DE10135556A1

DE10135556A1 - Verfahren zum Montieren von Lagerringen

Info

Publication number: DE10135556A1
Application number: DE10135556A
Authority: DE
Inventors: Manfred Brandenstein; Hans Juergen Friedrich; Hubert Herbst; Peter Horling
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2021-07-21
Also published as: DE10135556B4; US7103974B2; US20020021852A1; GB2365499B; GB0118890D0; JP2002081454A; GB2365499A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren von Lagerringen (1, 17). Zur Montage eines Außenrings (1) wird ein Stempel (7) in den Außenring (1) eingepresst, so dass eine innere Mantelfläche (4) des Außenrings (1) die Form des Stempels (7) annimmt. Danach wird der Außenring (1) mit Hilfe des Stempels (7) in die Ausnehmung (3) eines Maschinenteils (2, 8) eingepresst, wobei die Kontur der äußeren Mantelfläche (5) des Außenrings (1) durch axiales Abstrecken plastisch in das Maschinenteil (2) eingeformt wird. Schließlich wird der Stempel (7) wieder aus dem Außenring (1) entfernt. Zur Montage eines Innenrings (17) wird ein Stempel (21) mit einer Bohrung (22) auf den Innenring (17) aufgepresst, so dass die am Stempel (21) anliegende innere Mantelfläche (19) des Innenrings (17) die Form der Bohrung (22) des Stempels (21) annimmt. Danach wird der Innenring (17) mit Hilfe des Stempels (21) auf das Maschinenteil (18) aufgepresst und dabei die Kontur der inneren Mantelfläche (19) des Innenrings (17) durch axiales Abstrecken plastisch in das Maschinenteil (18) eingeformt. Schließlich wird der Stempel (21) wieder vom Innenring (17) entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren von Lagerringen, die auf einer ihrer Mantelflächen eine Laufbahn zum Abrollen von Wälzkörpern oder eine Gleitfläche aufweisen und ihr die Anwendung dieses Verfahrens besonders geeignete Lagerringe.

Es ist bereits bekannt, Lagerringe beispielsweise in die Bohrung eines Lagergehäuses oder auf eine Welle zu pressen. Um einen sicheren Sitz der Lagerringe zu gewährleisten, werden diese mit einer von den speziellen Anforderung des Anwendungsfalls abhängigen Überdeckung in die Bohrung bzw. auf die Welle gepresst. Dabei kommt es jedoch nicht selten zu einem gewissen Zielkonflikt, der darin besteht, dass auf der einen Seite im Sinne eines festen und dauerhaften Sitzes des Lagerrings eine möglichst hohe Überdeckung empfehlenswert erscheint und auf der anderen Seite eine möglichst geringe Überdeckung gewählt werden sollte, um die negativen Folgen des Einpressens, wie eine Verformung des Lagerrings und die daraus resultierende Unrundheit oder gar Beschädigung sowie eine Beschädigung der Sitzfläche zu vermeiden. Insbesondere wenn hohe Anforderungen an die Maßgenauigkeit und Rundheit im Bereich der Laufbahn oder der Gleitfläche des Lagerrings gestellt werden, besteht die übliche Vorgehensweise darin, den Lagerring erstens möglichst präzise zu fertigen und zweitens das Montageverfahren so zu gestalten, dass der Lagerring bei der Montage möglichst wenig verformt wird und somit seine Abmessungen möglichst wenig verändert werden. Hierzu wird der Lagerring möglichst schonend auf der dafür vorgesehenen Sitzfläche positioniert, beispielsweise in eine Gehäusebohrung oder auf einer Welle und, falls erforderlich, gegen Wandern gesichert. Die axiale Sicherung lässt sich dabei noch relativ problemlos mittels dafür vorgesehenen Schultern oder Anschlagflächen und beispielsweise Klemmringen oder Muttern realisieren. Wesentlich schwieriger ist dagegen die Sicherung gegen Verdrehen. Prinzipiell ist es möglich, formschlüssig eingreifende Maschinenteile zu verwenden. Dies erfordert jedoch einen relativ großen Aufwand und ist damit häufig mit relativ hohen Kosten verbunden. Eine bezüglich der Kosten und des Aufwands günstiger zu bewertende Sicherung mittels einer Passung wird üblicherweise nur für den Bereich kleiner Überdeckungen realisiert, da andernfalls die präzise gefertigten Lagerringe in unzulässiger Weise verformt werden und ist daher auf Einsatzgebiete mit niedrigen Belastungen beschränkt.

Die DE 34 09 247 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von achsgenauen Lagersitzen in Leichtmetall-Druckgußteilen, bei dem Nadelhülsen in kalibrierte Sinterteile eingedrückt werden.

Aus der DE 21 17 018 C2 ist es bekannt, eine gehärtete Lagerbuchse in eine ungehärtete Hülse einzupressen. Der so hergestellte zweiteilige Lagerring wird mit Hilfe eines Dorns in eine Matrize gepresst, wobei der Außendurchmesser des Lagerrings durch Fließpressen kalibriert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage von Lagerringen anzugeben, dass zum einen sehr hohe Ansprüche an die Maßhaltigkeit der montierten Lagerringe erfüllt und zum anderen eine dauerhafte und belastbare Fixierung der Lagerringe gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der Ansprüche 1 und 11 erfüllt. Für den Einsatz bei diesem Verfahren besonders geeignete Lagerringe werden durch die Merkmale der Ansprüche 7 und 16 gekennzeichnet.

Entgegen der bisher bekannten Vorgehensweise für die Montage von sehr maßgenauen Lagerringen werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die Lagerringe mit einer hohen Überdeckung auf ihre Sitzfläche gepresst. Die Überdeckung ist dabei so gewählt, dass es zu einer plastischen Verformung der Sitzfläche kommt. Überraschender Weise ist es trotzdem möglich unter derartigen Bedingungen zu einem montierten Lagerring mit sehr guter Maßhaltigkeit zu gelangen. Dies wird bei der Montage eines Außenrings dadurch erreicht, dass ein Stempel in den Außenring eingepresst wird und der Außenring dabei derart verformt wird, dass die am Stempel anliegende innere Mantelfläche des Außenring die Form des Stempels annimmt. Erst danach wird der Außenring mit Hilfe des Stempels in die Ausnehmung des Maschinenteils eingepresst und dabei wird die Kontur der äußeren Mantelfläche des Außenrings durch axiales Abstrecken, wobei der Außenring als Abstreckwerkzeug dient, plastisch in das Maschinenteil eingeformt. Schließlich wird der Stempel wieder aus dem Außenring entfernt.

Dieses Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Außenring nach der Montage eine sehr hohe Maßgenauigkeit aufweist, da durch die plastische Verformung des Maschinenteils erreicht wird, dass der Außenring auch nach dem Entfernen des Stempels die mit dem Stempel erzwungene Form weitgehend beibehält.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Lagerringe nicht die für die Lagerringe im montierten Zustand geforderten Toleranzen erfüllen müssen. Das heißt, das erfindungsgemäße Montageverfahren führt zu einer Verbesserung der Maßhaltigkeit der Außenringe wogegen bekannte Montageverfahren in der Regel zu einer Verschlechterung führen. Da die Anforderungen an die verwendeten Lagerringe somit niedriger sind, lassen sich diese schneller und kostengünstiger herstellen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ein sehr fester Sitz realisieren läßt.

Die genannten Vorteile gelten in analoger Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage von Innenringen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a bis 1d eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage eines Außenrings in Schnittdarstellung,

Fig. 2a bis 2d eine modifizierte Version des in Fig. 1 dargestellten Verfahrens,

Fig. 3a und 3b den erfindungsgemäßen Außenring in Schnittdarstellung,

Fig. 4 den erfindungsgemäßen Außenring im montierten Zustand in Schnittdarstellung,

Fig. 5a bis 5d eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage eines Innenrings in Schnittdarstellung und

Fig. 6a und 6b den erfindungsgemäßen Innenring in Schnittdarstellung.

Fig. 1a bis 1d zeigen eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage eines Außenrings in Schnittdarstellung. Es handelt sich dabei um vier Momentaufnahmen des Verfahrensablaufs, die stark schematisiert dargestellt sind und die nicht notwendigerweise mit einem gegebenenfalls vorhandenen Zeittakt beim Ablauf des Herstellungsverfahrens korrelieren.

Die Fig. 1a zeigt einen Außenring 1 und ein Maschinenteil 2, das eine Bohrung 3 zur Aufnahme des Außenrings 1 aufweist. In der Darstellung gemäß Fig. 1a befindet sich der Außenring 1 außerhalb der Bohrung 3, d. h. der Außenring 1 ist im unmontierten Zustand dargestellt. Eine innere Mantelfläche 4 des Außenrings 1 ist als Laufbahn zum Abrollen von Wälzkörpern oder als Gleitfläche ausgebildet. Eine äußere Mantelfläche 5 des Außenrings 1 ist als Sitzfläche ausgebildet, die nach der Montage an der Wandung 6 der Bohrung 3 anliegt.

Wie in Fig. 1b dargestellt, wird in einem ersten Verfahrensschritt ein zylinderförmiger Stempel 7 in den Außenring 1 eingepresst. Der Stempel 7 ist sehr präzise gefertigt und repräsentiert somit einen nahezu perfekten Zylinder. Diese Zylinderform wird beim Einpressen des Stempels 7 in den Außenring 1 auf die innere Mantelfläche 4 des Außenrings 1 übertragen. Das Einpressen erfolgt mit einer gewissen Überdeckung zwischen dem Stempel 7 und dem Außenring 1, so dass es zu einer in der Regel elastischen Verformung des Außenrings 1 kommt, mit dem Ergebnis, dass die innere Mantelfläche 4 des Außenrings 1 präzise an der Zylinderoberfläche des Stempels 7 anliegt. Durch das Einpressen des Stempels 7 wird der Innendurchmesser des Außenrings 1 somit auf ein gewünschtes Maß gebracht. Weiterhin werden gegebenenfalls bestehende Unrundheiten auf der inneren Mantelfläche 4 des Außenrings 1 stark reduziert. Die genannten Effekte würden jedoch ohne zusätzliche Maßnahmen beim Entfernen des Stempels 7 vom Außenring 1 wieder aufgehoben, in soweit der Außenring 1 elastisch verformt wurde. Geeignete Gegenmaßnahmen, die ein Zurückfedern des Außenrings 1 in seine Ausgangslage verhindern, werden im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens getroffen.

Nachdem das Einpressen des Stempels 7 in den Außenring 1 abgeschlossen ist, wird der Außenring 1 mittels des darin befindlichen Stempels 7 in die Bohrung 3 des Maschinenteils 2 bis zu einer vorgegebenen Position eingepresst. Diese Situation ist in der Fig. 1c dargestellt. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei, dass es im Rahmen dieses letztgenannten Einpreßvorgangs zu einer plastischen Verformung des Maschinenteils 2 kommt. Im Rahmen dieser plastischen Verformung paßt sich das Maschinenteil 2 im Bereich der Wandung 6 der Bohrung 3 der Kontur der äußeren Mantelfläche 5 des Außenrings 1 an, und zwar dauerhaft. Dabei ist es weder der Regelfall noch notwendig, dass die äußere Mantelfläche 5 des Außenrings 1 eine sehr genaue Zylinderform aufweist.

Bei der plastischen Verformung handelt es sich um einen axialen Abstreckvorgang, bei dem der Außenring 1 als Abstreckwerkzeug dient. Beim axialen Abstrecken wird das Material des Maschinenteils 2 verdichtet und ggf. auch verdrängt. Die Materialverdichtung ist sehr wichtig, um die mit Hilfe des Stempels 7 optimierte Zylinderform des Außenrings 1 dauerhaft zu erhalten. Ein einfaches Einpressen des Außenrings 1 in das Maschinenteil 2 ohne Abstreckung ist nicht ausreichend, um die innere Mantelfläche 4 des Außenrings 1 dauerhaft in eine hochpräzise Zylinderform zu zwingen.

Damit eine plastische Verformung des Maschinenteils 2 stattfinden kann, ist es erforderlich, dass der Außenring 1 mit einer gewissen Überdeckung in die Bohrung 3 des Maschinenteils gepresst wird. Eine Überdeckung von wenigstens 100 µm liefert in der Regel sehr gute Ergebnisse. Insbesondere wird eine Überdeckung gewählt, die der Größe des maximalen Wanddickenschlags auf der äußeren Mantelfläche 5 des Außenrings 1 zuzüglich eines Werts von wenigstens 50 µm entspricht. Der maximale Wanddickenschlag ist dabei unter Annahme einer nahezu perfekt zylindrisch geformten inneren Mantelfläche 4 als Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten lokalen Radius im zylindrisch geformten Bereich der äußeren Mantelfläche 5 des Außenrings 1 nach dem Einpressen des Stempels 10 definiert. Der maximale Wanddickenschlag liegt in der Regel bei ca. 60 µm, so dass als Überdeckung typischerweise 110 µm und mehr gewählt werden. Dies ist deutlich mehr als für einen üblichen Presssitz verwendet wird. Weiterhin müssen das Material des Außenrings 1 und das Material des Maschinenteils 2 so aufeinander abgestimmt sein, dass das Maschinenteil 2 und nicht der Außenring 1 plastisch verformt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass für den Außenring 1 ein härteres Material als für das Maschinenteil 2 gewählt wird. Schließlich ist auch noch die Geometrie, insbesondere des Außenrings 1 von Bedeutung. Der Außenring 1 muss in dem Bereich, in dem er beim Einpressen das Maschinenteil 2 berührt so ausgebildet sein, dass es nicht zu einem Materialabtrag, beispielsweise durch Abschaben, sondern zu einer Verformung des Maschinenteils 2 kommt. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise scharfe Kanten zu vermeiden und die äußere Mantelfläche 5 des Außenrings 1 ist auf der beim Einpressen dem Maschinenteil 2 zugewandten Seite so auszubilden, dass eine im Sinne der gewünschten Verformung des Maschinenteils 2 günstige Druckeinleitung vom Außenring 1 in das Maschinenteil 2 möglich ist. Auf diese Geometrie wird im einzelnen bei den Fig. 3a und 3b eingegangen.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Stempel 7 wieder aus dem Außenring 1 entfernt, wobei der Außenring 1 in der Bohrung 3 des Maschinenteils 2 verbleibt. Dies ist in Fig. 1d dargestellt. Infolge der beim Einpressen des Stempels 7 in den Außenring 1 erzeugten Spannungen wird der Außenring 1 zwar versuchen in seine ursprüngliche Form zurückzufedern. Dies wird jedoch dadurch verhindert, dass der Außenring 1 mit seiner äußeren Mantelfläche an der Wandung 6 der Bohrung 3 fest anliegt und sich somit nicht verformen kann. Die durch den Stempel 7 in die innere Mantelfläche 4 des Außenrings 1 eingeprägte Zylinderform wird somit auch nach dem Entfernen des Stempels 7 weitgehend beibehalten, so dass der Außenring 1 im montierten Zustand eine nahezu perfekt zylindrisch geformte innere Mantelfläche 4 aufweist und somit über eine hochpräzise Laufbahn oder Gleitfläche verfügt. Desweiteren wird durch das erfindungsgemäße Montageverfahren ein sehr fester Sitz des Außenrings 1 in der Bohrung 3 des Maschinenteils 2 erreicht, der auch hohen Belastungen dauerhaft standhält.

Die Fig. 2a bis 2d zeigen eine im Hinblick auf die Anwendung bei dünnwandigen Maschinenteilen angepasste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die gleiche Darstellungsform gewählt wurde wie in den Fig. 1a bis 1d.

In Fig. 2a sind der Außenring 1 und das dünnwandige Maschinenteil, beispielsweise ein Lagerträger 8 im unmontierten Zustand dargestellt. Der Lagerträger 8 besteht aus einem hohlzylindrischen Bereich 9 und einem radial nach außen weisenden Flansch 10.

Wie in Fig. 2b dargestellt, wird der Stempel 7 entsprechend Fig. 1b in den Außenring 1 eingepresst. Desweiteren wird der Lagerträger 8 mit seinem hohlzylindrischen Bereich 9 in eine Bohrung 11 einer Matrize 12 eingeführt, bis der Flansch 10 des Lagerträgers 8 an der Matrize 12 anliegt. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird auch bei dieser Ausführungsform der Stempel 7 mit einer Überdeckung in den Außenring 1 eingepresst. Der Lagerträger 8 wird eng anliegend aber ohne Überdeckung oder mit einer relativ geringen Überdeckung in die Matrize 12 eingeführt, damit er möglichst wenig verformt wird.

Anschließend wird der Außenring 1 mit Hilfe des Stempels 7 in den Lagerträger 8 gepresst. Dieser Verfahrensschritt ist in Fig. 2c dargestellt. Entsprechend der in Fig. 1c dargestellten Ausführungsform wird eine große Überdeckung zwischen dem Außenring 1 und dem hier als Lagerträger 8 ausgebildeten Maschinenteil gewählt, so dass es zu einer plastischen Verformung des Lagerträgers 8 im Rahmen eines aalen Abstreckvorgangs durch den Außenring 1 kommt. Ein Ausweichen des Lagerträgers 8 radial nach außen ist nur begrenzt möglich, da sich der Lagerträger 8 in dieser Richtung auf die Matrize 12 abstützt. Die Überdeckung kann in Analogie zu dem in den Fig. 1a bis 1d dargestellten Ausführungsbeispiel wenigstens 100 µm betragen oder vom maximalen Wanddickenschlag des Außenrings 1 abhängen.

Nachdem der Einpressvorgang abgeschlossen ist, wird der Stempel 7, wie in Fig. 2d dargestellt, wieder aus dem Außenring 1 entfernt und der Lagerträger 8 wird aus der Matrize 12 entnommen. Der Lagerträger 8 kann dann in der dafür vorgesehenen Einbauumgebung montiert werden, wobei gegebenenfalls zuvor noch eine Bestückung mit den restlichen Lagerkomponenten in bekannter Weise erfolgt.

Die Fig. 3a und 3b zeigen den erfindungsgemäßen Außenring in Schnittdarstellung. Beispielhaft wurde ein Außenring 1 abgebildet, der an einem axialen Ende einen radial einwärts gerichteten Flansch 13 aufweist. Der Außenring 1 ist so ausgebildet, dass er bei der Montage mit der axialen Seite, an der der Flansch 13 ausgebildet, beginnend in das Maschinenteil 2 oder den Lagerträger 8 eingepresst wird.

Um die beim Einpressvorgang erwünschte plastische Verformung des Maschinenteils 2 oder des Lagerträgers 8 zu erleichtern, verringert sich der Durchmesser der äußeren Mantelfläche 5 des Außenrings 1 zu der Stirnseite hin, an der der Flansch 13 ausgebildet ist. Dabei hat sich der in dem vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3b dargestellte Kurvenverlauf als besonders günstig erwiesen. Bei dieser Ausführungsform ist die äußere Mantelfläche 5 des Außenrings 1 im Übergangsbereich zur Stirnseite mit dem Flansch 13 als konvex gekrümmte Fläche 14 ausgebildet, so dass die äußere Mantelfläche 7 kontinuierlich in die Außenseite des Flansches 13 übergeht. An die konvex gekrümmte Fläche 14 schließt sich auf der äußeren Mantelfläche 5 ein kegelförmiger Abschnitt 15 an, innerhalb dessen der Außendurchmesser des Außenrings 1 bis zu einem Maximalwert stetig zunimmt. Über den restlichen axialen Bereich bleibt der Durchmesser konstant bei diesen Maximalwert, d. h. die äußere Mantelfläche 5 weist eine zylindrische Form auf.

Damit sich die beim Einpressen des Außenrings 1 erwünschten Abstreckeffekte erzielen lassen, werden für den Winkel, den der kegelförmige Abschnitt 15 mit dem zylinderförmigen Bereich der äußeren Mantelfläche 5 des Außenrings 1 einschließt Werte zwischen 7° und 15° gewählt. Im Bereich des Übergangs zwischen Kegelform und Zylinderform kann an der äußeren Mantelfläche 5 ein Radius von maximal 0,3 mm ausgebildet sein.

Durch die beschriebene Formgebung wird erreicht, dass beim Einpressen des Außenrings 1 in das Maschinenteil 2 oder den Lagerträger 8 kein oder nur wenig Material abgeschabt wird und es statt dessen zu einer Verformung und/oder Verdichtung des Materials des Maschinenteils 2 oder des Lagerträgers 8 in einer Richtung radial nach außen kommt. Je nach Anwendungsfall sind auch Abweichungen von der beschriebenen Formgebung möglich, wobei sich ein stetiger Übergang ohne Kanten von der äußeren Mantelfläche 5 in die Stirnfläche des Außenrings 1 in der Regel als günstig erweist.

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Außenrings im montierten Zustand. Es ist beispielhaft ein in dem Lagerträger 8 montierter Außenring 1 dargestellt. Die gezeigten Verhältnisse liegen bei anderen Maschinenteilen jedoch sehr ähnlich. In der Figur ist der Verlauf der inneren Mantelfläche des Lagerträgers 8 vor der Montage des Außenrings 1 durch die gestrichelte Linie 16 verdeutlicht, so dass erkennbar ist, dass der Außenring 1 beim Einpressen praktisch keine Formveränderung erfahren hat und am Lagerträger 8 das Material im Bereich seiner inneren Mantelfläche 16 radial nach außen bzw. axial verdrängt wurde. An seiner äußeren Mantelfläche ist der Lagerträger nicht oder nur sehr wenig verändert, da diese beim Einpressvorgang an der Matrize 12 anliegt. Aus Fig. 4 ist auch entnehmbar, dass der radiale Versatz im Bereich des kegelförmigen Abschnitts 15 der äußeren Mantelfläche 5 des Außenrings 1 größer ist als die radiale Überdeckung zwischen dem Außenring 1 und dem Lagerträger 8, d. h. die Materialverdrängung bzw. Materialverdichtung beim Einpressen des Außenrings 1 erfolgt über den kegelförmigen Abschnitt 15.

Die Fig. 5a bis 5d zeigen eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage eines Innenrings in Schnittdarstellung.

Es ist beispielhaft die Montage eines Innenrings 17 auf einer Welle 18 dargestellt. Die Montage des Innenrings 17 erfolgt prinzipiell analog zur Montage des Außenrings 1.

In Fig. 5a sind der Innenring 17 und die Welle 18 vor der Montage dargestellt. Beim Innenring 17 ist eine innere Mantelfläche 19 als Sitzfläche ausgebildet und eine äußere Mantelfläche 20 als Gleitfläche oder als Laufbahn zum Abrollen von Wälzkörpern.

Wie in Fig. 5b dargestellt, wird der Innenring 17 in einem ersten Verfahrensschritt in einen hohlzylindrischen Stempel 21 eingepresst. Als Tiefenanschlag für den Einpressvorgang kann eine in der Bohrung 22 des Stempels 21 umlaufende Schulter 23 dienen. Die Bohrung 22 des Stempels 21 ist sehr präzise gefertigt, so dass die Wandung 23 der Bohrung 22 einen nahezu perfekten Zylinder repräsentiert. Dies hat zur Folge, dass die äußere Mantelfläche 20 des Innenrings 17 im eingepressten Zustand ebenfalls nahezu perfekt zylindrisch ist. Für das Einpressen des Innenrings 17 in den Zylinder 21 wird eine Überdeckung gewählt, die in der Regel lediglich zu einer elastischen Verformung des Innenrings 17 führt.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird der in der Bohrung 22 des Stempels 21 befindliche Innenring 17 auf die Welle 18 aufgepresst. Hierbei ist die Überdeckung so gewählt, dass es im Rahmen eines axialen Absteckvorgangs zu einer plastischen Verformung der Welle 18 in dem Bereich ihrer Mantelfläche 25 kommt, die am Innenring 17 anliegt. Der Wert für die Überdeckung kann in Analogie zur Vorgehensweise beim Außenring 1 gewählt werden, wobei der maximale Wanddickenschlag auf der inneren Mantelfläche 19 des Innenrings 17 zu Grunde gelegt wird. Nach diesem Verfahrensschritt ist die in Fig. 5c dargestellte Konfiguration erreicht.

Schließlich wird der Stempel 21 vom Innenring 17 abgezogen, der mit einem festen Sitz und einer nahezu perfekt zylindrisch geformten äußeren Mantelfläche 20 auf der Welle 18 verbleibt. Dies ist in Fig. 5d dargestellt.

Die Fig. 6a und 6b zeigen den erfindungsgemäßen Innenring in Schnittdarstellung. Dabei stellt Fig. 6b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 6a dar. Die innere Mantelfläche 19 des Innenrings 17 weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf. In der Nähe der Stirnfläche des Innenrings 17, in deren Richtung der Innenring 17 bei der Montage auf die Welle 18 oder ein anderes Maschinenteil aufgepresst wird, weicht die innere Mantelfläche 19 jedoch von der Zylinderform ab und besitzt zunächst die Form einer sich aufweitenten Kegelfläche 26, die schließlich in eine konvex gekrümmte Fläche 27 übergeht, d. h. der Innendurchmesser des Innenrings 17 nimmt zu der genannten Stirnfläche hin stetig zu. Der Winkel zwischen der Kegelfläche 26 und dem zylindrischen Bereich der inneren Mantelfläche 19 des Innenrings 17 beträgt zwischen 7° und 15°, wobei auf der inneren Mantelfläche 19 im Bereich des Übergangs zwischen der Kegelform und der Zylinderform ein Radius von maximal 0,3 mm ausgebildet sein kann. Wie beim Außenring 1 dient diese Formgebung des Innenrings 17 dazu, die plastische Verformung des Maschinenteils, auf dem der Innenring montiert wird, zu unterstützen. Somit ist auch beim Innenring 17 im Hinblick auf die Formgebung in der Nähe der genannten Stirnfläche wesentlich, dass Kanten möglichst vermieden werden. Um die Montage zu vereinfachen kann der beschriebene kontinuierliche Übergang zwischen der inneren Mantelfläche 19 und der Stirnfläche des Innenrings 17 zu beiden Stirnflächen hin vorgesehen werden, so dass bei der Montage nicht auf eine seitenrichtige Lage des Außenrings geachtet werden muss.

In einer Variante der Erfindung ist die Laufbahn bzw. die Gleitfläche des Außenrings 1 oder des Innenrings 17 nicht zylindrisch sondern kegelig ausgebildet. Dementsprechend wird ein kegeliger Stempel 7 oder ein Stempel 21 mit einer kegeligen Bohrung 22 verwendet. Prinzipiell hängt die Ausbildung des Stempels 7 oder der Bohrung 22 des Stempels 21 von der gewünschten Kontur der Laufbahn bzw. der Gleitfläche ab, d. h. beim Außenring 1 von der inneren Mantelfläche 4 und beim Innenring 17 von der äußeren Mantelfläche 20.

Bezugszeichen

1

Außenring

2

Maschinenteil

3

Bohrung (Maschinenteil)

4

innere Mantelfläche (Außenring)

5

äußere Mantelfläche (Außenring)

6

Wandung

7

Stempel (für Außenringe)

8

Lagerträger

9

hohlzylindrischer Bereich

10

Flansch (Lagerträger)

11

Bohrung (Matrize)

12

Matrize

13

Flansch (Außenring)

14

gekrümmte Fläche (Außenring)

15

kegelförmiger Abschnitt (Außenring)

16

innere Mantelfläche (Lagerträger)

17

Innenring

18

Welle

19

innere Mantelfläche (Innenring)

20

äußere Mantelfläche (Innenring)

21

Stempel (für Innenringe)

22

Bohrung (Stempel)

23

Schulter

24

Wandung

25

Mantelfläche (Welle)

26

Kegelfläche (Innenring)

27

gekrümmte Fläche (Innenring)

Claims

1. Verfahren zum Montieren eines Außenrings (1) eines Lagers, der eine innere Mantelfläche (4) mit einer Laufbahn zum Abrollen von Wälzkörpern oder mit einer Gleitfläche und eine äußere Mantelfläche (5) aufweist in einer Ausnehmung (3) eines Maschinenteils (2, 8), wobei
ein Stempel (7) in den Außenring (1) gepresst wird und dabei der Außenring (1) derart verformt wird, dass die am Stempel (7) anliegende innere Mantelfläche (4) des Außenrings (1) die Form des Stempels (7) annimmt,
der Außenring (1) mit Hilfe des Stempels (7) in die Ausnehmung (3) des Maschinenteils (2, 8) gepresst wird und dabei die Kontur der äußeren Mantelfläche (5) des Außenrings (1) durch axiales Abstrecken des Maschinenteils (2, 8), wobei der Außenring (1) als Abstreckwerkzeug dient plastisch in das Maschinenteil (2, 8) eingeformt wird und
der Stempel (7) aus dem Außenring (1) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (4) des Außenrings (1) die mit dem Stempel (7) erzwungene Form nach Entfernen des Stempels (7) weitgehend beibehält.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (7) mit einer ersten Überdeckung in den Außenring (1) gepresst wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (1) beim Einpressen des Stempels (7) elastisch verformt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (1) mit einer zweiten Überdeckung in das Maschinenteil (2, 8) gepresst wird, die wenigstens 100 µm beträgt oder dem maximalen Wanddickenschlag des Außenrings (1) nach dem Einpressen des Stempels (7) zuzüglich eines Werts von wenigstens 50 µm entspricht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenteil (8) vor dem Einpressen des Außenrings (1) in eine Matrize (12) mit einer zylinderförmigen Bohrung (11) gepresst wird.

7. Außenring zur Verwendung für das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (1) eine größere Härte als das Maschinenteil (2, 8) aufweist.

8. Außenring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (1) in einem axialen Teilbereich seiner äußeren Mantelfläche (5) einen größeren Außendurchmesser aufweist als den Außendurchmesser wenigstens einer seiner Stirnflächen.

9. Außenring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von dem größeren Außendurchmesser der äußeren Mantelfläche (5) zum Außendurchmesser der Stirnfläche wenigstens in einem Teilbereich (14, 15) kontinuierlich verläuft.

10. Außenring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche (4) des Außenrings im Bereich des Übergangs in wenigstens einem ersten Teilabschnitt (15) kegelförmig und in wenigstens einem zweiten Teilabschnitt (14) als eine konvex gekrümmte Fläche ausgebildet ist.

11. Verfahren zum Montieren eines Innenrings (17) eines Lagers, der eine äußere Mantelfläche (20) mit einer Laufbahn zum Abrollen von Wälzkörpern oder mit einer Gleitfläche und eine innere Mantelfläche (19) aufweist auf einem Maschinenteil (18), dadurch gekennzeichnet, dass
ein Stempel (21) mit einer Bohrung (22) auf den Innenring (17) gepresst wird und dabei der Innenring (17) derart verformt wird, dass die am Stempel (21) anliegende äußere Mantelfläche (20) des Innenrings die Form der Bohrung (22) des Stempels (21) annimmt,
der Innenring (17) mit Hilfe des Stempels (21) auf das Maschinenteil (18) gepresst wird und dabei die Kontur der inneren Mantelfläche (19) des Innenrings (17) durch axiales Abstrecken des Maschinenteils (2, 8), wobei der Innenring (17) als Abstreckwerkzeug dient, plastisch in das Maschinenteil (18) eingeformt wird und
der Stempel (21) vom Innenring (17) entfernt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche (20) des Innenrings (17) die mit dem Stempel (21) erzwungene Form nach Entfernen des Stempels (21) weitgehend beibehält.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (21) mit einer ersten Überdeckung auf den Innenring (17) gepresst wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (17) beim Aufpressen des Stempels (21) elastisch verformt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (17) mit einer zweiten Überdeckung auf das Maschinenteil (18) gepresst wird, die wenigstens 100 µm beträgt oder dem maximalen Wanddickenschlag des Innenrings nach dem Aufpressen des Stempels (21) zuzüglich eines Wertes von wenigstens 50 µm entspricht.

16. Innenring zur Verwendung für das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (17) eine größere Härte als das Maschinenteil (18) aufweist.

17. Innenring nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (17) in einem axialen Teilbereich seiner inneren Mantelfläche (19) einen kleineren Innendurchmesser aufweist als den Innendurchmesser wenigstens einer seiner Stirnflächen.

18. Innenring nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von dem kleineren Innendurchmesser der inneren Mantelfläche (19) zum Innendurchmesser der Stirnfläche wenigstens in einem Teilbereich (26, 27) kontinuierlich verläuft.

19. Innenring nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (19) des Innenrings (17) im Bereich des Übergangs in wenigstens einem ersten Teilabschnitt (26) kegelförmig und in wenigstens einem zweiten Teilabschnitt (27) als eine konvex gekrümmte Fläche ausgebildet ist.