DE10347253A1

DE10347253A1 - Verfahren zur Herstellung eines Lagerträgers zur Aufnahme wenigstens eines Lagers

Info

Publication number: DE10347253A1
Application number: DE10347253A
Authority: DE
Inventors: Peter Horling; Alexander Dilje; Helmut Hauck; Burkhard Buchheim
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: DE10347253B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerträgers zur Aufnahme wenigstens eines Lagers (3). Der Lagerträger weist wenigstens eine zylindrische Sitzfläche (7) für das Lager (3) und einen sich relativ zur zylindrischen Sitzfläche in Radialrichtung erstreckenden Flansch (11) auf. Die zylindrische Sitzfläche (7) wird auf einer Komponente ausgebildet, die separat vom Flansch (11) gefertigt und anschließend mit dem Flansch (11) verbunden wird. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zur Ausbildung der zylindrischen Sitzfläche (7) ein Blechstreifen (1) in eine zylindrische Form gebracht wird, so dass die beiden Enden des Blechstreifens (1) benachbart zueinander zu liegen kommen und die Enden des Blechstreifens (1) miteinander verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerträgers zur Aufnahme wenigstens eines Lagers. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Lagerträger zur Aufnahme wenigstens eines Lagers.

Lagerträger werden eingesetzt, um Wälzlager sicher in einer Einbauumgebung zu fixieren. Häufig sind die Lagerträger dabei so ausgebildet, dass Sie über wenigstens einen zylindrischen Abschnitt zur Aufnahme des Lagers und einen sich relativ zum zylindrischen Abschnitt radial erstreckenden Flansch zur Fixierung des Lagerträgers im Bereich der Einbauumgebung verfügen. Ein derart ausgebildeter Lagerträger ist beispielsweise aus der DE 198 05 237 A1 bekannt. Dort ist ein Lagerträger offenbart, der aus Blech geformt ist und wenigstens zwei nebeneinander angeordnete und durch Tiefziehen hergestellte zylindrische Sitzflächen zur Aufnahme von Wälzlagern aufweist. Außerhalb der zylindrischen Sitzflächen weist der Lagerträger einen ebenen Bereich auf, innerhalb dessen Gewindebohrungen zur Fixierung des Lagerträgers an einem Maschinenteil vorgesehen sind.

Der bekannte Lagerträger ist kostengünstig herzustellen und hat sich bestens bewährt. Allerdings werden für die Herstellung relativ aufwendige Werkzeuge benötigt, so dass für eine kostengünstige Herstellung große Stückzahlen erforderlich sind. Weiterhin ist die Auswahl der verwendeten Rohmaterialien in soweit beschränkt, als sie mit dem Tiefziehprozess kompatibel sein müssen. Dadurch entstehen insbesondere Einschränkungen im Hinblick auf die Dicke des verwendeten Blechmaterials und im Hinblick auf Materialparameter wie beispielsweise die Festigkeit.

Aus der WO 86/06016 ist es bekannt, einen Lagerträger herzustellen, indem eine zylindrische Lageraufnahme mit einem plattenförmigen Maschinenteil verschweißt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Lagerträger zur Aufnahme wenigstens eines Lagers auf möglichst optimale Weise herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines Lagerträgers zur Aufnahme wenigstens eines Lagers. Der Lagerträger weist wenigstens eine zylindrische Sitzfläche für das Lager und einen sich relativ zur zylindrischen Sitzfläche in Radialrichtung erstreckenden Flansch auf. Die zylindrische Sitzfläche wird auf einer Komponente ausgebildet, die separat vom Flansch gefertigt und anschließend mit dem Flansch verbunden wird. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zur Ausbildung der zylindrischen Sitzfläche ein Blechstreifen in eine zylindrische Form gebracht wird, so dass die beiden Enden des Blechstreifens benachbart zueinander zu liegen kommen, und die Enden des Blechstreifens miteinander verbunden werden.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Werkzeugkosten deutlich niedriger liegen als bei einem Verfahren, bei dem der Lagerträger durch Tiefziehen hergestellt wird. Weiterhin wird es durch einen Verzicht auf Tiefziehoperationen ermöglicht, dickeres und höher festes Material für die Herstellung des Lagerträgers einzusetzen. Zudem kann der Lagerträger ohne großen Aufwand beispielsweise in einer anderen Materialstärke oder einem anderen Design gefertigt werden.

Der Blechstreifen kann wenigstens im Bereich einer Längsseite umgebördelt werden, um das Lager in Axialrichtung zu fixieren. In diesem Fall wird der Blechstreifen insbesondere so in die zylindrische Form gebracht, dass der umgebördelte Bereich der Längsseite radial nach innen weist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Blechstreifen um das Lager herumgebogen. Dies hat den Vorteil, dass kein eigenes Werkzeug für die Formgebung des Blechstreifens benötigt wird und der Blechstreifen genau an das Lager angepasst wird. Die Enden des Blechstreifens können durch Schweißen, Löten oder Clinchen miteinander verbunden werden.

Der Flansch wird vorzugsweise aus einem plattenförmigen Blechteil gefertigt, das mit einer Lochung versehen wird. Dabei kann das plattenförmige Blechteil insbesondere als Stanzteil gefertigt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Lochung sehr positionsgenau auf dem Flansch ausgebildet werden kann.

Weiterhin wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise so vorgegangen, dass der in die zylindrische Form gebrachte Blechstreifen in die Lochung des Flansches eingesetzt wird. Der Flansch kann dann durch Verschweißen, insbesondere durch Laserschweißen, mit dem in die zylindrische Form gebrachten Blechstreifen verbunden werden.

Der erfindungsgemäße Lagerträger zur Aufnahme wenigstens eines Lagers weist wenigstens eine zylindrische Sitzfläche für das Lager und einen sich relativ zur zylindrischen Sitzfläche in Radialrichtung erstreckenden Flansch auf. Die zylindrische Sitzfläche ist auf einer Komponente ausgebildet, die separat vom Flansch gefertigt und mit dem Flansch verbunden ist. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Lagerträgers besteht darin, dass die Komponente mit der zylindrischen Sitzfläche aus einem in eine zylindrische Form gebrachten Blechstreifen besteht, dessen Enden benachbart zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Blechstreifen in perspektivischer Darstellung,
2 den im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren bereits teilweise umgeformten Blechstreifen in perspektivischer Darstellung,
3 den Blechstreifen nach einer weiteren Umformung und ein Wälzlager in perspektivischer Darstellung,
4 ein erstes Ausführungsbeispiel für die Verbindung der Enden des Blechstreifens miteinander in perspektivischer Darstellung,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel für die Verbindung der Enden des Blechstreifens miteinander in perspektivischer Darstellung,
6 einen beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Flansch in perspektivischer Darstellung und
7 den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lagerträger in Schnittdarstellung.
1 zeigt einen beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Blechstreifen 1 in perspektivischer Darstellung. Der Blechstreifen 1 weist eine langgestreckte Rechteckform auf und kann beispielsweise durch einen Stanzvorgang aus einem platten- oder bahnförmigen Material herausgetrennt werden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Blechstreifen 1 im Bereich seiner beiden Längsseiten jeweils umgebördelt. Beide Umbördelungen erfolgen in die gleiche Richtung, so dass der Blechstreifen 1 im Querschnitt die Form eines U annimmt. Der derart umgeformte Blechstreifen 1 ist in 2 dargestellt.
2 zeigt den im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits teilweise umgeformten Blechstreifen 1 in perspektivischer Darstellung. Durch das seitliche Umbördeln des Blechstreifens 1 werden zwei parallel zueinander ausgerichtete Schenkel 2 ausgebildet, die senkrecht vom nicht umgeformten Bereich des Blechstreifens 1 abstehen. Das auf diese Weise hergestellte U-Profil wird gemäß 3 weiter verarbeitet.
3 zeigt den Blechstreifen 1 nach einer weiteren Umformung und ein Wälzlager 3 in perspektivischer Darstellung. Das Wälzlager 3 weist einen Innenring 4, einen Außenring 5 und zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 abrollende Kugeln 6 auf. Der Blechstreifen 1 wird so um den Außenring 5 des Wälzlagers 3 herumgebogen, dass die Schenkel 2 des Blechstreifens 1 radial nach innen weisen und der Blechstreifen 1 an der äußeren Mantelfläche des Außenrings 5 anliegt und somit eine zylindrische Sitzfläche 7 für das Wälzlager 3 ausbildet. Die Profilierung des Blechstreifens 1 ist dabei so auf das Wälzlager 3 abgestimmt, dass der Außenring 5 axial exakt zwischen die beiden Schenkel 2 des Blechstreifens 1 passt und auf diese Weise in Axialrichtung gesichert wird. Außerdem ist die Länge des Blechstreifens 1 so gewählt, dass die beiden Enden des Blechstreifens 1 nach Beendigung des Umbiegevorgangs je nach Ausführungsbeispiel aneinander stoßen, einander um einen vorgegebenen Betrag überlappen oder durch einen vorgegebenen Spalt voneinander getrennt sind. Die genaue Vorgehensweise hängt von der gewählten Verbindungstechnik ab, mit der die beiden Enden des profilierten Blechstreifens 1 verbunden werden. Ausführungsbeispiele für verschiedene Verbindungstechniken sind in den 4 und 5 dargestellt.
4 zeigt den Blechstreifen 1 nach dem Umbiegen ausschnittsweise in perspektivischer Darstellung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Enden des Blechstreifens 1 miteinander verschweißt, so dass im Stossbereich eine Schweißnaht 8 ausgebildet ist. Alternativ dazu können die beiden Enden des Blechstreifens 1 auch miteinander verlötet werden oder durch eine andere stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden werden. Die Länge des Blechstreifens 1 wird dabei jeweils so vorgegeben, dass die beiden Enden des Blechstreifens 1 nach dem Umbiegen aneinander stoßen oder allenfalls ein kleiner Spalt verbleibt.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Verbindung der beiden Enden des Blechstreifens 1 in einer 4 entsprechenden Darstellung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Enden des Blechstreifens 1 miteinander verclincht. Dies bedeutet, dass an einem Ende des Blechstreifens 1 Fortsätze 9 ausgebildet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und in dazu passende Aussparungen 10 am anderen Ende des Blechstreifens 1 eingepresst sind. Die Aussparungen 10 sind zur Stirnfläche des Blechstreifens 1 hin offen und weisen jeweils einen Hinterschnitt auf, so dass durch das Einpressen der Fortsätze 9 eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Enden des Blechstreifens 1 entsteht. Um die Ausbildung der Clinchverbindung zu ermöglichen, ist ein ausreichend langer Blechstreifen 1 erforderlich, bei dem die Enden nach dem Umbiegen in Umfangsrichtung miteinander überlappen.
6 zeigt einen Flansch 11, der für die Fertigstellung des Lagerträgers gemäß der Erfindung benötigt wird. Bei dem Flansch 11 handelt es sich um ein plattenförmiges Stanzteil aus Blech, das eine kreisrund ausgebildete zentrale Ausstanzung 12 aufweist. Weiterhin sind mehrere Durchgangsbohrungen 13 vorhanden, die auch als Gewindebohrungen ausgeführt sein können und Befestigungszwecken dienen. Die Materialstärke des Flansches 11 kann mit der Materialstärke des Blechstreifens 1 übereinstimmen. Vorzugsweise wird der Flansch 11 jedoch aus Stabilitätsgründen aus einem dickeren Material als der Blechstreifen 1 gefertigt.
Zur Fertigstellung des Lagerträgers wird das Wälzlager 3 inklusive dem darum gebogenen Blechstreifen 1 so in die zentrale Ausstanzung 12 des Flansches 11 eingesetzt, dass der Flansch 11 auf einer Seite bündig mit dem Blechstreifen 1 abschließt. In dieser Position wird der Flansch 11 mit dem Blechstreifen 1 vorzugsweise mit Hilfe eines Lasers verschweißt und dadurch dauerhaft fixiert. Auf diese Weise entsteht ein Lagerträger, der axial mit einem Maschinenteil verschraubt werden kann und der das Wälzlager 3 sowohl in Radial- als auch in Axialrichtung formschlüssig fixiert. Um eine Montage des Wälzlagers 3 in einer vorgegebenen Position mit hoher Präzision zu ermöglichen, kann das Wälzlager 3 vor dem Verschweißen des Blechstreifens 1 mit dem Flansch 11 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung justiert werden und auch bezüglich seiner Achse ausgerichtet werden. Ebenso ist es auch möglich, die zentrale Ausstanzung 12 im Flansch 11 so präzise auszuführen, dass das Wälzlager 3 mit dem umgebenden Blechstreifen 1 ohne zusätzliche Justage exakt in die zentrale Ausstanzung 12 eingeführt werden kann und anschließend fixiert wird. Der auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte Lagerträger ist in 7 abgebildet.
7 zeigt den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lagerträger in Schnittdarstellung. Der Lagerträger besteht aus dem gebogenen Blechstreifen 1 und dem Flansch 11, die über eine Schweißnaht 14 miteinander verbunden sind. Die Schweißnaht 14 ist im Bereich der Grenzfläche zwischen dem in die zentrale Ausstanzung 12 des Flansches 11 eingesetzten Blechstreifen 1 und dem Flansch 11 ausgebildet. Die zylindrische Sitzfläche 7 des Blechstreifens 1 umschließt das Wälzlager 3 radial nach außen und fixiert das Wälzlager 3 auf diese Weise in Radialrichtung. Durch die beiden Schenkel 2 des Blechstreifens 1 wird das Wälzlager 3 zudem in Axialrichtung fixiert. Der Lagerträger kann im Bereich der Durchgangsbohrungen 13 mit einem Maschinenelement verschraubt werden und auf diese Weise zuverlässig am Maschinenelement fixiert werden.
Abweichend vom vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Flansch 11 auch eine nicht kreisrunde Außenkontur aufweisen, die an die jeweilige Einbauumgebung angepasst sein kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Lagerträger nicht nur ein Wälzlager 3, sondern mehrere Wälzlager 3 aufweist. In diesem Fall sind im Flansch 11 entsprechend mehrere Ausstanzungen 12 vorhanden, in die jeweils ein gebogener Blechstreifen 1 eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann so abgewandelt werden, dass der Blechstreifen 1 nicht um das Wälzlager 3 herumgebogen wird, sondern separat vom Wälzlager 3 in eine gebogene Form gebracht wird. In diesem Fall wird das Wälzlager 3 entweder vor oder nach dem Verschweißen des gebogenen Blechstreifens 1 mit dem Flansch 11 in die Sitzfläche 7 eingesetzt. Hierzu ist es erforderlich, dass einer der Schenkel 2 des Blechstreifens 1 entfällt bzw. erst nach Einsetzen des Wälzlagers 3 ausgebildet wird.

1: Blechstreifen
2: Schenkel
3: Wälzlager
4: Innenring
5: Außenring
6: Kugel
7: Sitzfläche
8: Schweißnaht
9: Fortsatz
10: Aussparung
11: Flansch
12: Ausstanzung
13: Durchgangsbohrung
14: Schweißnaht

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Lagerträgers zur Aufnahme wenigstens eines Lagers (3), mit wenigstens einer zylindrischen Sitzfläche (7) für das Lager (3) und einen sich relativ zur zylindrischen Sitzfläche (7) in Radialrichtung erstreckenden Flansch (11), wobei die zylindrische Sitzfläche (7) auf einer Komponente ausgebildet wird, die separat vom Flansch (11) gefertigt und anschließend mit dem Flansch (11) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der zylindrischen Sitzfläche (7) ein Blechstreifen (1) in eine zylindrische Form gebracht wird, so dass die beiden Enden des Blechstreifens (1) benachbart zueinander zu liegen kommen, und die Enden des Blechstreifens (1) miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (1) wenigstens im Bereich einer Längsseite umgebördelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (1) so in die zylindrische Form gebracht wird, dass der umgebördelte Bereich der Längsseite radial nach innen weist
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (1) um das Lager (3) herumgebogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Blechstreifens (1) durch Schweißen, Löten oder Clinchen miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (11) aus einem plattenförmigen Blechteil gefertigt wird, das mit einer Lochung (12) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Blechteil als Stanzteil gefertigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der in die zylindrische Form gebrachte Blechstreifen (1) in die Lochung (12) des Flansches (11) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (11) durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen, mit dem in die zylindrische Form gebrachten Blechstreifen (1) verbunden wird.
Lagerträger zur Aufnahme wenigstens eines Lagers (3), mit wenigstens einer zylindrischen Sitzfläche (7) für das Lager (3) und einem sich relativ zur zylindrischen Sitzfläche (7) in Radialrichtung erstreckenden Flansch (11), wobei die zylindrische Sitzfläche (7) auf einer Komponente ausgebildet ist, die separat vom Flansch (11) gefertigt und mit dem Flansch (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente mit der zylindrischen Sitzfläche (7) aus einem in eine zylindrische Form gebrachten Blechstreifen (1) besteht, dessen Enden benachbart zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind.