DE3117162A1

DE3117162A1 - "verfahren zur paarweisen herstellung von kunststoffumspritzten laufringen fuer waelzlager"

Info

Publication number: DE3117162A1
Application number: DE19813117162
Authority: DE
Inventors: Manfred 8781 Eußenheim Brandenstein; Horst M. 8735 Eltingshausen Ernst; Armin 8720 Schweinfurt Olschewski; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-11-25
Also published as: JPH0220856B2; GB2097869B; JPS57186621A; IT8220932A0; FR2504999A1; GB2097869A; FR2504999B1; DE3117162C2; IT1151323B; US4435890A

Description

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SKFKDGELLAGERPABRIKENGMBtI " "' Schweinfurt, 27,04.81

J DE 81 016 DE TPA.ko.tr

Verfahren zur paarweisen Herstellung von kunststoffumspritzten Laufringen für Wälzlager

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur paarweisen Herstellung von kunststoffumspritzten Laufringen für Wälzlager, insbesondere für Schrägkugellager, aus einem durch spanlose Umformung hergestellten, zwei miteinander gepaarte Laufringe umfassenden metallischen Grundkörp- r.

Ein Verfahren zur Herstellung von Wälslagerringen? je·= doch ohne ümspritzung mit Kunststoff ist durch die DE-AS 21 53 597 bekannt. Die dananch hergestellten Ring= rohlinge haben ein im wesentlichen S= oder ^ ""rraiges Profil und sind spanlos geformt. Für eine leichte Trennung der Ringrohlinge sind keine besonderen Vork 'irungen getroffen. Eine Lehre zum Trennen der Laufringa und für deren weitere Bearbeitungsvorgänge wird in dieser Druckschrift nicht angegeben.

BADORIGiNAL

Ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Laufringen für Schrägkugellager ist durch die DE-OS 19 49 243 bekannt. Nach der Fertigbearbeitung wird jeder Rohling an einer dafür vorgesehenen und vorbereiteten Stelle so geteilt, daß entweder zwei. Außenringe oder zwei Innenringe für ein Schrägkugellager entstehen. Die paarweise, gleichzeitige Herstellung eines Außen- und Innenringes ist nach dem bekannten Verfahren nicht möglich, so daß wie bisher beim Zusammenbau von Wälzlagern aufgrund der maßlichen Toleranzen Innen- und Außenringe aufeinander abgestimmt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur paarweisen Herstellung von kunststoffumspritzten Laufringen für Wälzlager zu schaffen, wobei zwischen Innen- und Außenring gleiche Härteeigenschaften und aufeinander abgestimmte Maßverhältnisse entstehen, so daß der Aufwand beim Zusammenbau niedrig gehalten werden kann und trotzdem ein qualitativ hochwertiges Wälzlager entsteht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Verfahrensschritte

a) Einformen von mindestens einer ringförmig umlaufenden Trennfuge von der Außen- und/oder von der Innenfläche des metallischen Grundkörpers her bis auf einen dünnen Verbindungssteg an der späteren Trennstelle zwischen den gepaarten Laufringen,

b) Härten des metallischen Grundkörpers,

c) Feinbearbeitung der beiden Laufbahnen, gleichzeitig oder nacheinander in einer Einspannung,

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d) Umspritzen des metallischen Grundkörpers mit Kunststoff im Bereich der Sitz- und Seitenflächen der gepaarten Laufringe bis auf die Laufbahnen und einen Abschnitt im Bereich der Trennfuge,

e) Trennen der beiden gepaarten Laufringe voneinander.

Durch diese Folge von Verfahrensschritten entstehen beispielsweise ein Innenring und ein Außenring für ein Schrägkugellager, die bis zum Zusammenbau völlig gemeinsam hergestellt werden. Das Einformen der Trennfuge erleichtert das spätere Trennen auch bei gehärteter Ausführung. Sie wird so tief eingearbeitet, daß ein schmaler Verbindungssteg stehenbleibt, der gerade ausreicht, um den Kräften bei der nachfolgenden Bearbeitung zu widerstehen. Die Trennfuge kann von einer oder von zwei Seiten gegeneinander, meist schon zusammen mit der spanlosen Umformung eingearbeitet werden, so daß hierfür kein zusätzlicher Arbeitsgang und Aufwand erforderlich ist. Beim anschließenden
Härten des metallischen Grundkörpers werden vorteilhafterweise durch die gleichzeitige gemeinsame Bearbeitung die gleichen Ergebnisse für beide Laufringe erzielt.

Dies ist insbesondere wichtig, wenn eine Einsatzhärtung vorgenommen wird, damit danach sowohl der Innen- als
auch der Außenring gleiche Kernhärte, Oberflächenhärte
und Einhärtetiefe aufweisen. Auch bei einsatzgehärteter Ausführung weist der schmale Verbindungssteg eine gr- 3e Härte auf, wodurch die spätere Trennung sehr einfach erfolgen kann.

Auch die Feinbearbeitung, d. h. das Schleifen der Laufüahnen des Innen- und Außenringes, wird beim c.ch anschließenden Verfahrensschritt gemeinsam durchgeführt.

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Der metallische Grundkörper muß dabei nicht zweimal in der Werkstückspindel gespannt werden, wodurch vorteilhafterweise ein präziser Rundlauf beider Laufbahnen erzielt wird. Weiterhin kann ein Größtmaß an Präzision der Laufbahnabmessungen untereinander erzielt werden.

Der auf diese Weise fertiggestellte metallische Grundkörper wird in einem weiteren Verfahrensschritt mit Kunststoff umspritzt. Noch im verbundenen Zustand werden Innen- und Außenring gemeinsam in einer Spritzform fixiert and im Bereich ihrer Sitz- und Seitenflächen mit einer Kunststoffschicht umgeben. Diese ist an der Stelle des Verbindungssteges für das spätere problemlose Trennen und im Bereich der Laufbahnen unterbrochen. Das gemeinsame Umspritzen mit Kunststoff bewirkt auch hierbei ein Höchstmaß an maßlicher Präzision, so daß bezüglich Rundlauf und Lagerabmessungen vorteilhafterweise aufeinander abgestimmte Laufringe entstehen.

Im nächsten Verfahrensschritt wird der Innenring vom Außenring getrennt. Durch den harten und dünnen Verbindungssteg ist dieser Trennvorgang sehr einfach durchzuführen. Je nach Lage des Verbindungssteges genügt ein geringfügiges elastisches, ovales Verformen eines der Laufringe oder ein radiales oder axiales Absprengen, wodurch der Verbindungssteg reißt, und die Laufringe ohne weitere Becirbeitung für den Zusammenbau des Wälzlagers geeignet sind. Um alle Vorteile hoher Präzision zu nutzen, werden die beiden voneinander getrennten Laufringe auch für ein- und dasselbe Wälzlager verwendet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Trennen durch ein Absprengen des Innenringes in axialer Rich-

tung mittels des Innenringes eines weiteren Laufringpaares nach dem Einfüllen der Kugelreihe durchgeführt.

Vorteilhafterweise können dadurch zwei Arbeitsgänge kombiniert werden, wobei die Herstellkosten für das zusammengebaute Lager weiter gesenkt werden. Darüber hinaus ist es möglich, einen Turm aus einer Vielzahl von noch verbundenen Innen- und Außenringen zu stapeln und dazwischen jeweils eine Kugelreihe einzufüllen.

Das Trennen erfolgt dann, indem eine Kraft auf den Innenring, beispielsweise an der oberen Seite des Turmes einwirkt, wobei der Außenring an der unteren Seite des Turmes abgestützt wird. In einem einzigen Arbeitsgang werden dadurch alle Innenringe von den Außenringen getrennt, wobei alle Lager im Prinzip fertig zusammengebaut sind. Der unterste Innenring bleibt dabei übrig und kann beispielsweise als oberster Innenring für den nächsten Turm verwendet werden.

Bei einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ausführungsbeispiel ist die Kunststoffschicht im Bereich einer Seitenfläche jedes der Laufringe als radial über die Laufbahn vorstehender, ringförmig umlaufender, elastischer Haltebord für die Kugelreihe ausgebildet.

Der Haltebord verhindert, insbesondere bei Schrägkuv.ellagern, ein unbeabsichtigtes Auseinanderfallen nach dem Zusammenbau. Beim Zusammenbau wirkt sich der Haltebord nicht störend aus, da er elastisch und in seinen radialen Abmessungen so ausgeführt ist, daß er ι .. rch die axial darüber hinweggleitende Kugelreihe radial ver~

BAD OR/G/NAL

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formt wird und ein Schnappeffekt erzielt wird. Form, Abmessungen und Elastizität des Haltebordes können dem jeweiligen Lager angepaßt werden. Weiterhin ist es auch möglich, eine kegelförmige Auflaufschräge vorzusehen, damit über die Kugelreihe eine leichtere, elastische Verformung des Haltebordes beim Zusammenbau erfolgen kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind im Bereich ihrer Sitzflächen an die metallischen Laufringe angeformte, am Umfang verteilte, radial gerichtete Vorsprünge angeordnet.

Dadurch wird eine Verankerung der metallischen Laufringe im Kunststoff erzielt, wobei insbesondere eine Verdrehsicherung erreicht wird. Die Vorsprünge können auch bis an die Sitzflächen der Laufringe heranreichen, wodurch bei einigen Anwendungsfällen ein paßgenauer Einbau in eine Gehäusebohrung bzw. auf eine Welle oder dgl. bewirkt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Außenringe oder zwei Innenringe paarweise herzustellen, wobei die oben angeführten Vorteile besonders bei Wälzlagern mit zwei Wälzkörperreihen, beispielsweise bei einem doppelreihigen Schrägkugellager, zur Geltung kommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines paarweise hergestellten

Innen- und Außenringes für ein Schrägkugellager vor dem Trennen,

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Fig. 2 den Querschnitt eines nach dem Trennen des Innenringes vom Außenring zusammengebauten Schrägkugellagers und

Fig. 3 die Trennung der Innenringe von den Außenringen im gestapelten Turm nach dem Einfüllen der

Kugelreihen im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Innen- 1 und Außenring 2 für ein Schrägkugellager ist paarweise hergestellt. Beide Laufringe 1,2 sind noch über einen schmalen Verbindungssteg 3 miteinander verbunden. Der metallische Grundkörper 4 ist S-förmig profiliert und durch spanlose Umformung, beispielsweise eines Rohrabschnittes, hergestellt. Dabei sind gleichzeitig die ringförmigen Laufbahnen 5 für den Innenring 1 und 5· für den Außenring 2 angeformt. Im Bereich der Sitzflächen sind radial gerichtete, am Umfang verteilte Vorsprünge 6 angeformt. Im mittleren Abschnitt des metallischen Grundkörpers 4 sind von beiden Seiten ringförmig umlaufende Trennfugen 7 eingearbeitet, so daß ein schmaler Verbindungssteg 3 verbleibt. Nach der spanlosen Umformung wird der metallische Grundkörper 4 gehärtet und einer Feinbearbeitung der beiden Laufbahnen 5 und 5¹ unterzogen. Während des sich anschließenden Verfahrensschrittes wird der metallische Grundkörper 4 in einem einzigen Werkzeug mit Kunststoff umspritzt, so daß sowohl der Innenring 1 als auch der Außenring 2 im P> reich ihrer Sitz- und Seitenflächen eine Kunststoff schicht 8 aufweisen. Die Laufbahnen 5 und 5¹ und der mittlere Abschnitt im Bereich der Trennstelle sind frei von Kunststoff. Die radialen Vorsprünge 6 am metalIisehen Grundkörper 4 bewirken eine feste vercL ^sichere Verankerung in der Kunststoffschicht 8 ο An einer Seiten-

BAD ORIGINAL

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fläche des Außenringes ist ein radial relativ weit über die Laufbahn 5¹ überstehender, ringförmiger Vorsprung 9 aus Kunststoff angeformt/ der als Haltebord für die Kugelreihe 12 dient und nach dem Zusammenbau des Schrägkugellagers mit dem Innenring 1 beispielsweise eine Spaltdichtung 11 bildet. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Innenring 1 vom Außenring 2 getrennt. Dies kann durch axiales Absprengen erfolgen, wobei der schmale harte Verbindungssteg 3 reißt. Die so erhaltenen gepaarten Laufringe 1,2 ergeben nach dem Einfüllen der Kugelreihe 12 das in Fig. 2 dargestellte Schrägkugellager mit einer Spaltdichtung 11 zwischen Innen- 1 und Außenring 2.

In Fig. 3 ist die Kombination der Arbeitsschritte Trennen und Zusammenbau dargestellt. Mehrere noch nicht voneinander getrennte Innen- 1 und Außenringe 2 werden jeweils nach dem Einfüllen einer Kugelreihe 12 zu einem Turm gestapelt. Der oberste Innenring 1 wird mit einer in Richtung der Turmachse wirkenden Kraft F beaufschlagt, während sich der unterste Außenring 2 beispielsweise gegen eine feste Auflage 13 abstützt. Zunächst werden durch die Kugelreihen 12 die an die Kunststoffschicht 8 angeformten ringförmigen radialen Vorsprünge 9 elastisch verformt. Eine kegelförmige Auflauffläche 10 erleichtert diesen Vorgang. Wenn alle Laufringe 1,2 des Turmes, wie in der Fig. 3 dargestellt, mit ihren Seitenflächen aufeinanderliegen, reißen bei weiterer impulsartiger Erhöhung der Kraft F die schmalen Verbindungsstege 3 zwischen den Innen- 1 und Außenringen 2. Die Innenringe 1 kommen mit ihren Laufbahnen 5 auf den Kugelreihen 12 zu liegen und die ringförmigen radialen Vorsprünge 9 weiten sich wieder elastisch und greifen als Haltebor-

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de hinter die Kugelreihen 12 der jetzt fertig zusammengebauten einzelnen Schrägkugellager. Um ein unbeabsichtiges Auseinanderfallen der Schrägkugellager zu verhindern, sind an den Außenringen 2 ebenfalls Halteborde 14 für die Kugelreihen 12 angeordnet. Der unterste Innenring 1 bleibt dabei übrig und kann für den nächsten Turm als Innenring für das oberste Schrägkugellager verwendet werden. Die Schrägkugellager können danach vom Turm entnommen oder schon als Turm verpackt werden. Selbstverständlich kann auch noch das Einfüllen von Schmiermittel in den beschriebenen Arbeitsgang miteinbezogen werden.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschränkt sich nicht auf die dargestellten Beispiele für Schrägkugellager. Selbstverständlich können auch die Vorteile der paarweisen Herstellung von Lagerringen für andere Lagerarten, wie Rollen- oder Gleitlager genutzt werden.

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Leerseite

Claims

Verfanren zur paarweisen Herstellung von kunststoffumsp^itzten Lauf ringen für Wälzlager

Patentansprüche

/1) Verfahren zur paarweisen Herstellung von kunststoff umspritzten Laufringen für Wälzlager, insbesondere für Schrägkugellager, aus einem durch spanlose Umformung hergestellten, zwei miteinander gepaarte Laufringe umfassenden metallischen Grundkörper, gekennzeichnet durch folgende, an das Umformen des Grundkörpers anschließende Schritte:

a) Einformen von mindestens einer ringförmig umlaufenden Trennfuge (7) von der Außen- und/ oder von der Innenfläche des metallischen Grundkörpers (4) her bis auf einen dünnen Verbindungssteg (3) an der späteren Trennstelle zwischen den gepaarten Laufringen (1,
2),

b) Härten des metallischen Gruridkörpej. [I) _t

c) Feinbearbeitung der beiden Laufbahnen \ .5") gleichzeitig oder nacheinander in einer oinspannung,

BAD ORIGINAL

3 I f V Ί Ö

d) Umspritzen des metallischen Grundkörpers (4) mit Kunststoff im Bereich der Sitz-

und Seitenflächen der gepaarten Laufringe (1,2) bis auf die Laufbahnen (5) and einen Abschnitt im Bereich der Trennfuge (7),

e) Trennen der beiden gepaarten Laufringe (1,2) voneinander.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur paarweisen Herstellung eines Innen- (1) und eines Außenringes (2) für ein Schrägkugellager, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennen durch ein Absprengen des Innenringes (1) in axialer Richtung mittels des Innenringes (1) eines weiteren Laufringpaares nach dem Einfüllen der Kugelreihe (12) durchgeführt wird.
3. Nach Anspruch 1 oder 2 hergestellte Laufringe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (8) im Bereich einer Seitenfläche jedes der Laufringe (1,2) als radial über die Laufbahn (5) vorstehender, ringförmig umlaufender, elastischer HaI-tebord (9,14) für die Kugelreihe (12) ausgebildet ist.
4. Laufringe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich ihrer Sitzflächen an die metallischen Laufringe angeformte, am Umfang verteilte, 5 radial gerichtete Vorsprünge (6) angeordnet sind.

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