EP2932122A1 - Rolling bearing with integrated holding flange and method for producing a rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing with integrated holding flange and method for producing a rolling bearing

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EP2932122A1
EP2932122A1 EP13819007.9A EP13819007A EP2932122A1 EP 2932122 A1 EP2932122 A1 EP 2932122A1 EP 13819007 A EP13819007 A EP 13819007A EP 2932122 A1 EP2932122 A1 EP 2932122A1
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EP
European Patent Office
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flange
groove
bearing
rolling bearing
bearing ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13819007.9A
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German (de)
French (fr)
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Helmut Hauck
Alexander Dilje
Hans-Jürgen FRIEDRICH
Burkard Beck
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SKF AB
Original Assignee
SKF AB
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50—Positive connections
    • F16C2226/60—Positive connections with threaded parts, e.g. bolt and nut connections

Definitions

  • Embodiments of the present invention are concerned with a rolling bearing having a retaining flange and with a method for producing a rolling bearing assembly.
  • rolling bearings are axially fixed in a housing or other object.
  • at least one bearing ring is often formed or equipped with a solid flange. That is, the bearing inner ring or the bearing outer ring has a flange or is connected to such, wherein often the respective bearing ring and the flange of a part, ie in one piece, for example, as a forged part, are made.
  • other embodiments are known to attach a flange to a bearing ring.
  • a bearing carrier is often provided, ie a bearing housing with a flange, wherein the rolling bearing or the bearing ring of the rolling bearing with the bearing housing force, material and / or positively connected.
  • Positive locking in this context means that a connection which prevents a relative movement of the interconnected components in at least one connecting direction is effected by the geometry of the components used for the connection being selected such that they are in a direction preferably perpendicular to the Overlap connecting direction, so as to prevent the movement in the connecting direction.
  • Frictionally means in this context that a compound which prevents relative movement of the interconnected components in at least one direction, by a force acting between the components perpendicular to the connection direction force, for example, leads to increased cohesive or adhesive forces, is effected. An adhesion is especially so long as a force caused by the static friction between the Components is not exceeded.
  • Cohesive means in this context that a compound that prevents relative movement of the interconnected components in at least one direction, is mediated by atomic or molecular forces.
  • a mixing of the materials of the connected components take place at an interface. This need not be solely between the materials of the connected components alone. Rather, in addition, a mixing effect causing or supporting material component, for example in the form of an adhesive or a material of a welding wire may be present, so that at the interface a plurality of materials are mixed together on a microscopic scale.
  • One of the known possibilities is to positively connect the bearing ring or the rolling bearing with the bearing housing by molding with plastic.
  • the methods used so far are extremely time-consuming and cost-intensive, since they require expensive machining of the components used, for example, the forging of a bearing ring with a one-piece component or the machining of a bearing carrier.
  • Embodiments of the present invention make it possible by producing on a bearing ring, for example on the bearing inner ring or on the bearing outer ring, a circumferentially extending groove disposed on a circumference of the bearing ring into which a material displacement of a preformed flange occurs during the manufacturing process one of the connection with the bearing ring serving flange portion is introduced.
  • the flange is preformed so that, depending on whether the flange is to be connected to the bearing inner ring or the bearing outer ring, the flange has a flange portion at a radially inner or at a radially outer end of the flange for connection to the bearing ring.
  • the flange and the bearing ring are fixed relative to each other, whereupon the flange is deformed in the flange portion such that the deformation displaces a material of the flange and the flange portion of the flange moves at least partially into the groove. That is, during manufacture, by applying a force, the material of the flange is displaced such that it moves into the groove to prevent there, by a positive engagement, that the flange can move axially relative to the bearing ring after deforming.
  • the connecting region that is to say the region in which the flange extends into the groove after the deformation of the elevation or after the displacement of the material, is potted with a potting compound, which on the one hand causes an additional stabilization of the connection and on the other hand, it is possible to prevent possible elastic deformation of the material of the flange, which could possibly lead to the flange section at least partially moving out of the groove again.
  • the flange further includes within the flange portion an elevation 20 extending in an axial direction out of the plane of the flange to which the force to deform and displace the material is applied.
  • the deformation of the flange portion is made during the injection molding process, ie, while the bearing ring and the flange are held in an injection mold or tool.
  • the bearing ring with respect to the flange by means of a closing injection mold can be fixed without additional process step first.
  • the material of the flange portion such as the elevation in the pre-produced flange, can be deformed by means of a plunger mold movable relative to a partial mold of the injection mold or one or more plungers movable relative to the injection mold.
  • the potting compound in the Injected injection mold while the die still exerts the force, so that, for example, possible elastic rebounding counteracted even after lifting the die shape by the injected and cured injection molding compound. According to some preferred exemplary embodiments, therefore, the stamp shape or the die and the injection mold are opened again only after complete curing of the potting compound.
  • the groove is provided so that it completely rotates circumferentially, so that an exact adjustment of the flange or the connecting flange portions with respect to the groove during production can be omitted.
  • the bearing ring and the flange each consist of a metallic material.
  • the flange portion which serves the positive connection in the axial direction and which extends after the deformation of the material of the flange at least partially into the groove, can have any shape and geometry.
  • a plurality of circumferentially distributed tongues may extend radially inwardly or outwardly, the outer ends of which are pressed into the groove by the deformation, or a fully radial circumferential flange portion may be urged into the groove by displacement of the material.
  • a bearing or a bearing ring is produced with a simple groove, as well as a matching with respect to the dimensioning flange, which can be prefabricated for example by pure stamping and forming technologies.
  • the two parts are placed in an injection mold.
  • the bearing ring and the flange are fixed relative to each other.
  • a special flange portion of the sheet metal part of the flange for example, a survey thereof, which is supported on one side of the injection mold, is elastically and / or plastically deformed such that the preformed contour or a flange portion of the flange at least partially positively into the groove on the bearing ring intervenes.
  • a filling material for example a plastic, is injected into the free space created.
  • the undercut so the positive connection of the flange and the groove is immortalized as it were, so that after completion of the curing of the injection molding material is maintained even after moving apart of the injection molding tool or the workpiece, the positive locking.
  • some of the backfill material extends at least partially into the groove, so that possible undercuts are backfilled in the groove or between the groove and flange, resulting in a better axial fixation of the connection or the positive connection between bearing ring and flange contributes.
  • the grooves in the ring need not be tightly tolerated, ie both the material thickness of the flange and the thickness of the groove need not meet the normal requirements for a fit, since a tolerance compensation can be achieved by the overmolding process or the potting compound can.
  • a simple sheet metal flange which can be made by conventional forming, stamping or bending operations, can be used. If, as in some embodiments, the injection mold or the injection mold used to produce the positive connection between flange and bearing ring, no additional assembly steps are required.
  • the axial forces between the flange and bearing or roller bearings can be absorbed without aging influences, which, for example, compared to manufacturing processes in which the connection is made by encapsulation of the bearing ring in a bearing carrier, which can significantly improve longevity.
  • the axial forces can be absorbed in both directions, since the undercut of the two metallic materials acts in both axial directions.
  • the contact surface on the flange for the screw mounts of the flange of metal which leads to a better determination of the geometry of the bearing assembly, in contrast to comparable geometries with plastic bearing supports, which are produced by pure injection molding, since the manufacture of the rolling bearing or The rolling bearing assembly no more setting of the plastic takes place, even if it is acted upon by the force of a screw.
  • Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures. 1 shows a sectional view through a deep groove ball bearing and through a flange to be connected to the deep groove ball bearing during production;
  • Figure 2 is the sectional view of Figure 1 during the process in which a material displacement has taken place in the groove.
  • FIG. 3 shows a rolling bearing arrangement with flange, produced by an embodiment of a method according to the invention
  • Fig. 4 shows the prefabricated components required for producing a roller bearing assembly according to some embodiments of the present invention
  • Fig. 5 shows an embodiment of a flange for use in the manufacturing process
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a flange
  • 7 shows an embodiment of a method for producing a roller bearing in a schematic block view
  • Fig. 8a, b is a sectional view through a deep groove ball bearing and by a to be connected to the deep groove ball bearing flange during manufacture.
  • 1 shows a section through a ball bearing 2 and through a flange 4 corresponding to the ball bearing 2, which is connected to the ball bearing 2 or its bearing outer ring 6 by an embodiment of a production method according to the invention.
  • the flange 4 is connected to the bearing outer ring 6, a similar flange can also be connected to the bearing inner ring.
  • a manufacturing method is illustrated below, in which the connection between the flange 4 and the bearing outer ring 6 is produced within an injection mold, which consists of a first injection molded part 8 a and a second injection molded part 8 b.
  • the injection molded part 8b additionally has a relative to this movable punch 10, by means of which, during the manufacturing process, a flange 12 which is opposite to a groove 14 in the bearing outer ring 6 in a radial direction 16, pressed into the groove 14.
  • the flange 4 in its preconfigured form shown in Fig.
  • the flange further comprises at a radially adjacent to the flange 12 position one or more in an axial direction 18 of the otherwise predominantly flat geometry of Flange 4 extending elevations 20 and formations on.
  • Fig. 2 shows how an undercut of the material of the flange portion 12 can be made with the material of the bearing outer ring 6, so as material of the flange portion 12th can be displaced into the groove 14.
  • the flange 4 is first fixed or fixed with respect to the bearing outer ring 6. In the present case, this is done by moving together the two injection molded part forms 8a and 8b, which clamp the flange 4 axially. Then, in the present embodiment, a survey 20 is deformed within the flange 12 of the flange such that a deformation of the survey 20, a material of the flange is displaced and the flange 12 moves at least partially into the groove 14.
  • a connection can also be made without potting compound, in the presently illustrated with reference to FIGS. 1 to 3 manufacturing method in the configuration shown in Fig. 2, a backfill material in the cavity between the flange 4 and the two Injection molded part forms 8 a and 8 b introduced so that after curing of the backfill material 22, the configuration shown in Fig. 3 or rolling bearing assembly results in which in the connecting region in which the flange 12 extends into the groove 14, a hardened filling material 22 is arranged, which can prevent, for example, a resilient rear deformation of the survey 20 and so stabilizes the connection between the flange 4 and bearing ring 6.
  • the backfill material 22 further stabilize the connection.
  • the backfill material 22 is also introduced into an undercut of the groove 14, so that it, as illustrated in Fig. 3, the flange 4 in the groove 14 partially surrounds, resulting in a centering of the flange 4 and a better stability the connection can lead.
  • FIG. 5 shows a flange in which the flange sections 12 and the associated elevations 20 do not completely revolve around the central bore. Rather, four equidistantly spaced flange portions 12 and elevations 20 are provided, which extend in the form of tongues radially inwardly.
  • the flange can be axially connected to a housing part via fastening bores 26a to 26d, so that the bearing is fixed relative to the housing part.
  • the configuration of the mounting hole is arbitrarily adaptable to the respective geometric conditions and the required strength.
  • Fig. 6 shows an embodiment with eight instead of four mounting holes.
  • the diameter 28 of the bearing outer ring 6 which is slightly smaller than the inner diameter 30 of the flange or the flange sections which extend into the groove after a successful manufacturing process, is again shown by dashed lines in FIG.
  • Fig. 6 shows an alternative form for a flange 4 for connection to a bearing outer ring in which the flange portion rotates radially completely and without interruption, ie in the entire circumference of a fully circumferential groove 14 material is displaced into the groove, resulting in a particularly stable connection can lead.
  • a groove is discussed in a bearing outer ring which rotates completely and without interruption, so that even when using an embodiment of a flange 4 shown in Fig.
  • the groove may be interrupted, so that along the circumference, for example, a plurality of equidistant groove portions may be arranged to support, for example, a flange of FIG. 5.
  • the manufacturing method or the bearing arrangement produced therewith can be characterized in that a bearing outer ring 6 with groove 14 and a flange 4 with fastening elements or flange sections 12 are provided, wherein - in the case of creating a flange on the bearing outer ring - the inner diameter of Bore of the flange is preferably larger than the outer diameter of the bearing.
  • the flange 4 is pushed over the outer ring 6 and fixed or adjusted in a position in which the groove 14 and the projection 20 are radially opposite each other.
  • the first injection molding tool half 8a receives the bearing outer ring 6 and further forms a bearing surface for the flange 4.
  • the second injection molding tool half 8b includes an embossing element 10 which is axially displaceable in the tool.
  • the second injection molding tool half 8b moves, inter alia, over the other side of the bearing outer ring and clamps the flange 4. After the tool halves 8a and 8b are driven to block and thus axially clamp the flange 4, this is also fixed radially.
  • the clamping creates a cavity for plastic injection.
  • the embossing tool or die 10 moves out and presses on the material within the flange portion.
  • the material is displaced and moves into the groove 14 of the outer ring 6, so that an undercut is formed, which fixes the flange 4 axially with respect to the bearing outer ring 6.
  • a plastic injection takes place in the cavity, wherein the embossing tool 10, the axial force on the survey 20 continues to receive.
  • the tool halves 8a and 8b are opened, the connection of the flange 4 with the bearing is completed.
  • the design or the geometry of the flange 4 can be arbitrarily selected with the fasteners, depending on the desired application.
  • the shape and the number of elevations 20 and the shape of the flange portion 12 are variable.
  • the flange in the region of the encapsulation forms as far as possible undercuts which can be backfilled by the plastic, which can lead to a better axial fixation of the connection between the plastic and the metal sheet.
  • the exact design or exact geometry of the encapsulation with respect to the shape of the bearing, the groove and the flange can be chosen arbitrarily, according to the specific requirements.
  • FIG. 7 again shows, in a schematic form of a flowchart, an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • a load gerring of the rolling bearing with at least one arranged on a circumference of the bearing ring, provided along the circumference extending groove.
  • a flange is provided with at least one flange portion for connection to the bearing ring at a radially inner or outer end of the flange.
  • the flange portion is disposed with the flange in a radial direction adjacent to the groove, and the flange is fixed relative to the bearing ring.
  • the material of the flange is deformed within the flange portion such that the deformation of the survey a material of the flange is displaced and the flange at least partially moves into the groove.
  • FIGS. 8a and 8b show, for the sake of completeness, a sectional view through a deep groove ball bearing and through a flange to be connected to the deep groove ball bearing during production according to a further exemplary embodiment of the method.
  • the flange 4 in its flange portion 12 has no elevation, so that a flat, possibly by a simple punching process prefabricated flange can be used, which is particularly inexpensive to vorzu- produce. Since the other steps for the production of a rolling bearing arrangement correspond to those which have already been discussed with reference to the embodiment of FIGS. 1 to 6, a further detailed discussion thereof is omitted here.
  • FIG. 8b the specific shape of the undercut of the material of the flange 4 in the groove 14 may differ from that of the embodiment of FIGS. 1 to 4, the embodiment shown in FIGS. 8a and 8b permits In the same simple way, a rolling bearing arrangement with the same positive properties can be provided.
  • embodiments of the present invention provide a bearing with a flange in a highly efficient and cost effective manner.
  • a bearing with a flange in a highly efficient and cost effective manner.

Abstract

According to a method for producing a rolling bearing with a flange, a bearing ring (6) of the rolling bearing is first provided having at least one groove (14) arranged on a periphery of the bearing ring (6) and extending along said periphery, and a flange (4), which has at least one flange section (12) for connection to the bearing ring at a radially inner or outer end of the flange. The flange section is arranged contiguously to the groove in a radial direction (16) and is fixed relative to the bearing ring. The material of the flange is deformed in the flange section such that a material of the flange is displaced by the deformation and the flange section moves at least partly into the groove.

Description

B e s c h r e i b u n g  Description
Wälzlager mit integriertem Halteflansch und Verfahren zum Herstellen eines Rolling bearing with integrated retaining flange and method for producing a
Wälzlagers  roller bearing
Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung befassen sich mit einem Wälzlager mit einem Halteflansch sowie mit einem Verfahren zur Herstellung einer Wälzlageranordnung. Embodiments of the present invention are concerned with a rolling bearing having a retaining flange and with a method for producing a rolling bearing assembly.
In einigen Anwendungen werden Wälzlager axial in einem Gehäuse oder an einem anderen Gegenstand fixiert. Dafür wird zumindest ein Lagerring häufig mit einem massiven Flansch ausgebildet bzw. ausgestattet. Das heißt, der Lagerinnenring oder der Lageraußenring weist einen Flansch auf oder ist mit einem solchen verbunden, wobei häufig der betreffende Lagerring und der Flansch aus einem Teil, also einstückig beispielsweise als Schmiedeteil, gefertigt werden. Darüber hinaus sind andere Ausführungsmöglichkeiten bekannt, einen Flansch an einem Lagerring zu befestigen. Beispielsweise wird häufig ein Lagerträger vorgesehen, d. h. ein Lagergehäuse mit einem Flansch, wobei das Wälzlager bzw. der Lagerring des Wälzlagers mit dem Lagergehäuse kraft-, stoff- und/oder formschlüssig verbunden wird. Formschlüssig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Verbindung, die eine Relativbewegung der miteinander verbundenen Komponenten in zu- mindest einer Verbindungsrichtung verhindert, dadurch bewirkt wird, dass die Geometrie der zur Verbindung verwendeten Komponenten derart gewählt wird, dass diese sich in einer Richtung vorzugsweise senkrecht zur Verbindungsrichtung überschneiden, um derart die Bewegung in der Verbindungsrichtung zu verhindern. Kraftschlüssig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Verbindung, die eine Relativbewegung der miteinander verbundenen Komponenten in zumindest einer Richtung verhindert, durch eine zwischen den Komponenten senkrecht zur Verbindungsrichtung wirkende Kraft, die beispielsweise zu erhöhten Kohäsions- oder Adhäsionskräften führt, bewirkt wird. Ein Kraftschluss liegt insbesondere so lange vor, wie eine durch die Haftreibung bewirkte Kraft zwischen den Komponenten nicht überschritten wird. Stoffschlüssig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Verbindung, die eine Relativbewegung der miteinander verbundenen Komponenten in zumindest einer Richtung verhindert, über atomare oder molekulare Kräfte vermittelt wird. Dabei kann zumindest teilweise eine Vermischung der Materialen der verbundenen Komponenten an einer Grenzfläche erfolgen. Diese muss nicht ausschließlich zwischen den Materialen der verbundenen Komponenten allein erfolgen. Vielmehr kann zusätzlich eine die Vermischung bewirkende oder unterstützende Materialkomponente, beispielsweise in Form eines Klebstoffes oder eines Materials eines Schweißdrahtes vorhanden sein, sodass an der Grenzfläche eine Mehrzahl von Materialen im mikroskopischen Maßstab miteinander vermischt sind. In some applications, rolling bearings are axially fixed in a housing or other object. For this, at least one bearing ring is often formed or equipped with a solid flange. That is, the bearing inner ring or the bearing outer ring has a flange or is connected to such, wherein often the respective bearing ring and the flange of a part, ie in one piece, for example, as a forged part, are made. In addition, other embodiments are known to attach a flange to a bearing ring. For example, a bearing carrier is often provided, ie a bearing housing with a flange, wherein the rolling bearing or the bearing ring of the rolling bearing with the bearing housing force, material and / or positively connected. Positive locking in this context means that a connection which prevents a relative movement of the interconnected components in at least one connecting direction is effected by the geometry of the components used for the connection being selected such that they are in a direction preferably perpendicular to the Overlap connecting direction, so as to prevent the movement in the connecting direction. Frictionally means in this context that a compound which prevents relative movement of the interconnected components in at least one direction, by a force acting between the components perpendicular to the connection direction force, for example, leads to increased cohesive or adhesive forces, is effected. An adhesion is especially so long as a force caused by the static friction between the Components is not exceeded. Cohesive means in this context that a compound that prevents relative movement of the interconnected components in at least one direction, is mediated by atomic or molecular forces. In this case, at least in part, a mixing of the materials of the connected components take place at an interface. This need not be solely between the materials of the connected components alone. Rather, in addition, a mixing effect causing or supporting material component, for example in the form of an adhesive or a material of a welding wire may be present, so that at the interface a plurality of materials are mixed together on a microscopic scale.
Eine der bekannten Möglichkeiten ist, den Lagerring bzw. das Wälzlager mit dem Lagergehäuse durch Umspritzen mit Kunststoff formschlüssig zu verbinden. Die bislang verwendeten Verfahren sind äußerst zeit- und kostenintensiv, da diese aufwändige Bearbeitungen der verwendeten Bauteile erforderlich machen, beispielsweise das Schmieden eines Lagerrings bei einstückigem Bauteil oder die spanende Bearbeitung eines Lagerträgers. One of the known possibilities is to positively connect the bearing ring or the rolling bearing with the bearing housing by molding with plastic. The methods used so far are extremely time-consuming and cost-intensive, since they require expensive machining of the components used, for example, the forging of a bearing ring with a one-piece component or the machining of a bearing carrier.
Es besteht somit das Bedürfnis, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dessen ein Lagerring bzw. ein Wälzlager mit einem Flansch zur axialen Befestigung des Wälzlagers kostengünstig und effizient hergestellt werden kann. There is thus a need to provide a method by means of which a bearing ring or a roller bearing can be produced inexpensively and efficiently with a flange for the axial attachment of the rolling bearing.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen dies, indem an einem Lagerring, beispielsweise an dem Lagerinnenring oder an dem Lageraußenring, eine sich an einem Umfang des Lagerrings angeordnete, sich entlang des Umfangs erstreckende Nut erzeugt wird, in die während des Herstellungsverfahrens durch eine Materialverdrängung eines vorgeformten Flansches ein der Verbindung mit dem Lagerring dienender Flanschabschnitt eingebracht wird. Insbesondere wird der Flansch derart vorgeformt, dass, je nachdem ob der Flansch mit dem Lagerinnenring oder dem Lageraußenring verbunden werden soll, der Flansch an einem radial inneren oder an einem radial äußeren Ende des Flansches einen Flanschabschnitt zum Verbinden mit dem Lagerring aufweist. Während der Herstellung des Wälzlagers bzw. der Wälzlageranordnung wird der bereitgestellte Flansch so bezüglich des Lagerrings ausgerichtet, dass dieser sich in der radialen Richtung angrenzend zu der Nut befindet, also innerhalb oder außerhalb der Nut liegt. Anschließend werden der Flansch und der Lagerring relativ zueinander fixiert, woraufhin der Flansch in dem Flanschabschnitt derart verformt wird, dass durch die Verformung ein Material des Flansches verdrängt wird und sich der Flanschabschnitt des Flansches zumin- dest teilweise in die Nut bewegt. Das heißt, während der Herstellung wird durch Ausüben einer Kraft das Material des Flansches derart verdrängt, dass dieses sich in die Nut bewegt, um dort durch einen Formschluss zu verhindern, dass sich der Flansch nach dem Verformen axial relativ zu dem Lagerring bewegen kann. Somit kann durch das Anfertigen einer einfachen Nut in dem Lagerring sowie durch geeignetes Kaltverformen eines Bleches für den Flansch mittels eines einzigen weiteren Schrittes der Kaltverformung eine Verbindung des Flansches mit dem Lagerring auf kostengünstige Art und Weise hergestellt werden, ohne dass aufwändige spanabhebende Verfahren oder Schmiedeverfahren erforderlich wären. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird der Verbindungsbereich, also derjenige Bereich, in den sich nach der Verformung der Erhebung bzw. nach der Verdrängung des Mate- rials der Flansch in die Nut erstreckt, mit einer Vergussmasse vergossen, die zum einen eine zusätzliche Stabilisierung der Verbindung bewirkt und zum anderen eine mögliche elastische Rückdeformation des Materials des Flansches verhindern kann, die möglicherweise dazu führen könnte, dass sich der Flanschabschnitt zumindest teilweise wieder aus der Nut bewegt. Embodiments of the present invention make it possible by producing on a bearing ring, for example on the bearing inner ring or on the bearing outer ring, a circumferentially extending groove disposed on a circumference of the bearing ring into which a material displacement of a preformed flange occurs during the manufacturing process one of the connection with the bearing ring serving flange portion is introduced. In particular, the flange is preformed so that, depending on whether the flange is to be connected to the bearing inner ring or the bearing outer ring, the flange has a flange portion at a radially inner or at a radially outer end of the flange for connection to the bearing ring. During the manufacture of the rolling bearing or the rolling bearing assembly of the provided flange is aligned with respect to the bearing ring, that it is located in the radial direction adjacent to the groove, that is located inside or outside the groove. Subsequently, the flange and the bearing ring are fixed relative to each other, whereupon the flange is deformed in the flange portion such that the deformation displaces a material of the flange and the flange portion of the flange moves at least partially into the groove. That is, during manufacture, by applying a force, the material of the flange is displaced such that it moves into the groove to prevent there, by a positive engagement, that the flange can move axially relative to the bearing ring after deforming. Thus, by making a simple groove in the bearing ring and by suitably cold forming a sheet for the flange by means of a single further step of cold working, a connection of the flange to the bearing ring can be made in a cost effective manner, without requiring elaborate machining or forging processes would. According to some embodiments, the connecting region, that is to say the region in which the flange extends into the groove after the deformation of the elevation or after the displacement of the material, is potted with a potting compound, which on the one hand causes an additional stabilization of the connection and on the other hand, it is possible to prevent possible elastic deformation of the material of the flange, which could possibly lead to the flange section at least partially moving out of the groove again.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist der Flansch ferner innerhalb des Flanschabschnitts eine sich in einer axialen Richtung aus der Ebene des Flansches heraus erstreckende Erhebung 20 auf, auf die die Kraft zur Verformung und Verdrängung des Materials ausgeübt wird. In some embodiments, the flange further includes within the flange portion an elevation 20 extending in an axial direction out of the plane of the flange to which the force to deform and displace the material is applied.
Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Verformung des Flanschabschnitts während des Spritzgussprozesses vorgenommen, d. h. während der Lagerring und der Flansch in einer Spritzgussform oder einem Werkzeug gehalten werden. Dabei kann ohne zusätzlichen Verfahrensschritt zunächst der Lagerring bezüglich dem Flansch mittels einer sich schließenden Spritzgussform fixiert werden. In dieser fixierten Position kann das Material des Flanschabschnitts wie beispielsweise die Erhebung im vorproduzierten Flansch mittels einer bezüglich einer Teilform der Spritzgussform beweglichen Stempelform bzw. einer oder mehrerer bezüglich der Spritzgussform beweglicher Stempel verformt werden. Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Vergussmasse in die Spritzgussform eingespritzt, während die Stempelform noch die Kraft ausübt, sodass beispielsweise möglichen elastischen Rückverformungen auch nach Abheben der Stempelform durch die eingespritzte und ausgehärtete Spritzgussmasse entgegen gewirkt wird. Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird also die Stempelform bzw. es werden die Stempel- und die Spritzgussform erst nach einem vollständigen Aushärten der Vergussmasse wieder geöffnet. According to some preferred embodiments, the deformation of the flange portion is made during the injection molding process, ie, while the bearing ring and the flange are held in an injection mold or tool. In this case, the bearing ring with respect to the flange by means of a closing injection mold can be fixed without additional process step first. In this fixed position, the material of the flange portion, such as the elevation in the pre-produced flange, can be deformed by means of a plunger mold movable relative to a partial mold of the injection mold or one or more plungers movable relative to the injection mold. According to some preferred embodiments, the potting compound in the Injected injection mold, while the die still exerts the force, so that, for example, possible elastic rebounding counteracted even after lifting the die shape by the injected and cured injection molding compound. According to some preferred exemplary embodiments, therefore, the stamp shape or the die and the injection mold are opened again only after complete curing of the potting compound.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird die Nut derart bereitgestellt, dass sie entlang des Umfangs vollständig umläuft, sodass eine exakte Justie- rung des Flansches bzw. der der Verbindung dienenden Flanschabschnitte bezüglich der Nut während der Produktion entfallen kann. According to some embodiments of the present invention, the groove is provided so that it completely rotates circumferentially, so that an exact adjustment of the flange or the connecting flange portions with respect to the groove during production can be omitted.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung bestehen der Lagerring und der Flansch jeweils aus einem metallischen Material. According to some embodiments of the invention, the bearing ring and the flange each consist of a metallic material.
Der Flanschabschnitt, der der formschlüssigen Verbindung in der axialen Richtung dient und der sich nach der Verformung des Materials des Flansches zumindest teilweise in die Nut erstreckt, kann dabei beliebige Form und Geometrie aufweisen. Beispielsweise können mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Zungen sich radial nach innen oder nach außen erstrecken, deren äußere Enden durch die Verformung in die Nut gepresst werden, oder es kann ein vollständig radial umlaufender Flanschabschnitt durch Verdrängung des Materials in die Nut gedrückt werden. Für die derartige Verbindung sind also beliebige Geometrien möglich. Mit anderen Worten wird gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein Lager bzw. ein Lagerring mit einer einfachen Nut hergestellt, sowie ein in Bezug auf die Dimensionierung dazu passender Flansch, der beispielsweise durch reine Stanz- und Umformtechnologien vorgefertigt werden kann. Die beiden Teile werden in ein Spritzgusswerkzeug gelegt. Beim Schließen des Werkzeugs werden der Lagerring und der Flansch relativ zueinander fixiert. Ein spezieller Flanschabschnitt des Blechteils des Flansches, beispielsweise eine Erhebung desselben, der an der einen Seite des Spritzgusswerkzeugs abgestützt ist, wird derart elastisch und/oder plastisch verformt, dass die vorgeformte Kontur bzw. ein Flanschabschnitt des Flansches zumindest partiell formschlüssig in die Nut am Lagerring eingreift. Unter dieser Vorspannung bzw. nach der inelastischen Verfor- mung wird dann in den entstandenen Freiraum ein Verfüllmaterial, beispielsweise ein Kunststoff, eingespritzt. Dabei wird der Hinterschnitt, also der Formschluss des Flanschabschnitts und der Nut gewissermaßen verewigt, sodass nach erfolgter Aushärtung des Spritzgussmaterials auch nach Auseinanderfahren des Spritzgusswerkzeugs bzw. des Werkstücks der Formschluss erhalten bleibt. The flange portion, which serves the positive connection in the axial direction and which extends after the deformation of the material of the flange at least partially into the groove, can have any shape and geometry. For example, a plurality of circumferentially distributed tongues may extend radially inwardly or outwardly, the outer ends of which are pressed into the groove by the deformation, or a fully radial circumferential flange portion may be urged into the groove by displacement of the material. For the connection so any geometries are possible. In other words, according to some embodiments of the present invention, a bearing or a bearing ring is produced with a simple groove, as well as a matching with respect to the dimensioning flange, which can be prefabricated for example by pure stamping and forming technologies. The two parts are placed in an injection mold. When closing the tool, the bearing ring and the flange are fixed relative to each other. A special flange portion of the sheet metal part of the flange, for example, a survey thereof, which is supported on one side of the injection mold, is elastically and / or plastically deformed such that the preformed contour or a flange portion of the flange at least partially positively into the groove on the bearing ring intervenes. Under this pretension or after the inelastic deformation Then, a filling material, for example a plastic, is injected into the free space created. In this case, the undercut, so the positive connection of the flange and the groove is immortalized as it were, so that after completion of the curing of the injection molding material is maintained even after moving apart of the injection molding tool or the workpiece, the positive locking.
Es versteht sich von selbst, dass neben Kunststoffen auch andere Verfüllmaterialien oder Spritzgussmaterialien verwendet werden können, um die Verbindung zu stabilisieren. Dazu werden vorzugsweise Spritzgießprozesse eingesetzt, es sind aber auch alle anderen be- kannten Formprozesse vorstellbar wie beispielsweise Pressprozesse. It goes without saying that in addition to plastics, other filling materials or injection molding materials can be used to stabilize the compound. For this purpose, preferably injection molding processes are used, but all other known molding processes are conceivable, such as pressing processes.
Insbesondere erstreckt sich ein Teil des Verfüllmaterials gemäß einigen Ausführungsbeispielen zumindest teilweise auch in die Nut, sodass mögliche Hinterschneidungen in der Nut bzw. zwischen Nut und Flansch hinterfüllt werden, was zu einer besseren axialen Fi- xierung der Verbindung bzw. des Formschlusses zwischen Lagerring und Flansch beiträgt. In particular, some of the backfill material according to some embodiments extends at least partially into the groove, so that possible undercuts are backfilled in the groove or between the groove and flange, resulting in a better axial fixation of the connection or the positive connection between bearing ring and flange contributes.
Durch dieses Verfahren wird es möglich, standardisierte Wälzlager bzw. Lagerringe auf kostengünstige Art und Weise mittels beliebiger Geometrien von Flanschen zu versehen, was beispielsweise im Sinne eines Baukastensystems dazu genutzt werden kann, beliebigs- te Anwendungen auf einfache Art und Weise zu ermöglichen. Dabei wird beispielsweise ein sonst erforderliches Einstichschleifen vermieden. By this method, it is possible to provide standardized bearings or bearing rings in a cost-effective manner by means of any geometries of flanges, which can be used, for example in the sense of a modular system to arbitrary te applications in a simple manner. In this case, for example, an otherwise required Einichschleifen is avoided.
Darüber hinaus brauchen die Nuten im Ring nicht eng toleriert zu sein, d. h. sowohl die Materialdicke des Flansches als auch die Dicke der Nut brauchen nicht den normalen An- forderungen an eine Passung zu genügen, da durch den Umspritzprozess bzw. die Vergussmasse ein Toleranzausgleich erzielt werden kann. Für das Verfahren kann ein einfacher Flansch aus Blech, der durch herkömmliche Umform-, Stanz- oder Biegeoperationen hergestellt werden kann, verwendet werden. Wird, wie gemäß einigen Ausführungsbeispielen, das Spritzwerkzeug bzw. die Spritzgussform verwendet, um den Formschluss zwischen Flansch und Lagerring zu erzeugen, werden keine zusätzlichen Montageschritte erforderlich. Die axialen Kräfte zwischen Flansch und Lager bzw. Wälzlager können ohne Alte- rungseinflüsse aufgenommen werden, was beispielsweise verglichen zu Herstellungsverfahren, in denen die Verbindung durch Umspritzen des Lagerrings in einem Lagerträger erfolgt, die Langlebigkeit erheblich verbessern kann. Durch das Herstellungsverfahren können die axialen Kräfte in beide Richtungen aufgenommen werden, da der Hinterschnitt der beiden metallischen Materialien in beiden axialen Richtungen wirkt. Darüber hinaus ist die Anlagefläche am Flansch für die Schraubenbefestigungen des Flansches aus Metall, was im Gegensatz zu vergleichbaren Geometrien mit Kunststofflagerträgern, die durch rei- nes Spritzgießen erzeugt werden, zu einer besseren Bestimmung der Geometrie der Lageranordnung führt, da nach dem Herstellen des Wälzlagers bzw. der Wälzlageranordnung kein Setzen des Kunststoffs mehr erfolgt, auch wenn dieser mit der Kraft einer Schraube beaufschlagt wird. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen: eine Schnittansicht durch ein Rillenkugellager sowie durch einen mit dem Rillenkugellager zu verbindenden Flansch während der Herstellung; In addition, the grooves in the ring need not be tightly tolerated, ie both the material thickness of the flange and the thickness of the groove need not meet the normal requirements for a fit, since a tolerance compensation can be achieved by the overmolding process or the potting compound can. For the process, a simple sheet metal flange, which can be made by conventional forming, stamping or bending operations, can be used. If, as in some embodiments, the injection mold or the injection mold used to produce the positive connection between flange and bearing ring, no additional assembly steps are required. The axial forces between the flange and bearing or roller bearings can be absorbed without aging influences, which, for example, compared to manufacturing processes in which the connection is made by encapsulation of the bearing ring in a bearing carrier, which can significantly improve longevity. Through the manufacturing process The axial forces can be absorbed in both directions, since the undercut of the two metallic materials acts in both axial directions. In addition, the contact surface on the flange for the screw mounts of the flange of metal, which leads to a better determination of the geometry of the bearing assembly, in contrast to comparable geometries with plastic bearing supports, which are produced by pure injection molding, since the manufacture of the rolling bearing or The rolling bearing assembly no more setting of the plastic takes place, even if it is acted upon by the force of a screw. Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures. 1 shows a sectional view through a deep groove ball bearing and through a flange to be connected to the deep groove ball bearing during production;
Fig. 2 die Schnittansicht der Fig. 1 während des Verfahrens, bei dem eine Materialverdrängung in die Nut stattgefunden hat; Figure 2 is the sectional view of Figure 1 during the process in which a material displacement has taken place in the groove.
Fig. 3 eine Wälzlageranordnung mit Flansch, hergestellt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 3 shows a rolling bearing arrangement with flange, produced by an embodiment of a method according to the invention;
Fig. 4 die zur Herstellung einer Wälzlageranordnung gemäß einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erforderlichen vorgefertigten Komponenten; Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Flansches zur Verwendung in dem Herstellungsverfahren; 4 shows the prefabricated components required for producing a roller bearing assembly according to some embodiments of the present invention; Fig. 5 shows an embodiment of a flange for use in the manufacturing process;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flansches; Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Wälzlagers in schematischer Blockansicht; und 6 shows a further embodiment of a flange; 7 shows an embodiment of a method for producing a roller bearing in a schematic block view; and
Fig. 8a, b eine Schnittansicht durch ein Rillenkugellager sowie durch einen mit dem Rillenkugellager zu verbindenden Flansch während der Herstellung. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Kugellager 2 sowie durch einen zu dem Kugellager 2 korrespondierenden Flansch 4, der durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens mit dem Kugellager 2 bzw. mit dessen Lageraußenring 6 ver- bunden wird. Dabei versteht es sich von selbst, dass wenngleich bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel der Flansch 4 mit dem Lageraußenring 6 verbunden wird, ein ähnlicher Flansch auch mit dem Lagerinnenring verbunden werden kann. Fig. 8a, b is a sectional view through a deep groove ball bearing and by a to be connected to the deep groove ball bearing flange during manufacture. 1 shows a section through a ball bearing 2 and through a flange 4 corresponding to the ball bearing 2, which is connected to the ball bearing 2 or its bearing outer ring 6 by an embodiment of a production method according to the invention. It goes without saying that although in the example shown in Fig. 1, the flange 4 is connected to the bearing outer ring 6, a similar flange can also be connected to the bearing inner ring.
Anhand der Fig. 1 und 2 wird nachfolgend ein Herstellungsverfahren illustriert, bei dem die Verbindung zwischen dem Flansch 4 und dem Lageraußenring 6 innerhalb einer Spritzgussform hergestellt wird, die aus einer ersten Spritzgussteilform 8 a und einer zweiten Spritzgussteilform 8b besteht. Die Spritzgussteilform 8b weist zusätzlich eine relativ zu dieser bewegliche Stempelform 10 auf, mittels derer während des Herstellungsverfahrens ein Flanschabschnitt 12, der einer Nut 14 in dem Lageraußenring 6 in einer radialen Rich- tung 16 gegenüberliegt, in die Nut 14 gepresst wird. Zu diesem Zweck weist der Flansch 4 in seiner in Fig. 1 dargestellten vorkonfigurierten Form einen Innendurchmesser auf, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Lageraußenrings 6, sodass Flansch 4 und Lageraußenring 6 derart positioniert werden können, dass sich die Nut 14 und der Flanschabschnitt 12 radial einander gegenüber liegen. Um eine Verdrängung des Materials des Flansches bzw. des Flanschabschnitts 12 in dem Bereich der Nut 14 zu ermöglichen, weist der Flansch ferner an einer an den Flanschabschnitt 12 radial angrenzenden Position eine oder mehrere sich in einer axialen Richtung 18 von der ansonsten überwiegend ebenen Geometrie des Flansches 4 erstreckenden Erhebungen 20 bzw. Ausformungen auf. Vor einer weiteren Beschreibung des Herstellungsverfahrens sei angemerkt, dass selbstverständlich beliebige andere Typen von Wälzlagern gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit einem Flansch versehen werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass auch Lagerringe eines nicht vormontierten Lagers durch Anwendung von weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens mit Flanschen ausgestattet werden können, sodass das Lager selbst erst in darauf folgenden Prozessschritten fertig vormontiert werden kann. 1 and 2, a manufacturing method is illustrated below, in which the connection between the flange 4 and the bearing outer ring 6 is produced within an injection mold, which consists of a first injection molded part 8 a and a second injection molded part 8 b. The injection molded part 8b additionally has a relative to this movable punch 10, by means of which, during the manufacturing process, a flange 12 which is opposite to a groove 14 in the bearing outer ring 6 in a radial direction 16, pressed into the groove 14. For this purpose, the flange 4 in its preconfigured form shown in Fig. 1 on an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the bearing outer ring 6, so that flange 4 and bearing outer ring 6 can be positioned so that the groove 14 and the flange portion 12 are radially opposite each other. In order to enable a displacement of the material of the flange or the flange portion 12 in the region of the groove 14, the flange further comprises at a radially adjacent to the flange 12 position one or more in an axial direction 18 of the otherwise predominantly flat geometry of Flange 4 extending elevations 20 and formations on. Before further describing the manufacturing process, it should be understood that of course any other types of roller bearings may be flanged in accordance with further embodiments of the present invention. In addition, it is understood that bearing rings of a non-pre-assembled bearing can be equipped with flanges by application of further embodiments of the method, so that the bearing itself can be pre-assembled only in subsequent process steps.
Fig. 2 zeigt, wie ein Hinterschnitt des Materials des Flanschabschnitts 12 mit dem Material des Lageraußenrings 6 hergestellt werden kann, wie also Material des Flanschabschnitts 12 in die Nut 14 verdrängt werden kann. Zu diesem Zweck wird zunächst der Flansch 4 bezüglich des Lageraußenrings 6 fixiert bzw. festgelegt. Vorliegend erfolgt dies durch Zusammenfahren der beiden Spritzgussteilformen 8a und 8b, die den Flansch 4 axial klemmen. Daraufhin wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Erhebung 20 innerhalb des Flanschabschnittes 12 des Flansches derart verformt, dass durch die Verformung der Erhebung 20 ein Material des Flansches verdrängt wird und sich der Flanschabschnitt 12 zumindest teilweise in die Nut 14 bewegt. Das heißt, durch die elastische und/oder inelastische Deformation des Materials des Flansches 4 und durch das Ausüben einer Kraft auf die Erhebung 20 wird der Flansch 4 so verformt, dass sich ein Flanschabschnitt 12 in die Nut 14 bewegt, um den Flansch 4 bezüglich des Lageraußenrings 6 in beiden axialen Richtungen festzulegen. Fig. 2 shows how an undercut of the material of the flange portion 12 can be made with the material of the bearing outer ring 6, so as material of the flange portion 12th can be displaced into the groove 14. For this purpose, the flange 4 is first fixed or fixed with respect to the bearing outer ring 6. In the present case, this is done by moving together the two injection molded part forms 8a and 8b, which clamp the flange 4 axially. Then, in the present embodiment, a survey 20 is deformed within the flange 12 of the flange such that a deformation of the survey 20, a material of the flange is displaced and the flange 12 moves at least partially into the groove 14. That is, by the elastic and / or inelastic deformation of the material of the flange 4 and by exerting a force on the projection 20 of the flange 4 is deformed so that a flange 12 moves into the groove 14 to the flange 4 with respect to To fix bearing outer ring 6 in both axial directions.
Wenngleich bei einer inelastischen Verformung des Flansches 4 eine Verbindung auch ohne Vergussmasse hergestellt werden kann, wird bei dem vorliegend anhand der Fig. 1 bis 3 illustrierten Herstellungsverfahren zusätzlich in der in Fig. 2 dargestellten Konfiguration ein Verfüllmaterial in den Hohlraum zwischen Flansch 4 und den beiden Spritzgussteilformen 8 a und 8b eingebracht, sodass sich nach dem Aushärten des Verfüllmaterials 22 die in Fig. 3 dargestellte Konfiguration bzw. Wälzlageranordnung ergibt, bei der in dem Verbindungsbereich, in dem sich der Flanschabschnitt 12 in die Nut 14 erstreckt, ein ausgehär- tetes Verfüllmaterial 22 angeordnet ist, das beispielsweise eine elastische Rückdeformation der Erhebung 20 verhindern kann und so die Verbindung zwischen Flansch 4 und Lagerring 6 stabilisiert. Darüber hinaus kann durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Flansch 4 und Lageraußenring 6 das Verfüllmaterial 22 die Verbindung weiter stabilisieren. Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das Verfüllmaterial 22 auch in eine Hin- terschneidung der Nut 14 eingebracht, sodass diese, wie in Fig. 3 illustriert, den Flansch 4 in der Nut 14 teilweise umgibt, was zu einer Zentrierung des Flansches 4 und zu einer besseren Stabilität der Verbindung führen kann. Although in an inelastic deformation of the flange 4, a connection can also be made without potting compound, in the presently illustrated with reference to FIGS. 1 to 3 manufacturing method in the configuration shown in Fig. 2, a backfill material in the cavity between the flange 4 and the two Injection molded part forms 8 a and 8 b introduced so that after curing of the backfill material 22, the configuration shown in Fig. 3 or rolling bearing assembly results in which in the connecting region in which the flange 12 extends into the groove 14, a hardened filling material 22 is arranged, which can prevent, for example, a resilient rear deformation of the survey 20 and so stabilizes the connection between the flange 4 and bearing ring 6. In addition, by a cohesive connection between the flange 4 and bearing outer ring 6, the backfill material 22 further stabilize the connection. According to preferred embodiments, the backfill material 22 is also introduced into an undercut of the groove 14, so that it, as illustrated in Fig. 3, the flange 4 in the groove 14 partially surrounds, resulting in a centering of the flange 4 and a better stability the connection can lead.
Bezüglich der Verformung der Erhebung 20, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, ist noch anzu- merken, dass diese entweder, wie vorstehend beschrieben, dadurch erfolgen kann, dass zunächst die beiden Spritzgussteilformen 8a und 8b aufeinander gepresst werden, woraufhin die Stempelform 10 relativ zur zweiten Spritzgussteilform 8b bewegt wird, oder dadurch, dass die Spritzgussteilformen 8b und die Stempelform 10 gemeinsam bewegt werden. Fig. 4 zeigt die oben beschriebenen Komponenten bzw. Bauteile zur Verbesserung der Klarheit erneut in einer Darstellung ohne die Spritzgussformen, sodass die einzelnen Komponenten noch deutlicher sichtbar werden. Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei unterschiedliche Beispiele für Flansche 4, die gemäß Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Verfahren mit Wälzlagern verbunden werden können. Dabei ist, wie auch den Figuren unmittelbar zu entnehmen ist, die grundlegende Geometrie des Flansches völlig frei bestimmbar und an die einzelnen Gegebenheiten anpassbar. So zeigt beispielsweise Fig. 5 einen Flansch, bei dem die Flanschabschnitte 12 und die dazu- gehörigen Erhebungen 20 nicht vollständig um die zentrale Bohrung umlaufen. Vielmehr sind vier äquidistant voneinander beabstandete Flanschabschnitte 12 und Erhebungen 20 vorgesehen, die sich in Form von Zungen radial nach innen erstrecken. Nach Verbinden des Flansches 4 mit dem Lageraußenring kann der Flansch über Befestigungsbohrungen 26a bis 26d axial mit einem Gehäuseteil verbunden werden, sodass das Lager bezüglich des Gehäuseteils fixiert ist. Die Konfiguration der Befestigungsbohrung ist dabei an die jeweiligen geometrischen Gegebenheiten und die erforderliche Festigkeit beliebig anpassbar. So zeigt beispielsweise Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit acht anstatt vier Befestigungsbohrungen. Lediglich zur Verbesserung der Klarheit ist in Fig. 5 erneut gestrichelt der Durchmesser 28 des Lageraußenrings 6 dargestellt, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser 30 des Flansches bzw. der Flanschabschnitte, die sich nach erfolgreichem Herstellungsverfahren in die Nut erstrecken. With regard to the deformation of the elevation 20, as shown in FIG. 2, it should also be noted that this can either take place, as described above, by first pressing the two injection-molded part forms 8a and 8b against one another, whereupon the stamp mold 10 is moved relative to the second injection mold part 8b, or in that the injection molded part molds 8b and the die mold 10 are moved together. 4 again shows the above-described components or components for the improvement of clarity in a representation without the injection molds, so that the individual components become even more clearly visible. 5 and 6 show two different examples of flanges 4, which can be connected according to embodiments of the invention method with bearings. It is, as can be seen directly from the figures, the basic geometry of the flange completely freely determinable and adaptable to the individual circumstances. For example, FIG. 5 shows a flange in which the flange sections 12 and the associated elevations 20 do not completely revolve around the central bore. Rather, four equidistantly spaced flange portions 12 and elevations 20 are provided, which extend in the form of tongues radially inwardly. After connecting the flange 4 with the bearing outer ring, the flange can be axially connected to a housing part via fastening bores 26a to 26d, so that the bearing is fixed relative to the housing part. The configuration of the mounting hole is arbitrarily adaptable to the respective geometric conditions and the required strength. For example, Fig. 6 shows an embodiment with eight instead of four mounting holes. In order to improve clarity, the diameter 28 of the bearing outer ring 6, which is slightly smaller than the inner diameter 30 of the flange or the flange sections which extend into the groove after a successful manufacturing process, is again shown by dashed lines in FIG.
Fig. 6 zeigt eine alternative Form für einen Flansch 4 zur Verbindung mit einem Lageraußenring, bei der der Flanschabschnitt radial vollständig und ohne Unterbrechung umläuft, bei der also entlang des gesamten Umfangs einer vollständig umlaufenden Nut 14 Material in die Nut verdrängt wird, was zu einer besonders stabilen Verbindung führen kann. Dabei ist zu bemerken, dass, wenngleich anhand der vorliegenden Ausführungsbeispiele eine Nut in einem Lageraußenring diskutiert wird, die vollständig und ohne Unterbrechung umläuft, sodass auch bei Verwendung eines in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels eines Flan- sches 4 keine relative Justage des Flansches relativ zum Lageraußenring 6 in der Umfangs- richtung erfolgen muss, gemäß alternativen Ausführungsbeispielen die Nut unterbrochen sein kann, sodass entlang des Umfangs beispielsweise mehrere äquidistante Nutabschnitte angeordnet sein können, um beispielsweise einen Flansch der Fig. 5 zu unterstützen. Zusammengefasst kann das Herstellungsverfahren bzw. die damit erzeugte Lageranordnung dadurch charakterisiert werden, dass ein Lageraußenring 6 mit Nut 14 sowie ein Flansch 4 mit Befestigungselementen bzw. Flanschabschnitten 12 bereitgestellt werden, wobei - im Falle des Erzeugens eines Flansches am Lageraußenring - der Innendurchmes- ser der Bohrung des Flansches bevorzugt größer ist als der Außendurchmesser des Lagers. Der Flansch 4 wird über den Außenring 6 geschoben und in einer Lage, in der die Nut 14 und die Erhebung 20 einander radial gegenüber stehen, fixiert bzw. justiert. Fig. 6 shows an alternative form for a flange 4 for connection to a bearing outer ring in which the flange portion rotates radially completely and without interruption, ie in the entire circumference of a fully circumferential groove 14 material is displaced into the groove, resulting in a particularly stable connection can lead. It should be noted that, although based on the present embodiments, a groove is discussed in a bearing outer ring which rotates completely and without interruption, so that even when using an embodiment of a flange 4 shown in Fig. 5 no relative adjustment of the flange relative to Bearing outer ring 6 must be made in the circumferential direction, according to alternative embodiments, the groove may be interrupted, so that along the circumference, for example, a plurality of equidistant groove portions may be arranged to support, for example, a flange of FIG. 5. In summary, the manufacturing method or the bearing arrangement produced therewith can be characterized in that a bearing outer ring 6 with groove 14 and a flange 4 with fastening elements or flange sections 12 are provided, wherein - in the case of creating a flange on the bearing outer ring - the inner diameter of Bore of the flange is preferably larger than the outer diameter of the bearing. The flange 4 is pushed over the outer ring 6 and fixed or adjusted in a position in which the groove 14 and the projection 20 are radially opposite each other.
Die erste Spritzgusswerkzeughälfte 8a nimmt den Lageraußenring 6 auf und bildet darüber hinaus eine Anlagefläche für den Flansch 4. Die zweite Spritzgusswerkzeughälfte 8b beinhaltet ein Prägeelement 10, das axial verschiebbar im Werkzeug ist. Die zweite Spritzgusswerkzeughälfte 8b fährt unter anderem über die andere Seite des Lageraußenrings und klemmt den Flansch 4. Nachdem die Werkzeughälften 8a und 8b auf Block gefahren sind und somit den Flansch 4 axial klemmen, ist dieser auch radial fixiert. Bei dem Klemmen entsteht eine Kavität für die Kunststoffeinspritzung. Das Prägewerkzeug bzw. die Stempelform 10 fährt heraus und drückt auf das Material innerhalb des Flanschabschnitts. Das Material wird verdrängt und bewegt sich in die Nut 14 des Außenrings 6, sodass sich ein Hinterschnitt bildet, der den Flansch 4 axial bezüglich des Lageraußenrings 6 fixiert. Danach erfolgt eine Kunststoffeinspritzung in die Kavität, wobei das Prägewerkzeug 10 die Axial- kraft auf die Erhebung 20 weiter aufrecht erhält. Nach vollständigem Abkühlen bzw. Aushärten des Verfüllmaterials werden die Werkzeughälften 8a und 8b geöffnet, die Verbindung des Flansches 4 mit dem Lager ist fertig gestellt. Dabei kann das Design bzw. die Geometrie des Flansches 4 mit den Befestigungselementen beliebig gewählt werden, abhängig von der gewünschten Anwendung. Insbesondere sind die Form und die Anzahl der Erhebungen 20 bzw. die Form des Flanschabschnitts 12 variabel. Es können beispielsweise Lappen, Prägungen, Noppen oder andere Elemente vorgesehen sein. Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen bildet der Flansch im Bereich der Umspritzung möglichst Hinter- schneidungen, die vom Kunststoff hinterfüllt werden können, was zu einer besseren axialen Fixierung der Verbindung zwischen Kunststoff und Blech führen kann. Das genaue De- sign bzw. genaue Geometrie der Umspritzung in Bezug auf die Form des Lagers, der Nut und des Flansches kann beliebig, gemäß den speziellen Erfordernissen gewählt werden. The first injection molding tool half 8a receives the bearing outer ring 6 and further forms a bearing surface for the flange 4. The second injection molding tool half 8b includes an embossing element 10 which is axially displaceable in the tool. The second injection molding tool half 8b moves, inter alia, over the other side of the bearing outer ring and clamps the flange 4. After the tool halves 8a and 8b are driven to block and thus axially clamp the flange 4, this is also fixed radially. The clamping creates a cavity for plastic injection. The embossing tool or die 10 moves out and presses on the material within the flange portion. The material is displaced and moves into the groove 14 of the outer ring 6, so that an undercut is formed, which fixes the flange 4 axially with respect to the bearing outer ring 6. Thereafter, a plastic injection takes place in the cavity, wherein the embossing tool 10, the axial force on the survey 20 continues to receive. After complete cooling or hardening of the filling material, the tool halves 8a and 8b are opened, the connection of the flange 4 with the bearing is completed. In this case, the design or the geometry of the flange 4 can be arbitrarily selected with the fasteners, depending on the desired application. In particular, the shape and the number of elevations 20 and the shape of the flange portion 12 are variable. For example, lobes, embossments, knobs or other elements may be provided. According to preferred exemplary embodiments, the flange in the region of the encapsulation forms as far as possible undercuts which can be backfilled by the plastic, which can lead to a better axial fixation of the connection between the plastic and the metal sheet. The exact design or exact geometry of the encapsulation with respect to the shape of the bearing, the groove and the flange can be chosen arbitrarily, according to the specific requirements.
Fig. 7 zeigt erneut in schematischer Form eines Flussdiagramms ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Bereitstellungsschritt 32 wird ein La- gerring des Wälzlagers mit zumindest einer an einem Umfang des Lagerrings angeordneten, sich entlang des Umfangs erstreckenden Nut bereitgestellt. In einem zweiten Bereitstellungsschritt 34 wird ein Flansch mit zumindest einem Flanschabschnitt zum Verbinden mit dem Lagerring an einem radial inneren oder äußeren Ende des Flansches bereitgestellt. FIG. 7 again shows, in a schematic form of a flowchart, an exemplary embodiment of the method according to the invention. In a first provisioning step 32, a load gerring of the rolling bearing with at least one arranged on a circumference of the bearing ring, provided along the circumference extending groove. In a second providing step 34, a flange is provided with at least one flange portion for connection to the bearing ring at a radially inner or outer end of the flange.
In einem Justageschritt 36 wird der Flanschabschnitt mit dem Flansch in einer radialen Richtung angrenzend an die Nut angeordnet und der Flansch wird relativ zum Lagerring fixiert. In einem abschließenden Verformungsschritt 38 wird das Material des Flansches innerhalb des Flanschabschnitts derart verformt, dass durch die Verformung der Erhebung ein Material des Flansches verdrängt wird und sich der Flanschabschnitt zumindest teilweise in die Nut bewegt. In an adjustment step 36, the flange portion is disposed with the flange in a radial direction adjacent to the groove, and the flange is fixed relative to the bearing ring. In a final deformation step 38, the material of the flange is deformed within the flange portion such that the deformation of the survey a material of the flange is displaced and the flange at least partially moves into the groove.
Die im Vorhergehenden schon erwähnten optionalen Schritte des Vergießens der Umgebung des Verbindungsbereiches und mögliche weitere Schritte werden hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht erneut beschrieben. The above-mentioned optional steps of potting the environment of the connection area and possible further steps will not be described again here for reasons of clarity.
Die Fig. 8a und 8b zeigen lediglich der Vollständigkeit halber eine Schnittansicht durch ein Rillenkugellager sowie durch einen mit dem Rillenkugellager zu verbindenden Flansch während der Herstellung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens. FIGS. 8a and 8b show, for the sake of completeness, a sectional view through a deep groove ball bearing and through a flange to be connected to the deep groove ball bearing during production according to a further exemplary embodiment of the method.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Flansch 4 in seinem Flanschabschnitt 12 keine Erhebung auf, sodass ein ebener, möglicherweise durch einene einfachen Stanzpro- zess vorgefertigter Flansch verwendet werden kann, der besonders kostengünstig vorzu- produzieren ist. Da die sonstigen Schritte zur Herstellung einer Wälzlageranordnung denjenigen entsprechen, die bereits anhand des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 bis 6 disku- tiert wurden, wird auf eine erneute detaillierte Diskussion derselben hier verzichtet. According to this embodiment, the flange 4 in its flange portion 12 has no elevation, so that a flat, possibly by a simple punching process prefabricated flange can be used, which is particularly inexpensive to vorzu- produce. Since the other steps for the production of a rolling bearing arrangement correspond to those which have already been discussed with reference to the embodiment of FIGS. 1 to 6, a further detailed discussion thereof is omitted here.
Wenngleich sich, wie in Fig. 8b dargestellt, die spezielle Form der Hinterschneidung des Materials des Flansches 4 in der Nut 14 von derjenigen des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 4 unterscheiden mag, ermöglicht es das in den Fig. 8a und 8b dargestellte Ausfüh- rungsbeispiel auf genauso einfache Art und Weise eine Wälzlageranordnung mit denselben positiven Eigenschaften bereit zu stellen. Although, as shown in FIG. 8b, the specific shape of the undercut of the material of the flange 4 in the groove 14 may differ from that of the embodiment of FIGS. 1 to 4, the embodiment shown in FIGS. 8a and 8b permits In the same simple way, a rolling bearing arrangement with the same positive properties can be provided.
Zusammengefasst kann durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Lager mit einem Flansch auf äußerst effiziente und kostengünstige Art und Weise bereitge- stellt werden. Dadurch kann unter anderem eine äußerst große Flexibilität im Sinne eines Baukastensystems zur Verfügung gestellt werden, um viele mögliche Anwendungsszenarien zu bedienen, ohne aufwändig neue Werkzeuge produzieren zu müssen. In summary, embodiments of the present invention provide a bearing with a flange in a highly efficient and cost effective manner. be presented. As a result, among other things, an extremely great flexibility in terms of a modular system can be made available to serve many possible application scenarios, without having to laboriously produce new tools.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Kugellager 2 ball bearings
4 Flansch  4 flange
6 Lageraußenring  6 bearing outer ring
8a, b Spritzgussteilform  8a, b injection molded part
10 Stempelform  10 stamp form
12 Flanschabschnitt  12 flange section
14 Nut  14 groove
16 radiale Richtung  16 radial direction
18 axiale Richtung  18 axial direction
20 Erhebung  20 survey
22 Verfüllmaterial  22 backfill material
24 Verbindungsbereich  24 connection area
26a - d Befestigungsbohrung 26a - d mounting hole
28 Durchmesser Lageraußenring28 diameter bearing outer ring
30 Durchmesser Flansch 30 diameter flange

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Wälzlager mit integriertem Halteflansch und Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagers P atentansprü che rolling bearing with integrated retaining flange and method for producing a rolling bearing
1. Eine Wälzlageranordnung, umfassend: einen Lagerring (6) mit zumindest einer an einem Umfang des Lagerrings angeordneten, sich entlang des Umfangs erstreckenden Nut (14); einen an den Lagerring (6) in einer radialen Richtung (16) angrenzenden Flansch (4) mit zumindest einem sich in einem Verbindungsbereich in der radialen Richtung (16) zumindest teilweise in die Nut (14) erstreckenden Flanschabschnitt (12); und ein ausgehärtetes Vergussmaterial (22) in dem Verbindungsbereich. A rolling bearing assembly comprising: a bearing ring (6) having at least one circumferentially extending groove (14) disposed on a circumference of the bearing ring; a flange (4) adjacent the bearing ring (6) in a radial direction (16) and having at least one flange portion (12) extending at least partially into the groove (14) in a connection region in the radial direction (16); and a cured potting material (22) in the connection area.
2. Die Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, wobei das ausgehärtete Vergussmaterial (22) zumindest mit dem an die Nut (14) angrenzenden Flanschabschnitt (12) und dem an die Nut angrenzenden Bereich des Flansches (4) form- oder stoffschlüssig verbun- den ist. 2. The rolling bearing assembly according to claim 1, wherein the hardened potting material (22) at least with the groove (14) adjacent the flange portion (12) and the groove adjacent to the region of the flange (4) is positively or materially connected.
3. Die Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, wobei die Nut (14) entlang des Umfangs vollständig umläuft. 3. The rolling bearing assembly according to claim 1, wherein the groove (14) completely circumferentially around the circumference.
4. Die Wälzlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich das ausgehärtete Vergussmaterial (22) zumindest teilweise in die Nut (14) erstreckt. 4. The rolling bearing assembly according to one of the preceding claims, wherein the cured potting material (22) extends at least partially into the groove (14).
5. Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagers mit einem Flansch, umfassend: bereitstellen eines Lagerrings (6) des Wälzlagers mit zumindest einer an einem Umfang des Lagerrings (6) angeordneten, sich entlang des Umfangs erstreckenden Nut (14); bereitstellen eines Flansches (4) mit zumindest einem Flanschabschnitt (12) zum Verbinden mit dem Lagerring (6) an einem radial inneren oder äußeren Ende des Flansches5. A method of manufacturing a rolling bearing having a flange, comprising: providing a bearing ring (6) of the rolling bearing having at least one circumferentially extending groove (14) disposed on a circumference of the bearing ring (6); providing a flange (4) having at least one flange portion (12) for connection to the bearing ring (6) at a radially inner or outer end of the flange
(4); anordnen des Flanschabschnitts (12) in einer radialen Richtung (16) angrenzend an die Nut (14) und fixieren des Flansches (4) relativ zu dem Lagerring (6); (4); arranging the flange portion (12) in a radial direction (16) adjacent to the groove (14) and fixing the flange (4) relative to the bearing ring (6);
Verformen des Materials des Flansches (4) in dem Flanschabschnitt (12) derart, dass durch die Verformung ein Material des Flansches (4) verdrängt wird und sich der Flanschabschnitt (12) zumindest teilweise in die Nut (14) bewegt; und Deforming the material of the flange (4) in the flange portion (12) so that deformation of a material of the flange (4) is displaced and the flange portion (12) moves at least partially into the groove (14); and
Einformen einer Umgebung des Verbindungsbereichs, in dem sich der Flanschabschnitt (12) in die Nut (14) erstreckt, mit einem aushärtenden Vergussmaterial (22), während der Flansch von einer Stempelform (10) verformt wird. Molding an environment of the joint portion in which the flange portion (12) extends into the groove (14) with a hardening potting material (22) while deforming the flange of a punch mold (10).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Flansch (4) in dem Flanschabschnitt (12) eine sich in einer axialen Richtung (18) von dem Flansch (4) weg erstreckende Erhebung (20) aufweist, die während des Verformens verformt wird. A method according to claim 5, wherein the flange (4) in the flange portion (12) has a boss (20) extending away from the flange (4) in an axial direction (18) which is deformed during deformation.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem der Flansch (4) bezüglich dem Lagerring (6) mittels einer sich schließenden Werkzeugform (8a, b) fixiert wird. 7. The method according to any one of claims 5 or 6, wherein the flange (4) with respect to the bearing ring (6) by means of a closing tool mold (8a, b) is fixed.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Flansch (4) von einer bezüglich einer Grundform (8b) der Werkzeugform beweglichen Stempelform (10) verformt wird. 8. The method of claim 7, wherein the flange (4) of a relative to a basic shape (8b) of the mold movable die (10) is deformed.
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