DE10001575C2 - Verfahren zur Fixierung wenigstens eines Lagers in einer Lageraufnahme - Google Patents
Verfahren zur Fixierung wenigstens eines Lagers in einer LageraufnahmeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung eines Lagers in einer
Lageraufnahme.
Aus der DE 198 05 237 A1 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 des Anspruchs 1 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 Teilbereich 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 Teilbereichs 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 Teilbereich 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 Lageraufnahme 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.
Des weiteren kann die erfindungsgemäße Lageraufnahme 1 statt der in den
Ausführungsbeispielen beschriebenen Kugellager auch andere Wälzlager wie
Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager und darüber hinaus auch Gleitlager
aufweisen.
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 Teilbereich
15
zweiter Teilbereich
Claims (5)
1. Verfahren zur Fixierung wenigstens eines Lagers (2) in einer Lageraufnahme
(1), die ein plattenförmiges Blechteil (7) aufweist, an das wenigstens eine
zylinderförmige Vertiefung (8), in der das Lager positioniert wird senkrecht
zur Plattenebene angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß,
in einer ersten Stufe eines zweistufigen Verformungsprozesses ein erster Preßstempel gegen die Lageraufnahme (1) gepreßt wird, so daß das Blechteil (7) der Lageraufnahme in einem ersten Teilbereich (14), der dem Außenring (4) des Lagers (2) benachbart ist eingedrückt wird und dadurch das Material der Lageraufnahme (1) in diesem ersten Teilbereich (14) verdichtet wird,
in einer zweiten Stufe des Verformungsprozesses ein zweiter Preßstempel gegen die Lageraufnahme (1) gepreßt wird, so daß das Blechteil (7) der Lageraufnahme (1) in einem zweiten Teilbereich (15), der innerhalb des ersten Teilbereichs (14) liegt so verformt wird, daß das in der ersten Stufe des Verformungsprozesses verdichtete Material zum Außenring (4) hin ausweicht und eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung zwischen dem Lager (2) und der Lageraufnahme (1) ausbildet.
in einer ersten Stufe eines zweistufigen Verformungsprozesses ein erster Preßstempel gegen die Lageraufnahme (1) gepreßt wird, so daß das Blechteil (7) der Lageraufnahme in einem ersten Teilbereich (14), der dem Außenring (4) des Lagers (2) benachbart ist eingedrückt wird und dadurch das Material der Lageraufnahme (1) in diesem ersten Teilbereich (14) verdichtet wird,
in einer zweiten Stufe des Verformungsprozesses ein zweiter Preßstempel gegen die Lageraufnahme (1) gepreßt wird, so daß das Blechteil (7) der Lageraufnahme (1) in einem zweiten Teilbereich (15), der innerhalb des ersten Teilbereichs (14) liegt so verformt wird, daß das in der ersten Stufe des Verformungsprozesses verdichtete Material zum Außenring (4) hin ausweicht und eine in axialer Richtung formschlüssige Verbindung zwischen dem Lager (2) und der Lageraufnahme (1) ausbildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme
(1) in der zweiten Stufe des Verformungsprozesses in einer radialen
Erstreckung (r2) verformt wird, die 40 bis 70% der Wanddicke (d) der
Lageraufnahme (1) im Bereich der Vertiefung (8) entspricht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das bei der Verformung des zweiten Teilbereichs (15) das
verdichtete Material so zum Außenring (4) hin ausweicht, daß es mit einer am
Außenring (4) umlaufenden Schulter (13) überlappt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verformung des ersten Teilbereichs (14) und des
zweiten Teilbereichs (15) durchgeführt wird, nachdem das Lager (2) in die
Vertiefung (8) der Lageraufnahme (1) eingelegt wurde.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Lager (2) in die Vertiefung (8) der Lageraufnahme (1) eingelegt wird, bei
der bereits zuvor der erste Teilbereich (14) verformt wurde.
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