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Dokumentenidentifikation EP1760339 19.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001760339
Titel Lagerring
Anmelder Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Correns, Martin, 90617 Puschendorf, DE;
Jansen, Manfred, 91085 Weisendorf, DE;
Dehner, Bernd, 97258 Hemmersheim, DE;
Weidmann, Achim, 97422 Schweinfurt, DE;
Zeidlhack, Rudolf, 97440 Werneck-Eßleben, DE;
Markowski, Udo, 97526 Sennfeld, DE;
Wieser, Norbert, 42113 Wuppertal, DE;
Benninghoven, Gerd, 42281 Wuppertal, DE
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 30.08.2006
EP-Aktenzeichen 061197513
EP-Offenlegungsdatum 07.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse F16C 19/38(2006.01)A, F, I, 20070206, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F16C 33/60(2006.01)A, L, I, 20070206, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Lagerring für ein Wälzlager aus einem Wälzlagerstahl mit einem ringförmigen Teil, das zumindest eine Laufbahn für zugehörige Wälzkörper aufweist, wenigstens einem zugehörigen anderen Teil, das eine Aufnahmeöffnung mit einem Gewindeteil für eine Befestigungsschraube zum Fixieren an einer Anschlusskonstruktion besitzt. Derartige Wälzlager werden immer dann eingesetzt, wenn das Wälzlager direkt mit einer Anschlusskonstruktion verbunden wird und dies über ein Gewinde in einem der Lagerringe erfolgen soll.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Lagerring ist aus der DE 202 06 165 U1 vorbekannt. Wie die Figuren 1 und 2 und die zugehörige Beschreibung dieses Dokumentes erkennen lassen, ist ein zu einer Radlagereinheit eines Rennwagens gehörender Lagerring gezeigt, der ein erstes ringförmiges Teil aufweist, in das in bekannter Weise eine Laufbahn für Wälzkörper eingearbeitet ist. Wie besonders gut in Figur 2 gesehen werden kann, schließt sich an das erste ringförmige Teil ein zweites Teil an, das ösenförmig ausgebildet ist. In das zweite Teil ist eine Aufnahmebohrung eingearbeitet, die dazu dient, dass der Lagerring mittels Befestigungselementen an einem benachbarten Bauteil festgelegt werden kann. In der Figur 2 ist nicht dargestellt, dass sich über den Umfang des Lagerringes mehrere, beispielsweise vier zweite Teile erstrecken können. Das erste ringförmige Teil sowie das zweite Teil bestehen aus dem gleichen Material, nämlich aus einem Wälzlagerstahl. Das erste ringförmige Teil weist zumindest auf einem Teil seiner Oberfläche eine Aufkohlung auf, die dazu führt, dass nach Durchführung eines Einsatzhärtungsvorganges das erste Teil eine hohe Härte aufweist. Dem gegenüber ist das zweite Teil von einer Aufkohlung weitgehend freigehalten, so dass auch nach Durchführung der Einsatzhärtung des Lagerringes dieser Teil zäh geblieben ist, jedoch gegenüber dem Zustand vor der Wärmebehandlung eine deutlich erhöhte Zugfestigkeit aufweist. Das ringförmige erste Teil weist demnach eine hohe Härte auf, während sich das zweite Teil durch eine hohe Zähigkeit auszeichnet.

Nachteilig dabei ist, dass vor der Aufkohlung des gesamten Lagerringes der Bereich des zweiten Teils mit einer Schutzpaste bestrichen werden muß. Diese ist erforderlich, um diesen Bereich vor einer Aufkohlung zu schützen. Würde nämlich ein dort vorhandenes Gewinde mit aufgekohlt, so könnte dies beim nachfolgenden Abschrecken in Mitleidenschaft gezogen werden. So könnte das Gewinde durch Härterisse unbrauchbar werden oder durch Verzug zumindest in seiner Qualität beeinträchtigt sein. Darüberhinaus ist das Einsatzhärten ein sehr aufwendiges und damit teures Wärmebehandlungsverfahren.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lagerring der eingangs genannten gattungsgemäßen Art bereitzustellen, der sich in einfacher Weise fertigen lässt und der gleichzeitig eine Fixierung an einem Anschlussteil erlaubt, ohne dass dabei die Gefahr einer Rissbildung im Gewindeteil besteht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass der Lagerring mehrteilig ausgebildet ist, wobei das Gewindeteil von einem getrennt hergestellten Befestigungselement gestellt ist, dessen das Gewindeteil tragende Bohrung mit der Aufnahmeöffnung fluchtet.

Der entscheidende Vorteil dieser Lösung ist dadurch begründet, dass eine strenge Funktionstrennung zwischen eigentlichem Lagerring und dessen Befestigung an einer Anschlußkonstruktion gegeben ist. Dies hat zur Folge, dass die Laufbahn des Lagerringes durch härtesteigernde Maßnahmen einen gewünschten Verschleißschutz erhält, ohne das zugehörige Befestigungselemente durch nicht erforderlichen Verschleißschutz in ihrer Funktion negativ beeinflußt werden. Durch diese Trennung kann es also nicht mehr vorkommen, dass beispielsweise ein separat ausgebildetes Gewindeteil in seiner Qualität beeinträchtigt ist. Der eigentliche Lagerring weist demnach die gewünschte hohe Härte auf, während das getrennt ausgebildete Gewindeteil relativ weich und zäh ist. Dadurch ist es möglich, den Lagerring in einfacher Weise an einer Anschlußkonstruktion festzulegen, ohne das Gewinde der Gefahr auszusetzen, durch härtesteigernde Maßnahmen Qualitätseinbrüche zu erleiden. Durch die Funktionstrennung zwischen dem eigentlichen Lagerring und dessen Befestigung an der Anschlusskonstruktion werden Positionstoleranzen zwischen Lagerring und Befestigungselement nicht überschritten, da das Befestigungselement aufgrund einer fehlenden Wärmebehandlung keinen die Toleranzen sprengenden Verzug erfährt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass das Befestigungselement eine geringere Härte als der übrige Lagerring aufweist. Die dazugehörigen Vorteile wurden bereits vorstehend genannt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll das Gewindeteil Bestandteil eines Ringes sein, der den Lagerring mit seiner inneren Mantelfläche konzentrisch umfasst.

Nach Anspruch 4 kann es vorteilhaft sein, wenn das Gewindeteil Bestandteil eines Gewindeeinsatzes ist, dessen Schaft von einer zugehörigen Aufnahmebohrung im Lagerring aufgenommen ist und dessen Kopf an einer Seitenfläche des Lagerringes anliegt. Der Gewindeeinsatz muß dabei im Lagerring so fest verankert sein, dass er sich beim Festziehen der in diese eingesetzten Schrauben nicht mitdrehen kann.

Nach den Ansprüchen 5, 6 und 7 kann dabei die Befestigung derart erfolgen, dass der Schaft in der Aufnahmebohrung mittels Preßsitz oder durch eine Klebeverbindung gehalten ist oder im unterkühlten Zustand eingesetzt ist, so dass durch nachfolgendes Erwärmen und Ausdehnen ein sicherer Sitz gegeben ist.

Nun sind zwar derartige Gewindeeinsätze seit längerem an sich bereits bekannt, wie die nachstehend aufgeführten Vorveröffentlichungen belegen:

  • DE 35 14 757 A1 , DE 40 33 650 A1 , DE 43 22 727 A1 , DE 101 39 169 A1 , DE 102 53 448 A1 , DE 197 32 843 A1 , DE 198 12 044 C1 , DE 103 02 876 A1 .

Die vorstehend genannten Gewindeeinsätze stehen jedoch mit der beanspruchten Lösung, nach der eine Funktionstrennung zwischen Lagerring und dessen Befestigung erreicht werden soll, in keinerlei technischen Zusammenhang. Vielmehr geht es darum, solche Einsätze kostengünstig herzustellen oder unterschiedliche Materialien sicher miteinander zu verbinden. So ist beispielsweise in der DE 101 39 169 A1 die Verbindung zweier Kunststoffteile mittels Gewindebuchse beschrieben, während in der DE 103 02 876 A1 die Befestigung eines Kunststoff-Tragkörpers für eine Spannschiene eines Steuertriebes eines Verbrennungsmotors an einem Motorgehäuse mit Hilfe einer metallischen Hülse abgehandelt ist.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist nach Anspruch 8 vorgesehen, dass das Gewindeteil Bestandteil eines prismatisch ausgebildeten Körpers ist, der von einer zugehörigen Aufnahmeöffnung im Lagerring aufgenommen ist. Dabei ist nach Anspruch 9 vorgesehen, dass der prismatischen Körper entweder ein Würfel oder ein Quader ist, die sich besonders einfach herstellen lassen.

Schließlich geht aus Anspruch 10 hervor, dass das ringförmige Teil und das andere zugehörige Teil des Lagerringes aus einem durchhärtbaren Material, beispielsweise aus einem Stahl der Marke 100 Cr6 bestehen. Dieser Stahl mit 0,9 bis 1,05 % C, 0,15 bis 0,35 % Si, 0,25 bis 0,45 % Mn, 0 bis 0,030 % P, 0 bis 0,025 % S, 1,35 bis 1.65 % Cr und 0 bis 0,30 % Ni ist als durchhärtender klassischer Wälzlagerstahl seit seiner Beschreibung durch Striebeck um die Jahrhundertwende nahezu unverändert erfolgreich angewendet worden. Die Durchhärtung hat den Vorteil, dass das Umwandlungshärten über den gesamten Ringquerschnitt erfolgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind.

Es zeigen:

Figur 1
eine perspektivische Schnittdarstellung eines Wälzlagers mit einem erfindungsgemäßen Gewindeteil, das als ein Ring ausgebildet ist,
Figur 2
eine perspektivische Schnittdarstellung eines Lagers mit einem Gewindeteil, das als ein Gewindeeinsatz ausgebildet ist und
Figur 3
eine perspektivische Schnittdarstellung eines Lagers, dessen Gewindeteil als ein prismatisch ausgebildeter Körper ausgestaltet ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In den Figuren 1, 2 und 3 ist beispielhaft für ein beliebiges Wälzlager ein doppelreihiges Kegelrollenlager 1, 18, 19 gezeigt, dessen Kegelrollen 2, 3 in je einem Käfig 4, 5 geführt sind und unter einem Winkel geneigt zu einer Lagerachse angeordnet sind. Der Lagerinnenring 6 ist durch zwei Teilringe 7, 8 gebildet, zwischen denen ein Distanzring 9 angeordnet ist, wobei die Laufbahnen 16, 17 durch die Teilringe 7, 8 gestellt sind. Der Lageraußenring 10 besteht aus dem die Laufbahnen 11,12 tragenden ringförmigen Teil 13 und dem Teil 14, das eine Aufnahmeöffnung 15 für eine nicht dargestellte Befestigungsschraube an einer ebenfalls nicht dargestellten Anschlußkonstruktion aufweist, wobei das ringförmige Teil 13 und das andere Teil 14 einstückig miteinander verbunden sind.

Beim Kegelrollenlager 1 nach Figur 1 ist das Teil 14 zum Teil 13 des Lageraußenringes 10 flanschartig radial nach außen liegend angeordnet, so dass zwischen beiden die Stufe 20 gebildet ist. Auf dieser Stufe 20 ist der Ring 21 angeordnet, der mit seiner inneren Mantelfläche den Lageraußenring 10 konzentrisch umfasst. An wenigstens einer Umfangsstelle weist der Ring 21 eine Bohrung 22 auf, die mit der Aufnahmeöffnung 15 des Lageraußenringes 10 in axialer Richtung fluchtet. Die Bohrung 22 des Ringes 21 ist mit dem Gewindeteil 23 versehen, das logischerweise ebenfalls mit der Aufnahmeöffnung 15 in einer Flucht liegt. Die Figur läßt deutlich erkennen, dass beim Kegelrollenlager 1 die Funktionen zwischen Lagerring 10 und Befestigungselement in Form des Ringes 21 eindeutig getrennt sind. Somit ist es in einfacher Weise möglich, den Lageraußenring 10 mit den Laufbahnen 11, 12 durch eine entsprechende Härtebehandlung eine ausreichende Festigkeit zu geben, während der der Befestigung dienende Ring 21 aus einem anderem Werkstoff gefertigt sein kann, der keiner Härtebehandlung unterworfen zu werden braucht. Dadurch ist sichergestellt, dass das Gewindeteil 23 in der Bohrung 22 keinen qualitätsmindernden Verzügen bzw. Härterissen ausgesetzt ist. Die Fixierung des Kegelrollenlagers 1 an einer nicht dargestellten Anschlußkonstruktion erfolgt derart, dass eine ebenfalls nicht gezeichnete Befestigungsschraube über die Aufnahmeöffnung 15 in das Gewindeteil 23 des Ringes 21 eingeschraubt wird. Die erfindungsgemäße Anordnung von Lagerring 10 und Ring 21 ist besonders dann vorteilhaft anwendbar, wenn der Lagerring 10 direkt an einer Anschlusskonstruktion zu befestigen ist.

Bei dem Kegelrollenlager 18 nach Figur 2 ist das Gewindeteil 23 Bestandteil des Gewindeeinsatzes 24, dessen Bohrung 22 ebenfalls mit dem Gewinde 23 versehen ist, wobei die Aufnahmeöffnung 15 und die Bohrung 22 wiederum fluchtend zueinander angeordnet sind. Der Gewindeeinsatz 24 ist mit seinem Schaft 25 in der Aufnahmebohrung 26 im Lageraußenring 10 angeordnet, wobei der Gewindeeinsatz 24 drehfest gehalten werden muß. Dies kann geschehen, wie bereits vorstehend ausgeführt, indem der Schaft 25 mit Preßsitz gehalten ist, mit einem Klebemittel gesichert ist oder im unterkühlten Zustand eingesetzt ist, so dass er sich nach Angleichen an die Umgebungstemperatur aufweitet und dadurch einen festen Sitz realisiert. Auch diese Figur läßt wiederum erkennen, dass eine Trennung zwischen Lagerring 10 und Befestigungselement 24 realisiert ist. Bei dieser Ausführungsvariante erscheint es zweckmäßig, mehrere gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Gewindeeinsätze 24 vorzusehen.

Schließlich ist in Figur 3 ein Kegelrollenlager 19 gezeigt, dessen Lageraußenring 10 mit der Aufnahmeöffnung 28 versehen ist. In diese Aufnahmeöffnung 28 ist ein prismatischer Körper 29 in Form eines Würfels eingesetzt, der wiederum mit der Bohrung 22 und dem Gewindeteil 23 versehen ist, die mit der Aufnahmeöffnung 15 im Lageraußenring 10 fluchten. Der Würfel ist in der Aufnahmeöffnung 28 durch Formschluss gehalten, d.h., er kann sich aufgrund der parallel zueinander verlaufenden Wände nicht drehen. Auch diese Figur lässt erkennen, dass beim Kegelrollenlager 19 eine Trennung zwischen dem Lagerring 10 und dem Befestigungselement realisiert ist, wobei auch in diesem Fall zweckmäßiger Weise mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete prismatische Körper 29 vorzusehen sind.

Bezugszahlenliste

1
Kegelrollenlager
2
Kegelrolle
3
Kegelrolle
4
Käfig
5
Käfig
6
Lagerinnenring
7
Teilring
8
Teilring
9
Distanzring
10
Lageraußenring
11
Laufbahn
12
Laufbahn
13
ringförmiges Teil
14
Teil
15
Aufnahmeöffnung
16
Laufbahn
17
Laufbahn
18
Kegelrollenlager
19
Kegelrollenlager
20
Stufe
21
Ring
22
Bohrung
23
Gewindeteil
24
Gewindeeinsatz
25
Schaft
26
Aufnahmebohrung
27
Kopf
28
Aufnahmeöffnung
29
prismatischer Körper


Anspruch[de]
Lagerring (10) für ein Wälzlager (1, 18, 19) aus einem Wälzlagerstahl mit einem ringförmigen Teil (13), das zumindest eine Laufbahn (11, 12) für zugehörige Wälzkörper (2, 3) aufweist, wenigstens einem zugehörigen anderen Teil (14), das eine Aufnahmeöffnung (15) mit einem Gewindeteil (23) für eine Befestigungsschraube zum Fixieren an einer Anschlusskonstruktion besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (10) mehrteilig ausgebildet ist, wobei das Gewindeteil (23) von einem getrennt hergestellten Befestigungselement (21, 24, 29) gestellt ist, dessen das Gewindeteil (23) tragende Bohrung (22) mit der Aufnahmeöffnung (15) fluchtet. Lagerring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (21, 24, 29) eine geringere Härte als der übrige Lagerring (10) aufweist. Lagerring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeteil (23) Bestandteil eines Ringes (21) ist, der den Lagerring (10) mit seiner inneren Mantelfläche konzentrisch umfasst. Lagerring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeteil (23) Bestandteil eines Gewindeeinsatzes (24) ist, dessen Schaft (25) von einer zugehörigen Aufnahmebohrung (26) im Lagerring (10) aufgenommen ist und dessen Kopf (27) an einer Seitenfläche des Lagerringes (10) anliegt. Lagerring (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (25) in der Aufnahmebohrung (26) mittels Preßsitz gehalten ist. Lagerring (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (25) in der Aufnahmebohrung (26) durch eine Klebeverbindung gehalten ist. Lagerring (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (25) in der Aufnahmebohrung (26) im unterkühlten Zustand eingesetzt ist. Lagerring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeteil (23) Bestandteil eines prismatisch ausgebildeten Körpers (29) ist, der von einer zugehörigen Aufnahmeöffnung (28) im Lagerring (10) aufgenommen ist. Lagerring (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der prismatische Körper ein Würfel (29) oder ein Quader ist. Lagerring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Teil (13) und das zugehörige andere Teil (14) aus einem durchhärtbaren Material, beispielsweise aus einem Stahl der Marke 100 Cr 6, gefertigt sind.






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