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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenbau solcher Radial-Rillen-Wälzlager,
bei denen die mit je einer Laufrille für die Wälzkörper versehenen Laufringe mit
den Wälzkörpern durch radiales Stauchen des zunächst mit Übermaß ausgeführten Außenlaufrings
verbunden sind, bestehend aus einer zum Stauchen des Außenlaufrings dienenden Matrize
mit konischer Bohrung und einem am Außenlaufring angreifenden Stempel.
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Die Erfindung hat im wesentlichen die Aufgabe, io derartige Vorrichtungen
in dem Sinn zu verbessern, daß die Laufrille bei dem Stauchvorgang auf das genaue
gewünschte Maß gebracht und ihre Oberfläche gleichzeitig bearbeitet wird, um einen
guten Abwälzkontakt der Wälzelemente in den Laufrillen der Lauf- 1.5 ringe zu erhalten.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Stempel
eine am Innenlaufring angreifende und in ihn eingreifende Antriebsspindel drehbar
gelagert ist, die den Innenlaufring beim Durchdrücken 2o des Lagers durch die kegelige
Bohrung gegenüber dem Außenlaufring in an sich bekannte Drehung versetzt.
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Die Vorrichtung kann vorzugsweise derart ausgeführt sein, daß die
Antriebsspindel mit einer Erzen- 25 terfläche an einer entsprechenden Exzenterfläche
der Bohrung des Innenlaufrings angreift. Es empfiehlt sich, die Anordnung so zu
treffen, daß die Spindel anschließend an die Exzenterfläche mit einem am Spindelende
angeordneten Kugelkopf passend in die 30 Bohrung des Innenlaufrings eingreift. Die
Exzenterfläche der Spindel und des Innenlaufrings ist vorzugsweise als mit der konischen
Bohrung der Matrize gleichsinnig verjüngte Kegelfläche ausgebildet.
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Die Erfindung wird an Hand der folgenden Be- 35 schreibung und der
Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen senkrechten
Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Wälzlager in der Stellung
vor dem Stauchen des Außenlaufrings, 40 F i g. 2 einen vertikalen Schnitt der Vorrichtung
der F i g. 1 nach dem Stauchen, F i g. 3 einen Axialschnitt in größerem Maßstab
durch ein fertiges Wälzlager, F i g. 4 einen vertikalen Teilschnitt der Vorrichtung
45 der F i g. 1, F i g. 5 eine Draufsicht auf die Antriebselemente, durch die der
Innenlaufring des Wälzlagers während des Stauchens des Außenlaufrings gedreht wird,
F i g. 6 einen Achsschnitt durch den Innenlaufring So des Wälzlagers, F i g. 7 die
Draufsicht auf den Innenlaufring entsprechend F i g. 6, F i g. 8 und 9 Ansichten
ähnlich F i g. 4 und 5, jedoch von einer anderen Ausführungsform der Vor- 55 richtung,
F i g. 10 eine Draufsicht entsprechend F i g. 7 auf den Innenlaufring eines Kugellagers,
F i g. 11 einen Axialschnitt durch ein mit der Vorrichtung nach den F i g. 8 und
9 zusammengebautes 6o Lager und F i g. 12 einen senkrechten Teilschnitt durch eine
andere Ausführungsform der Vorrichtung.
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Der Innenlaufring 1 (F i g. 6 und 7) jedes Lagers ist aus verformbarem
Werkstoff, z. B. Stahl, hergestellt 65 und mit einer Laufrille 2, die etwa dem halben
Querschnitt der Kugeln entspricht, und mit einer axialen Bohrung 3 versehen, die
in diesem Beispiel an einem Ende 4 eine eine Exzenterfläche bildende, konische Gegenbohrung
hat, deren Achse gegenüber der Hauptachse des Laufrings um einen kleinen Abstand
d versetzt ist. Der Außenlaufring des Lagers entsprechend F i g. 4 ist im Durchmesser
mit übermaß ausgeführt, aus dem gleichen Material hergestellt und weist eine Laufrille
6 mit einem Querschnitt auf, der dem Kugelquerschnitt angenähert entspricht. Der
Bohrungsdurchmesser des Außenlaufrings 5 ist am oberen Ende 7 größer als am unteren
Ende, so daß bei in den Außenlaufring 5 eingesetztem Innenlaufring 1, wie in F i
g. 4 dargestellt, ein Ringraum zwischen den beiden Laufringen verbleibt, der das
Einsetzen der Kugeln 8 zwischen die Laufringe erlaubt.
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Die zum Zusammenbau der entsprechend F i g. 4 lose zusammengefügten
Lagerteile dienende Vorrichtung hat gemäß den F i g. 1, 2 und 4 die Form einer Presse
mit einem oberen Träger 10 und einem unteren Träger 11, wobei der untere Träger
11 gegenüber dem oberen Träger 10, z. B. mittels eines nicht dargestellten
hydraulischen Zylinders, auf und ab beweglich ist. Selbstverständlich ist auch die
kinematische Umkehrung möglich, Der obere Träger 10 hat eine Öffnung 12 zur Aufnahme
des im Durchmesser größeren oberen Endes eines Stempels 13, dessen Flansch 14 mit
Hilfe der Bolzen 15 am Träger 10 verschraubt ist. In den Bohrungen 18 und 19 am
Kopf und Fuß des Stempels 13 sind Wälzlager 16 und 17 untergebracht, in denen eine
Antriebsspindel 20 drehbar gelagert ist. Diese trägt am oberen, über den Stempel
vorstehenden Ende eine Riemenscheibe 21 und wird mit Hilfe eines Treibriemens 22
von einer nicht weiter dargestellten Antriebsvorrichtung, z. B. einem Elektromotor,
mit hoher Geschwindigkeit angetrieben. In das untere Ende der Spindel 20 ist ein
Kupplungsstück 23 eingeschraubt (sein Zweck wird später erläutert), das zwischen
einem zur Spindelachse konzentrischen Flansch 24 und einem zur Spindelachse ebenfalls
konzentrischen Kugelkopf 25 eine sich nach unten konisch verjüngende Exzenterfläche
26 aufweist, deren Achse um den Abstand d' (F i g. 4) zur Spindelachse schwach versetzt
ist, wobei der Abstand d dem Abstand d in den F i g. 6, 7 entspricht, um
den die konische Gegenbohrung 4 des Innenlaufrings 1 des Wälzlagers exzentrisch
versetzt ist. Der untere Träger 11 der Vorrichtung hat eine Öffnung 30. Am Träger
11 ist eine Matrize 32 mit Bolzen 31 verschraubt, die einen nach oben vorspringenden
zylindrischen Kopf 33 hat, über den die mit einem Ringflansch versehene Abschlußkappe
35 aufgesetzt ist. Die Öffnung 36 in der Abschlußkappe 35 hat einen solchen Durchmesser,
daß sie den Außenlaufring 5 des Wälzlagers passend aufnimmt, wie am besten F i g.
4 erkennen läßt. Die Bohrung 37 in der Matrize verjüngt sich nach unten von einer
am oberen Ende der Öffnung in der Abschlußkappe 35 entsprechenden Weite zu einer
Weite am unteren Ende, die dem Durchmesser des Außenlaufringes 5 des Lagers nach
dem radialen Stauchen entspricht. Die Öffnung 36 in der Abschlußkappe 35, die Bohrung
37 in der Matrize 33 und die Öffnung 30 im Träger 11 liegen alle koaxial zum Stempel
13 und der Spindel 20. Der Durchmesser des unteren Stempelteils ist um einen geringen
Betrag kleiner als der untere Bohrungsdurchmesser in der Matrize 33.
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Arbeitsweise: Nach dem Zusammenfügen der Lagerteile in der bereits
beschriebenen Weise setzt man das Lager in die Vorrichtung gemäß F i g.1 ein,
z.
B. in die Öffnung 36 der Abschlußkappe 35, wobei der Außenlaufring auf dem Oberrand
der Bohrung 37 in der Matrize 32 aufliegt. Der Träger 11 wird dann nach oben geführt,
wodurch der Kugelkopf 25 des Kupplungsstücks 23 zunächst in die axiale Bohrung 3
des Innenlaufrings 1 des Wälzlagers eintritt. Beim weiteren Anheben des Trägers
11 tritt die Exzenterfläche 26 des Kupplungsstücks 23 in die konische Gegenbohrung
4 des Innenlaufrings 1 ein, wobei zugleich der Innenlaufring 1 vom Flansch 24 des
Kupplungsstücks und der Außenlaufring 5 vom unteren Ende des Stempels 13 entsprechend
F i g. 4 erfaßt wird. Beim weiteren Anheben des Trägers 11 bis zum Ende seines Aufwärtshubs
wird der Innenlaufring des Wälzlagers fortlaufend vom Kupplungsstück der Spindel
20 gedreht, während der Außenlaufring 5 des Wälzlagers fortschreitend radial durch
den sich verjüngenden Querschnitt der Bohrung 37 in der Matrize 32 (F i g. 2) gestaucht
wird, bis schließlich das fertige Lager durch die größere Öffnung 30 des Trägers
11 herausfällt.
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Infolge der Drehung des Innenlaufrings durch die Spindel 20 während
dieses Arbeitsgangs werden. die Laufrillen 2 und 6 mit Hilfe der sich abwälzenden
Kugeln geglättet und dadurch dem Kugelumriß genau angepaßt, so daß man schließlich
das komplette Lager entsprechend F i g. 3 erhält. In der Praxis muß man das Ausmaß
des radialen Stauchens des Außenlaufrings so steuern, daß man einen guten Abwälzkontakt
der Kugeln in den Laufrillen der beiden Laufringe erhält. Zu achten ist auch darauf,
daß der Innenlaufring leicht auf das Kupplungsstück 23 aufzusetzen und von ihm zu
entfernen ist. Es darf also der Öffnungswinkel der beiden ineinandergreifenden Exzenterflächen
nicht zu klein gewählt werden.
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Nach einer anderen Lösung kann man den Innenlaufring jedes Lagers
längs zweier Achsen mit Gegenbohrungen 4a, 4a versehen, die entsprechend
den F i g. 10 und 11 von der Hauptachse des Laufrings durch gleiche Abstände d2
versetzt sind. Zum Angriff auf einen derartigen Innenlaufring 1 a hat das konische
Stück des Kupplungsstücks 23 a der Spindel 20a zwei entsprechende konische Verdickungen,
deren Achsen um entsprechende Abstände d3 von der Spindelachse entfernt sind. Das
mit dieser geänderten Vorrichtung erhaltene komplette Wälzlager ist im Schnitt in
F i g. 11 dargestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen haben alle Teile der geänderten
Vorrichtung, die hier nicht besonders erwähnt sind, aber entsprechende Gegenstücke
in der anderen Ausführungsform der Vorrichtung besitzen, die gleichen Bezugsziffern,
jedoch unter Zufügung des Indexbuchstabens »a«.
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In der zweiten geänderten Ausführungsform gemäß F i g. 12 haben der
Flansch 24 b und der Kugelkopf 25 b eine gemeinsame Achse und ist der dazwischenliegende,
mit zwei Verdickungen versehene konische Teil des Küpplungsstücks der Spindel 20
b um den Abstand d4 von der Achse der Spindel 20 6 versetzt.
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Alle übrigen und nicht besonders erläuterten Vorrichtungsteile haben
ihre entsprechenden Gegenstücke in der zuerst beschriebenen Vorrichtung und lassen
sich an Hand der bereits früher benutzten Bezugsziffern, ergänzt durch den Indexbuchstaben
»b«, finden. In dieser letzten Ausführungsform wird während des radialen Stauchens
des Außenlaufrings 5 b der Innenlaufring 1 b innerhalb des Außenlaufrings in einer
Kreiselbewegung geführt und zugleich um seine eigene Achse gedreht. In der Praxis
muß man dabei die Exzentrizität d4 sehr gering machen, z. B. lediglich entsprechend
der angestrebten Lauftoleranz zwischen den Kugeln und den beiden Laufringen im fertigen
Lager. Nach dem Zusammenbau in der beschriebenen Weise können die Wälzlager wärmebehandelt
werden.