringe Forderungen gestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Endbearbeitung derartiger durchmessereinstellbarer Ringe zu schaffen, mit dem solche Ringe wirt­ schaftlich so endbearbeitet werden können, daß die Maßtoleranzen der Funktionsflächen mit den Maßtoleranzen der Funktionsflächen einstückig hergestellter Ringe vergleichbar sind, sowie die so hergestellten Ringe vorteilhaft auszugestalten.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kegelringe zunächst entlang ihrer Berührfläche gegeneinander verschoben werden bis die Kegelflächen ganzflächig aneinanderliegen und selbsthemmend zusammenhalten, und daß anschließend die Funktionsflächen fertigbearbeitet, insbesondere geschliffen werden.

Die Kegelringe werden nach dem Fertigbearbeiten nicht mehr demontiert, so daß alle Ungenauigkeiten beseitigt sind und die erzielte Genauigkeit auch nach weiterem axialen Verschieben der Kegelringe gegeneinander erhalten bleibt.

Es bietet sich an, die Kegelringe selbst mit Einrichtungen zum axialen Verschieben gegeneinander zu versehen, um mit einfachen Mitteln den Durchmesser montierter Ringe einzustellen. Eine derartige Einrichtung besteht vorteilhafterweise aus einer Mutter, die auf einem axial neben der Kegelfläche eines Kegelringes vorgesehenen Gewinde angeordnet ist, und deren Stirnfläche gegen die Stirnfläche des anderen Kegelringes anliegt. Durch Drehen der Mutter werden die Kegelringe gegeneinander ver­ schoben.

Der in der Praxis häufig bei kleineren Kegelneigungen auftretende Effekt, daß die Kegel aneinander hochwandern, erfordert einer Fixierung der Kegelringe zueinander. Dies kann mit der Mutternsicherung kombiniert werden, indem radial in der Mutter eine Arretiereinrichtung angeordnet ist, die mit einer Spitze auf den anderen Kegelring wirkt. Durch Anziehen der Arretiereinrichtung ist die Mutter verspannt und die Kegelringe sind zueinander fixiert. Selbstverständlich können auch andere Sicherungsmaß­ nahmen eingesetzt werden.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren endbearbeiteter Ring kann vorteilhaft als Wälzlagerlaufring auch für höher belastete und genaue Lager eingesetzt werden. Die Spieleinstellung derartiger Lager kann dann direkt am Laufring erfolgen, ohne daß wie bisher jeweils die Lagerstelle ausgemessen und entsprechende Lager bzw. Wälzkörper zusortiert werden müssen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Fig. 1 bis 3 zeigen Längsschnitte erfindungsgemäßer durchmesser­ einstellbarer Ringe in verschiedenen Anwendungen.

Fig. 1 zeigt einen durchmessereinstellbaren Ring 1, der an seinem Außen- und Innendurchmesser Funktionsflächen 2, 3 aufweist. Der Ring 1 besteht aus konzentrisch ineinander angeordneten Kegelringen 4, 5, die sich an einander gegenüberliegenden Kegelflächen 6, 7 berühren. Die Kegelringe werden zunächst einzeln gefertigt, wobei relativ große Maßtoleranzen zugelassen sind, anschließend ineinandergefügt und durch Aufbringen einer axialen Kraft auf die Stirnfläche 8 so gegeneinander verschoben bis die Kegelflächen 6, 7 ganzflächig aneinanderliegen und selbsthemmend zusammenhalten. Dabei weitet sich der äußere Kegelring 4 auf, und der innere Kegelring 5 schnürt sich ein, was zur Folge hat, daß die Ungenauigkeiten der Kegelflächen 6, 7 und eventuelle Abweichungen der Kegelwinkel sich auf die Funktionsflächen 2, 3 durchdrücken. In dem folgenden Bearbeitungsschritt werden die zusammenhaltenden Kegelringe 4, 5 gemeinsam fertigbearbeitet, z. B. durch Schleifen der Funktionsflächen 2, 3 auf ein vorgesehenes Maß, wobei eine bestimmte Oberflächengüte eingehalten wird. Nach dem Fertigbearbeiten werden die Kegelringe nicht mehr demontiert, so daß die beim Fertigbearbeiten erzielte Genauigkeit der Funktionsflächen 2, 3 auch dann erhalten bleibt, wenn zur Durchmessereinstellung die Kegelringe 4, 5 weiter gegeneinander verschoben werden.

Fig. 2 zeigt einen nach dem beschriebenen Verfahren endbearbeiteten durch­ messereinstellbaren Ring 1, der hier als Innenring eines Wälzlagers ver­ wendet wird. Der Außenring 10 des Wälzlagers, die Wälzkörper 11, 12 und der Wälzkörperkäfig 13 entsprechen den Standardausführungen. Die äußere Funktionsfläche 2 des durchmessereinstellbaren Ringes 1 ist hier als Wälzkörperlaufbahn, die innere Funktionsfläche 3 als Passungsfläche für die Aufnahme einer Welle ausgebildet. Die Kegelringe 4, 5 sind im Bereich der Kegelflächen 6, 7 konzentrisch ineinander angeordnet. Der innere Kegelring 5 weist in axialer Richtung auf der der Kegelspitze seiner Kegelfläche zugewandten Seite den zylindrischen Fortsatz 14 mit dem Gewinde 15 auf. Auf diesem Gewinde 15 ist die Mutter 16 angeordnet, deren Stirnfläche 17 an der Stirnfläche 8 des äußeren Kegelringes 4 anliegt, so daß durch Anziehen der Mutter 16 die Kegelringe 4, 5 im Sinne einer Durchmesservergrößerung des Ringes 1 gegeneinander verschoben werden müssen. Zur Fixierung der Kegelringe 4, 5 gegeneinander und zur Sicherung der Mutter 18 ist die Arretierschraube 18 vorgesehen, deren Spitze 19 in eine Nut 20 des äußeren Kegelringes 4 eingreift. Durch Anziehen der Arretierschraube 18 wird die Mutter 16 verspannt und die Lage der Kegelringe 4, 5 zueinander fixiert.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer durchmessereinstellbarer Ring 1, dargestellt, der als Außenring eines Wälzlagers ausgeführt ist. Das Funktionsprinzip entspricht im wesentlichen der Darstellung, die bereits zu Fig. 2 ausgeführt wurde. Allerdings ist die Mutter 16 auf einem Gewinde 15 des äußeren Kegelringes 4 angeordnet. Zur Arretierung ist ein mit Kegelspitzen versehener Stift 21 vorgesehen, dessen eine Kegelspitze 22 in eine Nut 20 des inneren Kegelrings 5 eingreift. Gegen die andere Kegelspitze 23 des Stiftes 21 wirkt die Spitze 19 einer Arretierschraube 18, so daß durch Hineindrehen der Arretierschraube 18 der Stift 21 gegen den inneren Kegelring 5 gedrückt wird, womit die Mutter 16 gesichert und die Kegelringe 4, 5 fixiert sind.

Claims (5)

1. Verfahren zur Endbearbeitung eines durchmessereinstellbaren Ringes (1), insbesondere eines Wälzlagerlaufrings, der an seinem Außen- und/oder Innendurchmesser Funktionsflächen (2, 3) aufweist und der aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Kegelringen (4, 5) besteht, die sich an einander gegenüberstehenden Kegelflächen (6, 7) berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelringe (4, 5) axial gegeneinander verschoben werden bis die Kegelflächen (6, 7) ganzflächig aneinanderliegen und selbst­ hemmend zusammenhalten und daß anschließend die Funktionsflächen (2, 3) fertigbearbeitet, insbesondere geschliffen werden.

2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 endbearbeiteter durchmesser­ einstellbarer Ring (1), dadurch gekennzeichnet, daß an den Kegelringen (4, 5) Einrichtungen zum axialen Verschieben der Kegelringe gegeneinander vorgesehen sind.

3. Durchmessereinstellbarer Ring nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer der Kegelringe (4, 5) in axialer Richtung neben der Kegelfläche auf der der Kegelspitze der Berührfläche zugewandten Seite ein Gewinde (15) aufweist, auf dem eine Mutter (16) angeordnet ist, deren dem Kegel zugewandte Stirnfläche (17) an der Stirnfläche (8) des anderen Kegelrings (5, 4) anliegt.

4. Durchmessereinstellbarer Ring nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Mutter (16) eine Arretiereinrichtung (18, 21) vorgesehen ist, die radial auf den anderen Kegelring (5, 4) wirkt.

5. Durchmessereinstellbarer Ring nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Maßnahmen zur Fixierung der Kegelringe (4, 5) zueinander vorgesehen sind.