DE3642115C2

DE3642115C2 - Verfahren und Anordnung zum Befestigen von Lagerringen

Info

Publication number: DE3642115C2
Application number: DE3642115A
Authority: DE
Inventors: Manfred Brandenstein; Hermann Hetterich
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2006-12-11
Also published as: FR2608077B1; FR2608077A1; GB2198487A; JPS63160731A; US4888862A; GB8728391D0; DE3642115A1; GB2198487B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Befestigen von Lagerringen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Durch die DE-PS 34 12 169 ist eine Spannrolle mit einem dünnwandigen Laufrollenmantel aus Blech bekannt. Einer der Endabschnitte ist umgestülpt und bildet in der Bohrung eine rückwärts gerichtete Hülse, an dessen Rand der Lagerring eines Wälzlagers anliegt. An der Gegenseite sind radial gerichtete Vorsprünge gegen die Seitenfläche des Lagerringes geformt. Dadurch besteht eine vorbildliche Befestigung zwischen Lagerring und Laufrollenmantel, der beiderseits axial weit übersteht und für einen relativ breiten Treibriemen vorgesehen ist. Obwohl die bekannte Spannrolle eine einwandfreie Funktion aufweist, ergeben sich noch Ansatzpunkte einer wirtschaftlicheren Fertigung. Insbesondere der umgestülpte Endabschnitt begründet eine aufwendige Fertigung. Wenn dieser jedoch weggelassen wird und beispielsweise die Befestigung des Lagerringes durch beiderseits angeformte, radiale Vorsprünge erfolgt, ist eine präzise Positionierung des Lagerringes erforderlich, um einerseits ein Taumeln des Laufrollenmantels zu vermeiden und andererseits eine axial symmetrische Anordnung zu schaffen. Dies ist bei der Befestigung nur mit zusätzlichen Positioniereinrichtungen möglich. Weiterhin bereiten relativ dünnwandige Laufrollenmäntel Probleme, wenn diese nach außen gerichtete Borde zur Stabilisierung nicht aufweisen dürfen. In diesen Fällen müssen die Borde nach innen gerichtet sein, um eine Verstärkung der Randbereiche zu erzielen. Diese behindern jedoch die Werkzeuge zur Bildung der radialen Vorsprünge für die Befestigung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zum Befestigen der eingangs genannten Art zu schaffen, nach dem insbesondere bei dünnwandigen Laufrollenmänteln eine zuverlässige Befestigung des Lagerringes möglich ist, ohne diesen in aufwendiger Weise im vorgefertigten Laufrollenmantel positionieren zu müssen.

Die Aufgabe wird gelöst durch

a) Herstellen des Laufrollenmantels mit im Durchmesser dreifach abgestufter Wandstärke mit einem mittleren, mit mittlerer Wandstärke ausgebildeten Sitzabschnitt für den Lagerring, einem sich daran auf der einen Seite anschließenden Endabschnitt größerer Wandstärke und einem sich daran an der anderen Seite anschließenden Endabschnitt kleinerer Wandstärke,
b) Fließformen eines ringförmigen, radial gerichteten Vorsprunges durch axiales Verschieben der Schulter zwischen mittlerem Sitzabschnitt und Endabschnitt größerer Wandstärke,
c) Einsetzen des Lagerringes bis an den unter Verfahrensschritt b) gebildeten Vorsprung,
d) Fließformen eines weiteren ringförmigen, radial gerichteten Vorsprunges durch axiales Verschieben der Schulter zwischen mittlerem Sitzabschnitt und Endabschnitt kleinerer Wandstärke gegen die Seitenfläche des Lagerringes.

Der beispielsweise aus einem Rohrabschnitt vorgefertigte Laufrollenmantel weist eine im Durchmesser stufenförmig abgesetzte Bohrungsfläche auf, wobei der mittlere Sitzabschnitt für den Lagerring zwischen den beiden die Übergangsbereiche bildenden Schultern die Breite des Lagerringes aufweist und insgesamt um die axiale Strecke der späteren Verschiebung der Schultern durch Fließformen aus der Mitte in Richtung zum dünnwandigen Endabschnitt versetzt ist. Danach wird die Schulter zwischen Sitzabschnitt und dickerwandigem Endabschnitt durch Fließformen mittels eines beispielsweise scheibenförmigen Werkzeuges um eine vorbestimmte Strecke axial verschoben. Dabei weicht das Material radial nach innen aus und bildet einen ringförmigen geschlossenen Vorsprung mit einer präzisen Radialfläche für die Anlage des Lagerringes. Die radiale Höhe des Vorsprunges kann dabei vorausberechnet werden. Eine entsprechende Höhe, die die übliche Kantenkürzung bzw. Fase des Laufringes überragt, ist dabei ohne weiteres möglich. Für die Herstellung eines präzisen, formgerechten Vorsprunges kann bei Bedarf das Material gegen ein scheibenförmiges Matrizenwerkzeug mit geringfügig kegelförmiger Formfläche verschoben werden, das von der Rückseite her im Laufrollenmantel positioniert wird. Dabei entsteht ein geringfügig verdichteter, ringförmiger Vorsprung mit gleichförmiger, vorbestimmter Höhe. Anschließend wird der Lagerring bzw. das gesamte Lager eingesetzt und bis zur Anlage an den genannten Vorsprung axial verschoben. Auf der Gegenseite steht das Material des Sitzabschnittes nunmehr axial ausreichend über die betreffende Seitenfläche des Lagerringes hinweg, um damit einen Vorsprung für die endgültige Befestigung zu bilden. Mit einem zweiten beispielsweise ebenfalls scheibenförmigen Werkzeug wird die betreffende Schulter axial gegen die Seitenfläche des Lagerringes verschoben. Dem oben beschriebenen Vorgang ähnlich bildet sich dabei aus dem Material ein ringförmiger, radialer Vorsprung, der mit entsprechend hoher Preßkraft bis zur kraftvollen Anlage gegen die Seitenfläche des Lagerringes verformt wird. Die Formfläche des Werkzeuges kann dabei geringfügig kegelförmig ausgeführt sein, um eine höhere Verdichtung des Vorsprunges zu erzielen und ein zu weites radiales Fließen des Materials zu verhindern.

Die Befestigung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt eine besonders präzise ausgerichtete Positionierung des Lagerringes. Exakter Rundlauf des Laufrollenmantels und axial symmetrische Anordnung des Lagerringes ergeben sich ohne besondere Vorkehrungen oder Hilfseinrichtungen automatisch, da durch die Bildung des ersten ringförmigen Vorsprunges eine unter allen Toleranzbedingungen vorbildliche, radiale Referenzfläche geschaffen wird, die die Positionierung des Lagerringes begründet. Die Befestigung ist durch die extrem formstabilen, ringförmig geschlossenen, radialen Vorsprünge selbst bei Verwendung dünnwandiger Materialien äußerst stabil und über die gesamte Lebensdauer starr und gleichbleibend fest. Durch die über den Umfang gleichförmige Ausbildung der Vorsprünge wird eine von der Kreisform abweichende Verformung des Laufrollenmantels zuverlässig vermieden. Die Möglichkeit, dünnwandiges Ausgangsmaterial zu verwenden, verhindert eine unzulässige Verformung des Lagerringes bei Abweichungen von der Kreisform beim vorgefertigten Laufrollenmantel, weil sich dessen geringe Wandstärke besser der präzisen Form des Lagerringes anpaßt. Der Laufrollenmantel kann im wesentlichen zylindrisch ausgeführt sein oder auch nach außen umgeformte Endbereiche aufweisen.

Die Endbereiche können jedoch auch zur radialen Stabilisierung, wie nach weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen gekennzeichnet ist, nach radial innen umgeformt werden. Diese vorteilhaften Weiterentwicklungen werden u. a. nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.

Die Figuren zeigen die Befestigung eines Lagerringes in einem vorgefertigten Laufrollenmantel. In Fig. 1 ist der beispielsweise aus einem Rohrabschnitt durch Abwärtsstrecken hergestellte Laufrollenmantel 2 teilweise dargestellt. Dieser weist eine dreifach abgestufte Bohrungsfläche 3 mit jeweils einer Schulter 4, 5 an den Übergangsstellen auf. Der mittlere Bereich ist als Sitzabschnitt 6 für den Lagerring 1 vorgesehen und ist gegenüber der späteren axialen Symmetrielinie 7, wie dargestellt, nach rechts versetzt angeordnet. An dieser Seite schließt sich ein Endabschnitt 8 mit dünnerer Wandstärke an. Auf der anderen in Fig. 1 links dargestellten Seite setzt sich der Laufrollenmantel 2 mit dickerer Wandstärke fort. Der Rand 10 dieses Endabschnittes 9 ist nach radial innen umgebördelt.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird mittels eines nicht dargestellten Werkzeuges die Schulter 4 nach Fig. 1 axial verschoben. Durch Fließverformung der dabei betroffenen Materialteile bildet sich ein radial nach innen gerichteter, ringförmig geschlossener Vorsprung 11 mit einer, wie in Fig. 2 dargestellt ist, radialen Anlagefläche 12 für den danach einzusetzenden Lagerring 1.

Dieser ist dadurch, wie aus Fig. 3 hervorgeht, exakt positioniert. Der Vorsprung 11 reicht radial weit über die Kantenkürzung 13 des Lagerringes 1 hinweg und bildet eine großflächige Anlage für die Seitenfläche 14 des Lagerringes 1. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die in Fig. 1 und 2 noch ursprünglich dargestellte Schulter 5 mittels eines weiteren nicht dargestellten Werkzeuges mit geringfügig kegelförmig ausgeführter Verformungsfläche axial gegen den Lagerring 1 verschoben. Dabei entsteht aus den betroffenen Materialteilchen durch Fließverformung ein gegen die andere Seitenfläche 15 des Lagerringes 1 anliegender, radial nach innen gerichteter, ringförmig geschlossener Vorsprung 16. Der Lagerring 1 ist dadurch axial und radial formschlüssig mit dem Laufrollenmantel 2 verbunden.

In einem vierten Verfahrensschritt wird, wie in Fig. 4 dargestellt ist, der Rand 17 des Endabschnittes 8 mit dünner Wandstärke zur besseren Stabilisierung radial nach innen umgeformt. Dadurch befindet sich der Lagerring 1 abschließend in einer axial symmetrischen Position gegenüber dem Laufrollenmantel 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht an die Befestigung eines Lagerringes in der Bohrung eines Laufrollenmantels gebunden. In gleicher Weise lassen sich entsprechende Lagerringe oder dgl. auch auf der Mantelfläche einer Blechhülse irgendwelcher Art mit den gleichen erfindungsgemäßen Vorteilen befestigen.

Claims

1. Verfahren zum Befestigen von Lagerringen in oder auf einer Blechhülse oder dergleichen, insbesondere in einem Laufrollenmantel durch Einsetzen des Lagerringes in den vorgefertigten Laufrollenmantel und anschließendes Herausformen von radialen Vorsprüngen aus dem Blechmaterial durch axiales Fließformen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) Herstellen des Laufrollenmantels mit im Durchmesser dreifach abgestufter Wandstärke mit einem mittleren, mit mittlerer Wandstärke ausgebildeten Sitzabschnitt für den Lagerring, einem sich daran auf der einen Seite anschließenden Endabschnitt größerer Wandstärke und einem sich auf der anderen Seite anschließenden Endabschnitt kleinerer Wandstärke,
b) Fließformen eines ringförmigen, radial gerichteten Vorsprunges durch axiales Verschieben der Schulter zwischen mittlerem Sitzabschnitt und Endabschnitt größerer Wandstärke,
c) Einsetzen des Lagerringes bis an den unter Verfahrensschritt b) gebildeten Vorsprung,
d) Fließformen eines weiteren ringförmigen, radial gerichteten Vorsprunges durch axiales Verschieben der Schulter zwischen mittlerem Sitzabschnitt und Endabschnitt kleinerer Wandstärke gegen die Seitenfläche des Lagerringes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Umbördeln des Randes des Laufrollenmantels im Bereich des Endabschnittes größerer Wandstärke zu einem ringförmigen radialen Flansch während der Vorfertigung des Laufrollenmantels nach Verfahrensschritt a).

3. Anordnung zum Befestigen eines Lagerringes in oder auf einer Blechhülse oder dgl. hergestellt nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhülse (1) drei axial aufeinanderfolgende Abschnitte (6, 8, 9) mit abgestufter Wandstärke und diese voneinander trennenden, ringförmigen, radialen Vorsprüngen (11, 16) aufweist, zwischen denen der Lagerring (1) axial befestigt angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (17) mindestens des dünnwandigen Endabschnittes (8) der Blechhülse (2) als radialer Flansch ausgebildet ist.