DE10001575A1 - Verfahren zur Fixierung wenigstens eines Lagers in einer Lageraufnahme und damit hergestellte Lageranordnung - Google Patents

Verfahren zur Fixierung wenigstens eines Lagers in einer Lageraufnahme und damit hergestellte Lageranordnung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren wenigstens eines Lagers (2) in einer Lageraufnahme (1) und eine Lageranordnung, bestehend aus einer Lageraufnahme (1) und wenigstens einem Lager (2). Die Lageraufnahme (1) weist wenigstens eine Vertiefung (8) auf, in der das Lager (2) positioniert wird. In einer ersten Stufe eines zweistufigen Verformungsprozesses wird ein erster Teilbereich (14) der Lageraufnahme (1) derart verformt, daß es zu einer Materialverdichtung kommt. In einer zweiten Stufe des Verformungsprozesses wird ein zweiter Teilbereich (15) der Lageraufnahme (1), der innerhalb des ersten Teilbereichs (14) angeordnet ist so verformt wird, daß eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung zwischen dem Lager (2) und der Lageraufnahme (1) entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung eines Lagers in einer Lageraufnahme und eine Lageranordnung bestehend aus einer Lageraufnahme und wenigstens einem Lager.
Aus der DE 198 05 237 ist es bereits bekannt, Lager in eine Lageraufnahme einzubringen und durch Verformen des Materials auf der Stirnseite der Lageraufnahme zu fixieren. Das verformte Material überdeckt einen im Bereich der Stirnfläche des Lager-Außenrings umlaufenden Schulterbereich und stellt somit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Lager und der Lageraufnahme her.
Obwohl mit der bekannten Anordnung bereits sehr gute Ergebnisse erzielt werden, besteht Bedarf nach einer Fixierung des Lagers in der Lageraufnahme, die auch für extreme Belastungen ausgelegt ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Fixierung des Lagers in der Lageraufnahme derart auszugestalten, daß sie höchsten axialen Belastungen dauerhaft Stand hält.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der Ansprüche 1 und 4 gelöst.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine dauerhafte Fixierung des Lagers in der Lageraufnahme dadurch hergestellt, daß das Material eines ersten Teilbreichs der Lageraufnahme verdichtet wird und das verdichtete Material danach so verformt wird, daß eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Lager und der Lageraufnahme hergestellt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die damit hergestellte Verbindung zwischen dem Lager und der Lageraufnahme eine sehr hohe Festigkeit aufweist.
Dadurch, daß das verformte Material sehr hoch verdichtet ist, kann es sehr hohen Belastungen dauerhaft standhalten. Da das hoch verdichtete Material unter Belastung kaum nachgibt, wird verhindert, daß das Lager insbesondere bei Lastwechseln kleine Axialbewegungen ausführt und somit die Verbindung zwischen Lager und Lageraufnahme zusätzlichen impulsförmigen Belastungen aussetzt, die im Laufe der Zeit ebenfalls zu einer Verformung oder einer Ermüdung des die formschlüssige Verbindung bildenden Materials führen könnten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 die erfindungsgemäße Lageranordnung in Aufsicht,
Fig. 2 einen entlang der Linie AB geführten Schnitt durch die Lageranordnung aus Fig. 1 und,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Lageranordnung in Aufsicht. In der dargestellten Ausführungsform sind eine Lageraufnahme 1 zwei Lager 2 eingebracht. Die Lager 2 bestehen jeweils aus einem Innenring 3, einem Außenring 4 und zwischen Innenring 3 und Außenring 4 angeordneten kugelförmigen Wälzkörpern 5. Die Lageraufnahme 1 weist eine Reihe von Bohrungen 6 auf, die der Befestigung in einer dafür vorgesehenen Einbauumgebung dienen.
Fig. 2 zeigt einen entlang der Linie AB geführten Schnitt durch die Lageranordnung aus Fig. 1. Die Lageraufnahme 2 besteht aus einem plattenförmigen Blechteil 7, an das zwei zylinderförmige Vertiefungen 8 angeformt sind, die sich senkrecht zur Plattenebene erstrecken. In einem Bereich zwischen den beiden Lagern 2 ist die Wandstärke der Mantelflächen der zylinderförmigen Vertiefungen 8 bis auf Null reduziert, so daß zwischen den beiden Lagern 2 lediglich am Boden der Vertiefungen 8 angeordneter Steg 10 verbleibt.
Die zylinderförmigen Vertiefungen 8 können beispielsweise mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt werden, wobei die Bodenflächen der zylinderförmigen Vertiefungen 8 jeweils durch Ausstanzen bis auf einen den Mantelflächen der zylinderförmigen Vertiefungen 8 unmittelbar benachbarten ringförmigen Abschnitt 9 entfernt werden. Die ringförmigen Abschnitte 9 dienen als Anschlagflächen für die Außenringe 4 der Lager 2. Hierzu sind die Außenringe 4 mit je einer ringförmig umlaufenden unteren Schulter 11 versehen, die auf dem entsprechenden ringförmigen Abschnitt aufliegt.
Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2. Zur dauerhaften Fixierung der Lager 2 in der Lageraufnahme 1 wird die Lageraufnahme 1 derart verformt, daß es zu einer Überdeckung von verdrängtem Material 12 mit einer oberen Schulter 13 der Außenringe 4 und damit zu einer Formschluß-Verbindung kommt. Um der Formschluß-Verbindung eine besonders hohe Festigkeit zu verleihen, wird für die Ausbildung der Formschluß-Verbindung ein zweistufiger Verformungsprozeß eingesetzt. Hierzu werden die Lager 2 zunächst in die zylinderförmigen Vertiefungen 8 der Lageraufnahme 1 eingeführt, bis die unteren Schultern 11 der Außenringe 4 an den ringförmigen Abschnitten 9 der Lageraufnahme 1 anliegen. Anschließend wird in einer ersten Stufe des Verformungsprozesses auf der den unteren Schultern 11 gegenüberliegenden Seite der Lageraufnahme 1 ein erster Preßstempel gegen die Lageraufnahme 1 gepreßt, so daß das Blechteil 7 der Lageraufnahme in einem ersten Bereich 14, der den Außenringen 4 benachbart ist und eine radiale Erstreckung r1 aufweist, eingedrückt wird und dabei das Material der Lageraufnahme 1 innerhalb dieses ersten Bereichs 14 verdichtet wird. In einer zweiten Stufe des Verformungsprozesses wird ein zweiter Preßstempel gegen die Lageraufnahme 1 gepreßt, so daß das Blechteil 7 der Lageraufnahme 1 in einem zweiten Bereich 15, der innerhalb des ersten Bereichs liegt und eine radiale Erstreckung r2 aufweist, verformt wird und das Material 12 der Lageraufnahme 1 verdrängt wird. Die radiale Erstreckung r2 des zweiten Teilbereichs entspricht vorzugsweise 40 bis 70% der Wanddicke d der Lageraufnahme im Bereich der Vertiefung 8. Das verdrängte Material 12 weicht zu den Außenringen 4 hin aus und überlappt mit den an den Außenringen 4 umlaufenden oberen Schultern 13, so daß eine axiale Formschluß-Verbindung zwischen Lageraufnahme 1 und Außenringen 4 ausgebildet wird.
Je nach Ausführungsbeispiel kann der zweistufige Verformungsprozeß entweder so ablaufen wie vorstehend geschildert, d. h. die Außenringe 4 werden vor der ersten Stufe des Verformungsprozesses in der Lageraufnahme 1 positioniert und die beiden Stufen des Verformungsprozesses werden unmittelbar aufeinanderfolgend durchgeführt. Dabei können die beiden Preßstempel sowohl als kombiniertes Werkzeug als auch als zwei getrennte Werkzeuge ausgeführt sein. Alternativ zu diesem Ausführungsbeispiel kann die erste Stufe des Verformungsprozesses auch bereits durchgeführt werden, bevor die Außenringe 4 in der Lageraufnahme 1 positioniert werden und das weitere Verfahren wird dann mit der bereits teilweise bearbeiteten Lageraufnahme 1 durchgeführt.
Neben der explizit beschriebenen Lageraufnahmen 1 für zwei Lager 2 bezieht sich die Erfindung in gleicher Weise auch auf Lageraufnahmen 1, die für eine andere Zahl von Lagern 2 ausgelegt sind.
Desweiteren kann die erfindungsgemäße Lageraufnahme 1 statt der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Kugellager auch andere Wälzlager wie Zylinderrollenlager oder Kegekollenlager und darüber hinaus auch Gleitlager aufweisen.
Bezugszeichen
1
Lageraufnahme
2
Lager
3
Innenring
4
Außenring
5
Wälzkörper
6
Bohrungen
7
Blechteil
8
Vertiefung
9
ringförmige Abschnitte
10
Steg
11
untere Schulter
12
verdrängtes Material
13
obere Schulter
14
erster Bereich
15
zweiter Bereich

Claims (4)

1. Verfahren zur Fixierung wenigstens eines Lagers (2) in einer Lageraufnahme (1), die wenigstens eine Vertiefung (8) zur Aufnahme des Lagers (2) aufweist, in der das Lager (2) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - ein erster Teilbereich (14) der Lageraufnahme (1) derart verformt wird, daß es zu einer Materialverdichtung kommt,
  • - ein zweiter Teilbereich (15) der Lageraufnahme (1), der innerhalb des ersten Teilbereichs (14) angeordnet ist so verformt wird, daß eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung zwischen dem Lager (2) und der Lageraufnahme (1) entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Die Verformung des ersten Teilbereichs und des zweiten Teilbereichs durchgeführt wird, nachdem das Lager in die Vertiefung der Lageraufnahme eingelegt wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager in die Vertiefung der Lageraufnahme eingelegt wird, bei der bereits zuvor der erste Teilbereich verformt wurde.
4. Lageranordnung bestehend aus einer Lageraufnahme (1) mit wenigstens einer Vertiefung (8), in der ein Lager (2) angeordnet ist, wobei sich die Lageraufnahme (1) und das Lager (2) derart überdecken, daß das Lager (2) in axialer Richtung formschlüssig mit der Lageraufnahme (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Material der Lageraufnahme in der Umgebung der Überdeckung eine erhöhte Materialdichte aufweist und
  • - daß die erhöhte Materialdichte aus einem zweistufigen Umformprozeß resultiert.
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