WO2015007279A1 - AUßENRING UND ROLLENLAGER MIT EINEM DERARTIGEN AUßENRING - Google Patents

AUßENRING UND ROLLENLAGER MIT EINEM DERARTIGEN AUßENRING Download PDF

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WO
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outer ring
raceway
cladding tube
wound
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PCT/DE2014/200252
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Heinz Schäfers
Stefan Ruppert
Ekrem Akyol
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
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    • Y10T29/49679—Anti-friction bearing or component thereof
    • Y10T29/49682—Assembling of race and rolling anti-friction members

Definitions

  • the invention relates to an outer ring for a roller bearing, with a raceway made of a bearing steel.
  • roller bearings in particular so-called solid roller bearings, consist of through-hardened or case-hardened outer rings which are produced from pipe sections, rod sections or forged blanks by machining in order to produce the raceway, ribs and recesses.
  • Such roller bearings with thick-walled outer rings are z.
  • due to the high number of pieces takes place in each case one with regard to the load and the production cost optimized design of the outer ring.
  • bearings are used whose rolling elements are produced by rolling a tape on a spindle.
  • the rolled rolling elements compensate the thermal expansion at high temperatures.
  • Such a bearing is known from DE 38 09 906 A1.
  • a bearing is proposed which has a plurality of rows of rolling elements, of which a series consists of spring rollers.
  • the spring rollers are made of steel strips, which are helically wound on bolts.
  • the prior art also includes spring band steel wound bearing rings that can be used as a bearing inner ring or as a bearing outer ring.
  • Such spring boxes hold on a shaft or in a bore own bias, when heated, the spring sleeve expands with the adjacent components.
  • These spring boxes are z. B. by the company Eich Rollenlager GmbH, Hattingen (www.eich-waelzlager.de) produced.
  • Conventional solid roller bearings have an outer ring, which is made of a suitable material for the rolling bearing raceway. In the required machining roughing a relatively large proportion of the material remains as chip waste, which initially produced consuming and then disposed of or must be recycled consuming.
  • the mentioned wound bearing rings are only suitable for high temperature applications and only then have sufficient accuracy.
  • the invention has for its object to provide an outer ring for a roller bearing, the production of which causes less waste and can be produced inexpensively. Description of the invention
  • an outer ring of the type mentioned that it consists of a wound to a track tube sheet metal strip and an associated, the raceway tube au- outside surrounding cladding.
  • the invention is based on the finding that an outer ring can be produced in a manner that saves material and resources by using the rolling bearing steel required for the raceway only for a raceway tube which is wound from a sheet-metal strip, the part not required for the bearing seat the outer ring consists of a cladding made of a different, less expensive material.
  • the raceway tube and the cladding tube are thereby connected to form an integral, one-piece component.
  • the raceway tube is wound from the sheet metal strip, falls virtually no waste by machining, so that the comparatively expensive bearing steel can be largely utilized.
  • the outer ring according to the invention fulfills all the requirements which are placed on a conventional solid roller bearing, so that a conventional outer ring can be replaced by the outer ring according to the invention.
  • the sheet-metal strip from which the raceway tube is wound is made of a hardenable bearing steel.
  • the sheet metal strip is spirally wound on a spindle.
  • C45M or C80M or other suitable rolling bearing steels in strip form are suitable as materials.
  • the cladding tube it is preferred that this is made of a weldable steel, in particular DC03.
  • the cladding tube is made of a steel strip.
  • the cladding tube of the outer ring can be made by winding the steel strip. Accordingly, both the raceway tube and the cladding tube can be made by winding. Accordingly, no machining is required.
  • the cladding tube can be wound centrally around the raceway tube or a raceway tube section, and the ends of the cladding tube are then closed by welding or clinching (clinching). Either only the raceway tube or the cladding tube connected with these can be hardened, if necessary, there is still a fine machining by grinding and / or honing. If only the raceway tube is hardened, the production can be carried out with less energy input.
  • a development of the outer ring according to the invention provides that between the raceway tube and the cladding tube an intermediate layer of a Kunststoffmatenal, a paint, an adhesive, a coating or a film is arranged.
  • an intermediate layer produced by plating may also be provided.
  • the sheet-metal strip wound onto the raceway tube has parallel lateral bevels, which rest against one another in a friction-locked and form-fitting manner in the wound state. During winding, therefore, a left lateral slope after one revolution touches the right slope, whereby the required stability is obtained.
  • profile forms can be used, which connect the turns of the wound to the track tube sheet metal strip together and ensure sufficient radial support of the sheet metal strip sides.
  • embodiments of the outer ring are also possible in which the cladding tube has ribs or rim rings which radially surround the raceway tube.
  • the invention relates to a roller bearing, with an outer ring, an inner ring and received therebetween, designed as rollers Wälz- bodies.
  • Figure 1 is a sheet metal strip for the production of the raceway tube
  • FIG. 2 shows an embodiment of a wound raceway tube
  • FIG. 3 shows a sheet-metal strip for producing the cladding tube
  • Figure 4 shows an embodiment of a wound cladding tube
  • Figure 5 shows the production of the outer ring
  • FIG. 6 shows another embodiment of the production of the outer ring
  • Figure 7 is a sectional view of an outer ring according to the invention.
  • FIG. 8 shows a perspective view of an outer ring having ribs.
  • Figure 1 shows a sheet metal strip 1 in a perspective view, which is used for the production of a raceway tube.
  • the sheet metal strip 1 consists of a hardenable bearing steel of the type C80M.
  • the thickness of the metal strip 1 is about 1 mm, but depending on the size of the outer ring to be produced, the thickness can be chosen differently.
  • the sheet-metal strip has the shape of a parallelogram in cross-section, that is to say it has an underside parallel to the upper side and two oblique sides 2, 3 parallel to one another. In the wound state, the oblique sides 2, 3 abut each other, whereby displacements are avoided.
  • the slope of the oblique sides 2, 3 and the width of the metal strip 1 are selected so that in the wound state per track width approximately two spiral grooves are generated, in this way the running noise is positively influenced. In other embodiments, more than two Spiralnutenumperson can be generated.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a raceway tube 4 wound from the sheet metal strip 1.
  • the winding of the raceway tube 4 takes place on a winding core, which is subsequently removed again.
  • the two-sided oblique sides 2, 3 of the sheet-metal strip 1 results in a friction fit in the axial direction and in the circumferential direction in the raceway tube 4, in the radial direction results in a positive connection. Accordingly, the raceway tube 4 has high stability.
  • the metal strip 1 shown in FIG. 1 is first of all wound into the raceway tube 4 shown in FIG. Subsequently, the raceway tube 4 is surrounded by a cladding tube, but different production variants come into question.
  • the raceway tube 4 can be covered with a volume sleeve.
  • This volume sleeve may also consist of a sheet metal strip or sheet metal strip sections which is narrower or wider than the sheet metal strip 1 used for the production of the raceway tube.
  • FIG. 3 shows a sheet-metal strip 5, which is a weldable steel strip, in the illustrated embodiment the material DC03 is used for this purpose.
  • the thickness in this case is about 2 mm
  • the width of the sheet metal strip 5 is about 1.5 times the width of the sheet metal strip 1 used for the production of the raceway tube 4.
  • the metal strip 5 in accordance with the sheet metal strip 1 has a parallelogram-like basic shape.
  • Two side surfaces 6, 7 are chamfered, resulting in the winding of the metal strip 5 a positive connection.
  • a V-groove is formed, which facilitates the welding of the wound metal strip 5, whereby a cladding tube is formed.
  • Figure 4 shows a cladding tube 9 in a partially broken and perspective view.
  • a V-groove 10 is formed between adjacent windings of the metal strip 5.
  • the wrapping of the cladding tube takes place on the raceway tube 4; in FIG. 4, the cladding tube 9 is shown separately for illustrative purposes only.
  • Figure 5 shows the production of an outer ring, wherein first the raceway tube 4 is wound on a formed as a tube 1 1 winding core. After winding the raceway tube 4, the cladding tube 9 is wound in synchronism under bias on the raceway tube 4. In synchronism means that the raceway tube 4 and the cladding tube 9 are wound with the same direction of rotation. Subsequently, the cladding tube 9 is welded, whereby mutually contacting windings of the cladding tube 9 are connected to each other.
  • a next step consisting of the cladding tube 9 and the raceway tube 4 integrated component is deducted from serving as a spindle tube 1 1, individual pieces of the integral outer ring are separated in the desired length.
  • a heat treatment which compensates for any existing welding stresses.
  • a hard machining after a hardening process is a fine machining by grinding and honing to ensure the exact shape and size of the track of the raceway tube 4.
  • an intermediate layer may consist of a plastic material, a paint, an adhesive, a coating, as well as an intermediate layer may be produced by plating. It is also conceivable that at the contact surface between the raceway tube 4 and the cladding tube 9, a surface structure is generated.
  • the cladding tube 9 can also be provided with recesses, recesses, holes, Ta- see or notches. As a result, additional functions such as a bearing fixation, the supply of a lubricant, or the provision of a space for sensor technology can be made possible. Another advantage is the reduction in the mass of the component to see. Alternatively or additionally to the welding of the cladding tube cladding tube and raceway tube can also be connected to each other by clinching (clinching).
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the production of an outer ring, in which, unlike in the exemplary embodiment of FIG. 5, no endless tube but in each case tube sections are produced.
  • a raceway tube 12 is wound on a formed as a tube 1 1 winding core.
  • a cladding tube 13 is wound in reverse against the raceway tube 12 under pretension.
  • the cladding tube 13 is thus wound in the opposite winding direction than the raceway tube 12.
  • the cladding tube 13 is welded, that is, the spiral windings are partially welded together. Since the cladding tube 13 has the chamfered corner, the welding takes place without a protrusion with respect to the outer diameter of the cladding tube 13 results.
  • a raceway tube is wound on a winding core.
  • a heat treatment of the raceway tube and the winding core spindle.
  • an intermediate layer is applied.
  • the cladding tube is wound either in synchronism or in reverse against bias on the raceway tube.
  • the resulting composite component is subtracted from the winding core (spindle) and cut to length. This is followed by hard machining of the raceway.
  • the advantage of this manufacturing concept is that the heat treatment is carried out only for the raceway tube, but not for the cladding tube. pipe, accordingly, the production is less energy intensive.
  • raceway tube is wound on raceway width. This is followed by an inductive heat treatment of this wound raceway tube, which is shown in FIG. After the heat treatment, an intermediate layer can be applied. Following this, a cladding tube 15 or an encasing sleeve is applied under prestress to the raceway tube 14. In this variant, both the raceway tube 14 and the cladding tube 15 is thus wound in the desired width, before the outer ring is formed from the raceway tube 14 and the cladding tube 15. Raceway tube 14 and cladding tube 15 are connected to each other under bias, then the hard machining takes place.
  • Figure 8 shows an embodiment of an outer ring 16, consisting of a raceway tube 14 and a cladding tube 17 which has on its axial sides in each case a board 18 which engages around the raceway tube 14 laterally.
  • the two ends of the cladding tube 17 bent into a ring are connected to one another by a closure, one end has a mushroom-shaped end portion 19, which is inserted into a recess 20 of the same shape, forming an undercut.
  • the outer ring is mounted with an inner ring and rolling elements to a roller bearing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Außenring (16) für ein Rollenlager, mit einer aus einem Wälzlagerstahl hergestellten Laufbahn. Erfindungsgemäß besteht der Außenring (16) aus einem zu einem Laufbahnrohr (4, 12, 14) gewickelten Blechband (1, 5) und einem damit verbundenen, das Laufbahnrohr (4, 12, 14) außenseitig umgebenden Hüllrohr (9, 13, 15, 17).

Description

Bezeichnung der Erfindung
Außenring und Rollenlager mit einem derartigen Außenring Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Außenring für ein Rollenlager, mit einer aus einem Wälzlagerstahl hergestellten Laufbahn.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche Rollenlager, insbesondere sogenannte Massiv-Rollenlager, be- stehen aus durchgehärteten oder einsatzgehärteten Außenringen, die aus Rohrabschnitten, Stababschnitten oder Schmiederohlingen durch spanende Bearbeitung hergestellt sind, um die Laufbahn, Borde und Einstiche zu erzeugen. Derartige Rollenlager mit dickwandigen Außenringen werden z. B. bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, aufgrund der hohen Stückzahl erfolgt jeweils eine im Hinblick auf die Belastung und die Herstellungskosten optimierte Auslegung des Außenrings.
Für Hochtemperaturanwendungen werden Lager eingesetzt, deren Wälzkörper durch Aufrollen eines Bands auf einer Spindel hergestellt werden. Die gerollten Wälzkörper kompensieren die Wärmeausdehnung bei hohen Temperaturen. Ein derartiges Lager ist aus der DE 38 09 906 A1 bekannt. Dort wird ein Lager vorgeschlagen, das mehrere Reihen von Wälzkörpern aufweist, von denen eine Reihe aus Federrollen besteht. Die Federrollen sind aus Stahlbändern hergestellt, die schraubenförmig auf Bolzen gewickelt sind.
Zum Stand der Technik zählen auch aus Federbandstahl gewickelter Lagerringe, die als Lagerinnenring oder als Lageraußenring eingesetzt werden können. Derartige Federbüchsen halten auf einer Welle oder in einer Bohrung durch eigene Vorspannung, bei Erwärmung dehnt sich die Federbüchse mit den benachbarten Bauteilen aus. Diese Federbüchsen werden z. B. von der Firma Eich Rollenlager GmbH, Hattingen (www.eich-waelzlager.de) hergestellt. Herkömmliche massive Rollenlager weisen einen Außenring auf, der aus einem für die Wälzlagerlaufbahn geeigneten Werkstoff hergestellt ist. Bei der erforderlichen spanenden Grobbearbeitung bleibt ein relativ großer Anteil des Werkstoffs als Spanabfall übrig, der zunächst aufwendig erzeugt und anschließend entsorgt oder aufwendig recycelt werden muss.
Die erwähnten gewickelten Lagerringe sind nur für Hochtemperaturanwendungen geeignet und weisen nur dann eine ausreichende Genauigkeit auf.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenring für ein Rollenlager anzugeben, dessen Herstellung weniger Abfall verursacht und der kostengünstig hergestellt werden kann. Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Außenring der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass er aus einem zu einem Laufbahnrohr gewickelten Blechband und einem damit verbundenen, das Laufbahnrohr au- ßenseitig umgebenden Hüllrohr besteht.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Außenring besonders mate- rial- und ressourcenschonend hergestellt werden kann, indem der für die Laufbahn benötigte Wälzlagerstahl lediglich für ein Laufbahnrohr verwendet wird, das aus einem Blechband gewickelt wird, wobei der für den Lagersitz nicht benötigte Teil des Außenrings aus einem Hüllrohr besteht, das aus einem anderen, kostengünstigeren Material hergestellt ist. Das Laufbahnrohr und das Hüllrohr werden dabei zu einem integralen, einstückigen Bauteil verbunden. Da das Laufbahnrohr aus dem Blechband gewickelt wird, fällt praktisch kein Abfall durch eine spanende Bearbeitung an, so dass der vergleichsweise teure Wälzlagerstahl weitestgehend ausgenutzt werden kann. Der erfindungsgemäße Außenring erfüllt andererseits alle Anforderungen, die an ein herkömmliches Massiv-Rollenlager gestellt werden, so dass ein herkömmlicher Außenring durch den erfindungsgemäßen Außenring ersetzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird es besonders bevorzugt, dass das Blechband, aus dem das Laufbahnrohr gewickelt ist, aus einem härtbaren Wälzlagerstahl hergestellt ist. Vorzugsweise ist das Blechband auf einer Spindel spiralförmig gewickelt. Als Werkstoffe kommen insbesondere C45M oder C80M oder andere geeignete Wälzlagerstähle in Bandform in Frage.
Im Hinblick auf das Hüllrohr wird es bevorzugt, dass dieses aus einem schweißbaren Stahl hergestellt ist, insbesondere aus DC03. Vorzugsweise ist das Hüllrohr aus einem Stahlband hergestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Hüllrohr des Außenrings durch Wickeln des Stahlbands hergestellt sein. Dementsprechend können sowohl das Laufbahnrohr als auch das Hüllrohr durch Wickeln hergestellt sein. Dementsprechend ist keine spanende Bearbeitung erforderlich.
Das Hüllrohr kann bei ausreichender Breite des Stahlbandes zentrisch um das Laufbahnrohr oder einen Laufbahnrohrabschnitt gewickelt werden, die Enden des Hüllrohrs werden dann durch Schweißen oder Clinchen (Durchsetzfügen) geschlossen. Entweder kann nur das Laufbahnrohr oder auch das mit diesen verbundene Hüllrohr gehärtet werden, gegebenenfalls erfolgt noch eine Feinbearbeitung durch Schleifen und/oder Honen. Wenn lediglich das Laufbahnrohr gehärtet wird, kann die Herstellung mit geringerem Energieeinsatz erfol- gen.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Außenrings sieht vor, dass zwischen dem Laufbahnrohr und dem Hüllrohr eine Zwischenlage aus einem Kunststoffmatenal, einem Lack, einem Kleber, einer Beschichtung oder einer Folie angeordnet ist. Alternativ kann auch eine durch Plattieren hergestellte Zwischenlage vorgesehen sein. Um ein mechanisch stabiles Laufbahnrohr herzustellen, kann es vorgesehen sein, dass das zu dem Laufbahnrohr gewickelte Blechband parallele seitliche Schrägen aufweist, die im gewickelten Zustand reibschlüssig und formschlüssig aneinander anliegen. Beim Wickeln berührt somit eine linke seitliche Schräge nach einem Umlauf die rechte Schräge, wodurch die benötigte Stabil i- tät erhalten wird. Es sind auch andere Profilformen einsetzbar, die die Windungen des zu dem Laufbahnrohr gewickelten Blechbands miteinander verbinden und eine ausreichende radiale Abstützung der Blechbandseiten gewährleisten.
Erfindungsgemäß sind auch Ausführungen des Außenrings möglich, bei denen das Hüllrohr Borde oder Bordringe aufweist, die das Laufbahnrohr radial umgreifen.
Daneben betrifft die Erfindung ein Rollenlager, mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen aufgenommenen, als Rollen ausgebildeten Wälz- körpern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dar- gestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 ein Blechband zur Herstellung des Laufbahnrohrs;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines gewickelten Laufbahnrohrs; Figur 3 ein Blechband zur Herstellung des Hüllrohrs;
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines gewickelten Hüllrohrs; Figur 5 die Herstellung des Außenrings;
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Herstellung des Außen- rings;
Figur 7 eine geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Außenrings;
Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines Borde aufweisenden Außen- rings.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt ein Blechband 1 in einer perspektivischen Ansicht, das für die Herstellung eines Laufbahnrohrs verwendet wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Blechband 1 aus einem härtbaren Wälzlagerstahl des Typs C80M. Die Dicke des Blechbands 1 beträgt ca. 1 mm, in Abhängigkeit der Größe des herzustellenden Außenrings kann die Dicke jedoch unterschiedlich gewählt werden. In Figur 1 erkennt man, dass das Blechband im Quer- schnitt die Form eines Parallelogramms besitzt, das heißt, es weist eine zur Oberseite parallele Unterseite und zwei zueinander parallele, schräge Seiten 2, 3 auf. Im gewickelten Zustand liegen die schrägen Seiten 2, 3 aneinander an, wodurch Verschiebungen vermieden werden. Die Steigung der schrägen Seiten 2, 3 und die Breite des Blechbands 1 sind so gewählt, dass im gewickel- ten Zustand pro Laufbahnbreite etwa zwei Spiralnutenumläufe erzeugt werden, auf diese Weise wird das Laufgeräusch positiv beeinflusst. Bei anderen Ausführungen können auch mehr als zwei Spiralnutenumläufe erzeugt werden.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines aus dem Blechband 1 gewickelten Laufbahnrohrs 4. Das Wickeln des Laufbahnrohrs 4 erfolgt auf einem Wickelkern, der anschließend wieder entfernt wird. Durch die beidseitigen schrägen Seiten 2, 3 des Blechbands 1 ergibt sich bei dem Laufbahnrohr 4 ein Reibschluss in axialer Richtung sowie in Umfangsrich- tung, in radialer Richtung ergibt sich ein Formschluss. Dementsprechend weist das Laufbahnrohr 4 eine große Stabilität auf. Bei allen unterschiedlichen Ferti- gungsvarianten wird zunächst das in Figur 1 gezeigte Blechband 1 zu dem in Figur 2 gezeigten Laufbahnrohr 4 gewickelt. Anschließend wird das Laufbahnrohr 4 mit einem Hüllrohr umgeben, dafür kommen verschiedene Fertigungsvarianten in Frage. Im einfachsten Fall kann das Laufbahnrohr 4 mit einer Volumenhülse ummantelt werden. Diese Volumenhülse kann ebenfalls aus einem Blechband bzw. Blechbandabschnitten bestehen, das bzw. die schmaler oder breiter als das für die Herstellung des Laufbahnrohrs verwendete Blechband 1 ist. Figur 3 zeigt ein Blechband 5, bei dem es sich um ein schweißbares Stahlband handelt, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dafür der Werkstoff DC03 verwendet. Die Dicke beträgt in diesem Fall etwa 2 mm, die Breite des Blechbands 5 beträgt ca. das 1 ,5-fache der Breite des Blechbands 1 , das für die Herstellung des Laufbahnrohrs 4 verwendet wird. In Figur 3 erkennt man, dass das Blechband 5 in Übereinstimmung mit dem Blechband 1 eine parallelogrammartige Grundform aufweist. Zwei Seitenflächen 6, 7 sind abgeschrägt, wodurch sich beim Wickeln des Blechbands 5 ein Formschluss ergibt. Durch die abgeschrägte Ecke 8 wird eine V-Nut gebildet, die das Verschweißen des gewickelten Blechbands 5 erleichtert, wodurch ein Hüllrohr gebildet wird.
Figur 4 zeigt ein Hüllrohr 9 in einer teilweise aufgebrochenen und perspektivischen Darstellung. In Figur 4 erkennt man, dass zwischen benachbarten Wicklungen des Blechbands 5 eine V-Nut 10 gebildet ist. Das Wickeln des Hüllrohrs erfolgt auf dem Laufbahnrohr 4, in Figur 4 ist das Hüllrohr 9 lediglich zur Ver- anschaulichung separat dargestellt.
Nachfolgend werden die verschiedenen Varianten der Fertigung erläutert. Figur 5 zeigt die Herstellung eines Außenrings, wobei zunächst das Laufbahnrohr 4 auf einem als Rohr 1 1 ausgebildeten Wickelkern gewickelt wird. Nach dem Wickeln des Laufbahnrohrs 4 wird das Hüllrohr 9 im Gleichlauf unter Vorspannung auf dem Laufbahnrohr 4 gewickelt. Im Gleichlauf bedeutet, dass das Laufbahnrohr 4 und das Hüllrohr 9 mit gleicher Drehrichtung gewickelt werden. Anschließend wird das Hüllrohr 9 verschweißt, wodurch einander berührende Wicklungen des Hüllrohrs 9 miteinander verbunden werden. Als nächster Schritt wird das aus dem Hüllrohr 9 und dem Laufbahnrohr 4 bestehende integrierte Bauteil von dem als Spindel dienenden Rohr 1 1 abgezogen, einzelne Stücke des integralen Außenrings werden in der gewünschten Länge abgetrennt. Daran schließt sich eine Wärmebehandlung an, durch die gegebenenfalls vorhandene Schweißspannungen ausgeglichen werden. Daraufhin erfolgt eine Hartbearbeitung, nach einem Härtevorgang erfolgt eine Feinbearbeitung durch Schleifen und Honen, um die exakte Form und Größe der Laufbahn des Laufbahnrohrs 4 sicherzustellen.
Zwischen dem Laufbahnrohr 4 und dem Hüllrohr 9 können temperaturbeständige Zwischenlagen angeordnet werden, eine Zwischenlage kann aus einem Kunststoffmaterial, einem Lack, einem Kleber, einer Beschichtung bestehen, ebenso kann eine Zwischenlage durch Plattieren erzeugt werden. Es ist auch denkbar, dass an der Kontaktfläche zwischen dem Laufbahnrohr 4 und dem Hüllrohr 9 eine Oberflächenstruktur erzeugt wird. Durch das Vorsehen einer Zwischenlage ergeben sich verschiedene Vorteile, beispielsweise ermöglicht eine Zwischenlage eine mikroschlupffreie Verbindung, daneben wird die Über- tragung von Vibrationen verringert, so dass sich eine Geräuschdämpfung ergibt. In Abhängigkeit von dem verwendeten Material für die Zwischenlage kann auch eine elektrische Isolation erzielt werden.
Das Hüllrohr 9 kann auch mit Ausnehmungen, Aussparungen, Löchern, Ta- sehen oder Ausklinkungen versehen werden. Dadurch können Zusatzfunktionen wie eine Lagerfixierung, die Versorgung mit einem Schmierstoff, oder das Bereitstellen eines Raums für Sensorik ermöglicht werden. Als weiterer Vorteil ist die Verringerung der Masse des Bauteils zu sehen. Alternativ oder zusätzlich zum Verschweißen des Hüllrohrs können Hüllrohr und Laufbahnrohr auch durch Clinchen (Durchsetzfügen) miteinander verbunden werden.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Herstellung eines Außenrings, bei dem anders als bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 5 kein Endlosrohr, sondern jeweils Rohrabschnitte hergestellt werden. Zunächst wird ein Laufbahnrohr 12 auf einem als Rohr 1 1 ausgebildeten Wickelkern gewickelt. Anschließend wird ein Hüllrohr 13 im Gegenlauf unter Vorspannung auf das Laufbahnrohr 12 gewickelt. Das Hüllrohr 13 wird somit mit entgegengesetzter Wickelrichtung als das Laufbahnrohr 12 gewickelt. Im nächsten Schritt wird das Hüllrohr 13 verschweißt, das heißt die spiralförmigen Windungen werden partiell miteinander verschweißt. Da das Hüllrohr 13 die abgeschrägte Ecke aufweist, erfolgt das Schweißen ohne dass sich ein Überstand gegenüber dem Außendurchmesser des Hüllrohrs 13 ergibt. Anschließend erfolgt wiederum eine Wärmebehandlung, um gegebenenfalls vorhandene Schweißspannungen zu verringern. Im Anschluss daran erfolgt die Weiter- bearbeitung des aus dem Hüllrohr 13 und dem Laufbahnrohr 12 bestehenden Verbundrohrs. Durch das gegenläufige Wickeln des Hüllrohrs 13 ergibt sich eine vorteilhafte zusätzliche axiale Verspannung.
Bei einer weiteren Variante der Herstellung eines Außenrings wird zunächst ein Laufbahnrohr auf einem Wickelkern gewickelt. Anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung des Laufbahnrohrs sowie des Wickelkerns (Spindel). Im Anschluss daran wird eine Zwischenlage aufgebracht. Danach wird das Hüllrohr entweder im Gleichlauf oder im Gegenlauf unter Vorspannung auf dem Laufbahnrohr gewickelt. Nach dem Verschweißen des Hüllrohrs wird das sich dabei ergebende Verbundbauteil von dem Wickelkern (Spindel) abgezogen und passend abgelängt. Im Anschluss daran erfolgt eine Hartbearbeitung der Laufbahn. Der Vorteil dieses Fertigungskonzepts ist, dass die Wärmebehandlung lediglich für das Laufbahnrohr durchgeführt wird, nicht jedoch für das Hüll- rohr, dementsprechend ist die Fertigung weniger energieintensiv. Andererseits müssen bei dieser Fertigungsvariante gehärtete Komponenten, nämlich das gehärtete Laufbahnrohr bzw. dessen abgelängte Stücke, getrennt werden. Ein weiteres alternatives Fertigungsverfahren sieht vor, dass ein Laufbahnrohr auf Laufbahnbreite gewickelt wird. Anschließend erfolgt eine induktive Wärmebehandlung dieses gewickelten Laufbahnrohrs, das in Figur 7 gezeigt ist. Nach der Wärmebehandlung kann eine Zwischenlage aufgetragen werden. Im An- schluss daran wird ein Hüllrohr 15 oder eine Hüllhülse unter Vorspannung auf das Laufbahnrohr 14 aufgebracht werden. Bei dieser Variante wird somit sowohl das Laufbahnrohr 14 als auch das Hüllrohr 15 in der gewünschten Breite gewickelt, bevor aus dem Laufbahnrohr 14 und dem Hüllrohr 15 der Außenring gebildet wird. Laufbahnrohr 14 und Hüllrohr 15 sind dabei unter Vorspannung miteinander verbunden, anschließend erfolgt die Hartbearbeitung.
Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Außenrings 16, bestehend aus einem Laufbahnrohr 14 und einem Hüllrohr 17, das an seinen axialen Seiten jeweils einen Bord 18 aufweist, der das Laufbahnrohr 14 seitlich umgreift. Die beiden Enden des zu einem Ring gebogenen Hüllrohrs 17 sind durch einen Verschluss miteinander verbunden, eine Ende weist einen pilzförmigen Endabschnitt 19 auf, der in eine gegengleich geformte, eine Hinterschneidung bildende Ausnehmung 20 eingesetzt ist.
Nach der Herstellung eines Verbundbauteils, bestehend aus Hüllrohr und Laufbahnrohr, erfolgt die Weiterbearbeitung z. B. auf einer Stangendrehmaschine. Die aus den beiden Komponenten bestehenden Verbundrohre werden dabei über Stangenmagazine zugeführt. Die Herstellung der Außenringe erfolgt dabei praktisch abfallfrei. Um Späne bei der Weichbearbeitung zu vermeiden und eine kostengünstige Fertigung ohne Borde zu erreichen, sind axiale Führungsflächen für einen Wälzlagerkäfig nach außen oder in Freistellungen verlegt. Dadurch erhält man eine glatte, bordfreie Laufbahn. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass die hohe Reinheit des Werkstoffs des Blechbands an der Bandoberfläche benutzt wird. Alle beschriebenen Herstellungsschritte können auch in unterschiedlichen Kombinationen durchgeführt werden.
Anschließend wird der Außenring mit einem Innenring und Wälzkörpern zu einem Rollenlager montiert.
Bezugszahlenliste
Blechband
Seite
Seite
Laufbahnrohr
Blechband
Seitenfläche
Seitenfläche
Ecke
Hüllrohr
V-Nut
Rohr
Laufbahnrohr
Hüllrohr
Laufbahnrohr
Hüllrohr
Außenring
Hüllrohr
Bord
Endabschnitt
Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1 . Außennng (16) für ein Rollenlager, mit einer aus einem Wälzlagerstahl hergestellten Laufbahn, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (16) aus einem zu einem Laufbahnrohr (4, 12, 14) gewickelten Blechband (1 , 5) und einem damit verbundenen, das Laufbahnrohr (4, 12, 14) außenseitig umgebenden Hüllrohr (9, 13, 15, 17) besteht.
2. Außenring nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Blech- band (1 , 5) aus einem härtbaren Wälzlagerstahl hergestellt ist, insbesondere aus C45M oder C80M.
3. Außenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (9, 13, 15, 17) aus einem schweißbaren Stahl, insbesondere ei- nem Stahlband, hergestellt ist, insbesondere aus DC03.
4. Außenring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (9, 13, 15, 17) durch Wickeln des Stahlbands hergestellt ist.
5. Außenring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (9, 13, 15, 17) durch Schweißen oder Clinchen (Durchsetzfügen) des gewickelten Stahlbands gebildet ist.
6. Außenring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufbahnrohr (4, 12, 14) und das Hüllrohr (9, 13, 15, 17) gleichsinnig oder gegensinnig gewickelt sind.
7. Außenring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet dass zwischen dem Laufbahnrohr (4, 12, 14) und dem Hüllrohr (9, 13, 15, 17) eine Zwischenlage aus einem Kunststoffmaterial, einem Lack, einem Kleber, einer Beschichtung, einer Folie oder eine durch Plattieren hergestellte Zwischenlage angeordnet ist, wobei die Zwischenlage vor- zugsweise schwingungsdämpfend, elektrisch isolierend oder elektrisch leitend ist, oder als Sensor nutzbar ist oder eine Verbindung zwischen Laufbahnrohr und Hüllrohr herstellt.
8. Außenring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu dem Laufbahnrohr (4, 12, 14) gewickelte Blechband (1 ) parallele seitliche Schrägen oder Profile aufweist, die im gewickelten Zustand reibschlüssig und/oder formschlüssig aneinander anliegen.
9. Außenring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (17) Borde (18) oder Bordringe aufweist, die das Laufbahnrohr (14) radial umgreifen.
10. Rollenlager, mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen aufge- nommenen, als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Außenring (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
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