Bezeichnung der Erfindung

Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Wälzlagers

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Wälzlagers mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring sowie mit zumindest ei- ner zwischen denselben in Laufbahnen geführten Wälzkörperreihe. Die Erfindung betrifft femer ein Stanz- und Tiefziehwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes ein- oder mehrreihiges Rillenkugellager.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bereits bekannt, die Lagerringe eines Wälzlagers nach einem kostengünstigen Tiefziehverfahren spanlos herzustellen. Als Problembereiche wurden die rillenförmigen Kugellaufbahnen bzw. die erforderlichen Hinterschnitte vor allem bei Radial- bzw. Rillenkugellagern erkannt, welche in konventionellen Tiefzieh- bzw. Umformverfahren nicht herstellbar sind.

Um diesem Problem zu begegnen, werden statt Rillenkugellager axial vorgespannte Vierpunktlager oder Schrägkugellager sowohl in einreihiger als auch in zweireihiger Ausführung favorisiert (siehe DE 2 334 305 A, DE 26 36 903 A1 , DE 87 02 275 U1 , DE 10 2004 038 709 A1 , EP 1 683 978 A1). Bei den Vier- punktlagern sind dann entweder der Lagerinnenring oder der Lageraußenring geteilt bzw. aus zwei gezogenen Komponenten bestehend hergestellt. Der Hinterschnitt in der jeweiligen Gegenlaufbahn wird dann meistens durch Rollieren oder einem anderen gleich wirkenden Herstellungsverfahren erzeugt. Als nachteilig an Vierpunktlagern mit geteilten Lagerringen sowie an Schrägkugel- lagern ist herauszustellen, dass diese Lager, wie oben bereits angedeutet, axial vorgespannt werden müssen. Zudem haben die Schrägkugellager in Anwendungen mit hauptsächlich radialen Lasten eine vergleichbar niedrigere Tragfähigkeit.

Weiter ist es bekannt, die Innenringe und Außenringe der Lager aus getrennten Halbzeugen, wie Platinen oder auch Ringelementen, zu fertigen und während der Montage mit zumindest einer Wälzkörperreihe zu komplettieren. So beschreibt die GB 1 ,137,313 ein Verfahren zur Herstellung eines Kugellagers, bei welchem der Lagerinnenring und der Lageraußenring aus verschiedenen Plati- nen spanlos gefertigt werden.

Außerdem ist es bekannt, sowohl einen Lagerinnenring als auch einen Lageraußenring aus einem einzigen gemeinsamen Halbzeug herzustellen, wodurch Kostenersparnisse zu verzeichnen sind. So wird in der DE 21 53 597 A ein Ver- fahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Blech beschrieben, gemäß dem zunächst ein im Querschnitt U-förmiger Ring, bestehend aus zwei im Wesentlichen axial gerichteten Schenkeln unterschiedlichen Durchmessers, die durch einen umlaufenden Steg miteinander verbunden sind, spanlos gefertigt wird, und bei dem anschließend der Steg so geteilt wird, dass ein Lagerinnen- ring und ein Lageraußenring entstehen. In einem sich anschließenden Arbeitsgang werden dann äußerst aufwendig die Laufbahnen für die Wälzkörper in den Lagerinnen- und Lageraußenring mittels eines elastisch aufweitbaren, also mittels eines mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Stempels eingeformt.

Die DE 602 09 662 T2 offenbart ferner ein Herstellungsverfahren für einen Innenring und einen Außenlagerring eines Wälzlagers, wobei zunächst von einem zylindrischen Stangen material eine Scheibe abgeschnitten und aus der- selben durch Kaltschmieden und nachfolgendes Ausstanzen einer zentralen kreisförmigen öffnung sowie einer ringförmigen Nut sowohl ein Ring für ein Lagerinnenring als auch ein Ring für einen Lageraußenring spanlos hergestellt werden. Die erforderlichen Ringlaufbahnen zur Führung der Wälzkörper werden durch nachfolgende spanabhebende Bearbeitung erzeugt.

Schließlich ist aus der Patentschrift AT 185 664 ein Verfahren zur gleichzeitigen spanlosen Herstellung eines äußeren und eines inneren Lagerringes für Wälzlager bekannt, wobei dieselben aus einem gemeinsamen scheibenförmigen Rohling in mehreren Ziehvorgängen herausgearbeitet und schließlich vonein- ander getrennt werden. Im Anschluss daran werden die Lagerringe beispielsweise durch Rollieren mit Laufbahnen versehen und nachfolgend, komplettiert mit zumindest einer Wälzkörperreihe, zu einem Wälzlager montiert.

Aufgabe der Erfindung

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Wälzlagers mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring vorzustellen, welches gegenüber den bekannten Herstellverfahren eine kostengünstigere Fertigung der Lagerringe einschließlich deren Laufbahnen für die Wälzkörper mit einem spanlosen Umformverfahren ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß den Merkmalen des Hauptsanspruchs geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Wälzlagers mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring sowie mit zumindest einer zwischen den-

selben in Laufbahnen geführten Wälzkörperreihe. Die gestellte Aufgabe wird durch folgende durchzuführende Verfahrensschritte gelöst:

a) Bereitstellung einer Blechplatine; b) Ausstanzen eines Ringelementes aus der Blechplatine, welches einen radial innenliegenden ringförmigen Abschnitt für einen Lagerinnenring und einen radial außenliegenden ringförmigen Abschnitt für einen Lageraußenring aufweist; c) Ausbildung von zumindest einer Sollbruchstelle im Verbindungsbereich zwischen den beiden ringförmigen Abschnitten; d) Ausbildung ringförmiger Laufbahnen für die zumindest eine Wälzkörperreihe durch axiale Pressumformung der beiden ringförmigen Abschnitte; e) Abstützung des Ringelementes sowohl im Bereich des Innendurchmessers des radial innenliegenden ringförmigen Abschnitts als auch im Be- reich des Außendurchmessers des radial außenliegenden ringförmigen

Abschnitts und Umformung des Ringelementes durch axiale Kraftaufbringung auf die ringförmigen Abschnitte im Verbindungsbereich beziehungsweise im Bereich der ausgebildeten Sollbruchstelle derart, dass die beiden ringförmigen Abschnitte und die ringförmigen Laufbahnen derselben um den Verbindungsbereich beziehungsweise um die Sollbruchstelle aufeinander zu geschwenkt werden; f) Einlegen wenigstens eines mit der zumindest einen Wälzkörperreihe bestückten Käfigelementes in die sich ausbildende radiale Beabstan- dung zwischen den beiden sich aufeinander zu bewegten ringförmigen Abschnitten; und g) abschließendes überführen der beiden ringförmigen Abschnitte einschließlich des Käfigelementes samt Wälzkörperreihe durch weitere Kraftaufbringung auf die Stirnflächen der ringförmigen Abschnitte und/oder die Wälzkörperreihe in eine derartige Endposition, dass eine komplette unverlierbar montierte Baugruppe, bestehend aus einem La- gerinnenring und einem Lageraußenring mit radial gegenüberliegend angeordneten ringförmigen Laufbahnen, in denen die zumindest eine Wälzkörperreihe formschlüssig aufgenommen ist, gebildet wird.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.

Vorteilhaft kann danach im Hinblick auf den Verfahrensschritt a) eine Blechplatine verwendet werden, welche im Bereich des auszustanzenden Ringelementes in Abhängigkeit vom zu erwartenden Materialfluss und/oder vom Umformgrad und/oder vom zu verarbeitenden Material unterschiedliche Materialstärken aufweist.

Weiterhin kann es angezeigt sein, die Verfahrensschritte b) bis d) in einem einzigen gemeinsamen Arbeitsgang durchzuführen.

Ferner kann im Hinblick auf den Verfahrensschritt c) gemäß einer ersten vor- teilhaften Ausgestaltungsvariante des Verfahrens eine Sollbruchstelle in Form mehrerer über den Umfang angeordneter segmentartiger Stege des Ringelementes ausgebildet werden, die ihrerseits mittels Durchbrüche voneinander getrennt sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante kann im Hinblick auf den Verfahrensschritt c) eine Sollbruchstelle in Form einer über den Umfang kontinuierlichen oder partiell segmentierten Materialschwächung ausgebildet werden.

Eine Kombination der vorstehenden Ausgestaltungsvarianten ist ebenfalls mög- lieh und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst.

Eine andere Variante sieht für den Verfahrensschritt c) vor, dass keine solche Sollbruchstelle in dem Ringelement ausgebildet wird, sondern dass der radial innenliegende Abschnitt und der radial außen liegende Abschnitt vollständig voneinander getrennt werden.

Eine vorteilhafte Durchführung des Verfahrens sieht für den Verfahrensschritt d) vor, die axiale Pressumformung durch ein einfaches Prägen der Laufbahnen

auszuführen. Bei dem Prägen können in dem Material der Ringelemente Spannungen auftreten, die eine Nachbehandlung erforderlich machen.

Eine hierzu alternative oder ergänzende vorteilhafte Durchführung des Verfah- rens sieht für den Verfahrensschritt d) vor, dass die axiale Pressumformung ein

Tiefziehen oder ein Fliesspressen umfasst. Bei diesen Verfahrenschritten tritt ein Materialfluss auf, der mechanische Spannungen ausgleicht. Der Material- fluss kann weiterhin dazu ausgenutzt werden, nicht nur der auf das Werkzeug zu weisenden Seite des Ringelementes die Laufbahn zu übertragen, sondern auch die von dem Werkzeug weg weisende Seite mindestens eines der beiden ringförmigen Abschnitte eine Kontur erhalten zu lassen.

Speziell kann hierzu mindestens eines der beiden Ringelemente in eine Matrize eingeführt werden, so dass bei der axialen Pressumformung das Ringelement in die Matrize gedrückt wird und die von dem Werkzeug fort weisende Seite des Ringelementes eine Kontur erhält, die der Querschnittsgestaltung der Matrize entspricht. Dabei lässt sich in einem einzigen Verfahrensschritt sowohl die Laufbahn auf der auf das Werkzeug zu weisenden Seite als auch die Kontur an der von dem Werkzeug weg weisenden Seite des Ringelementes erhalten. Zugleich vermindert der Materialfluss bei dem axialen Pressumformen das Auftreten von mechanischen Spannungen in dem Ringelement.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, wird im Hinblick auf den Verfahrensschritt e) die Umformung des Ringelementes durch axiale Kraftaufbringung auf die ring- förmigen Abschnitte, beispielsweise im Verbindungsbereich beziehungsweise im Bereich der ausgebildeten Sollbruchstelle vorzugsweise in mehreren Umformstufen durchgeführt.

Wie die Erfindung noch vorsieht, wird im Hinblick auf den Verfahrensschritt e) ein Tiefziehwerkzeug mit einem ringförmigen oder zumindest Teilringabschnitte aufweisenden Ziehstempel und einer ringförmigen Ziehmatrize verwendet.

Vorteilhaft wird hierbei ein Ziehstempel mit einem sich zum Werkstück in Form des Ringelementes hin im Querschnitt verjüngenden Abschnitt mit nach radial innen und radial außen weisenden Anschlussflächen verwendet, die ihrerseits im Bereich der Sollbruchstelle in das Ringelement eindringen und hierdurch die Umformung infolge einer Kombination aus einem radialen Auseinandertreiben der beiden ringförmigen Abschnitte und einem gleichzeitigen axialen Einführen derselben in die ringförmige Ziehmatrize bewerkstelligen.

Im Hinblick auf den Verfahrensschritt f) kann das Einlegen des wenigstens ei- nen mit der zumindest einen Wälzkörperreihe bestückten Käfigelementes in die sich ausbildende axiale Beabstandung zwischen den beiden sich aufeinander zu bewegenden ringförmigen Abschnitten manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch erfolgen.

Bezüglich Verfahrensschritt g) kann vorgesehen sein, dass vorteilhafterweise spätestens nach dem Erreichen der Endposition die Sollbruchstelle zwischen den beiden ringförmigen Abschnitten in Form des erstellten Lagerinnenringes und des Lageraußenringes bricht.

Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die komplette unverlierbar montierte Wälzlagerbaugruppe einer Wärmebehandlung unterzogen wird, um durch den Umformprozess entstandenen Gefügespannungen in dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring zu beseitigen.

Alternativ zu den bisher beschriebenen Verfahrensschritten kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren ein Wälzlager ohne Käfig für die Wälzkörper hergestellt wird. In diesem Fall umfasst der Verfahrensschritt f) das Einlegen von Wälzkörpern in die sich ausbildende radiale Beabstandung zwischen den beiden sich aufeinander zu bewegten ringförmigen Abschnitten, und der Ver- fahrensschritt g) das abschließende überführen der beiden ringförmigen Abschnitte einschließlich der Wälzkörper durch weitere Kraftaufbringung auf die Stirnflächen der ringförmigen Abschnitte und/oder die Wälzkörper in eine derartige Endposition, dass eine komplette unverlierbar montierte Baugruppe, be-

stehend aus einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring mit radial gegenüberliegend angeordneten ringförmigen Laufbahnen, in denen die zumindest eine Wälzkörperreihe formschlüssig aufgenommen ist, gebildet wird.

Schließlich kann alternativ zu dem bisher beschriebenen Verfahrensablauf vorgesehen sein, dass nur einer der beiden genannten Ringelemente gemäß den erwähnten Verfahrensschritten hergestellt wird, während das zweite Ringelement nach dem gleichen oder einem anderen, beispielsweise konventionellen, Umformprozess hergestellt und der Fertigungsvorrichtung vor der Befüllung mit den Wälzkörpern zugeführt wird.

Zum Erfindungsgegenstand gehören schließlich ein Stanz- und Tiefziehwerkzeug zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens sowie ein ein- oder mehrreihiges, gemäß vorstehendem Verfahren hergestelltes Rillenku- gellager.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagers hat in Bezug auf herkömmliche Herstellverfahren den wesentlichen Vorteil, dass der Lagerinnenring und der Lageraußenring inklusive des Hinterschnitts für die Wälzkör- perlaufbahnen sozusagen gleichzeitig in einem Produktionsprozess im spanlosen Umformverfahren gefertigt werden. Des Weiteren gestattet dieses Verfahren bereits während der Herstellung der Lagerringe im besagten spanlosen Umformverfahren dieselben mit wenigstens einem Käfigelement mit zumindest einer Wälzkörperreihe oder ohne Käfig mit den notwendigen Wälzkörpern zu bestücken und abschließend formschlüssig zu einer kompletten unverlierbar montierten Baugruppe zu verbinden. Aus diesem Verfahren resultiert daher ein erhebliches Einsparungspotential an Material und Arbeitszeit.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine Ausgangs-Blechplatine bzw. einen scheibenförmigen Rohling zur verfahrensgemäßen Herstellung eines Wälzlagers in einer perspektivischen Ansicht gemäß Verfahrensschritt a),

Fig. 2 ein geeignetes Stanzwerkzeug zur Durchführung der Verfahrensschritte b) und c) in einer Schnittansicht,

Fig. 3 eine nach den Verfahrensschritten b) und c) bearbeitete Blechplatine in Form eines Ringelements in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 4 ein geeignetes Tiefziehwerkzeug zur Durchführung des Verfahrensschritts d) in einer Schnittansicht,

Fig. 5 ein nach dem Verfahrensschritt d) bearbeitete Ringelement in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 6 ein geeignetes Tiefziehwerkzeug zur Durchführung des Verfahrensschritts e) in einer Schnittansicht zu einem Zeitpunkt t ₀ ,

Fig. 7 das Tiefziehwerkzeug nach Fig. 6 im Betrieb zu einem Zeitpunkt t-i,

Fig. 8 das Tiefziehwerkzeug nach Fig. 6 im Betrieb zu einem Zeitpunkt I ₂ ,

Fig. 9 das umgeformte Ringelement zum Zeitpunkt t ₂ in einer perspektivi- sehen Ansicht,

Fig. 10 das Tiefziehwerkzeug nach Fig. 6 im Betrieb zu einem Zeitpunkt t ₃ ,

Fig. 11 das umgeformte Ringelement zum Zeitpunkt t ₃ in einer perspektivi- sehen Ansicht,

Fig. 12 das Tiefziehwerkzeug nach Fig. 6 im Betrieb zu einem Zeitpunkt t ₄ ,

Fig. 13 das umgeformte Ringelement zum Zeitpunkt t ₄ in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 14 die Bestückung des umgeformten Ringelementes zu einem Zeitpunkt t ₅ mit einer Wälzkörperreihe, hier dargestellt mit einem Käfigelement,

Fig. 15 die weitere Bearbeitung durch Umformung des Ringelementes zu einem Zeitpunkt tβ,

Fig. 16 das fertig umgeformte und hier mit einem Käfigelement mit Wälzkörperreihe bestückte Ringelement in Form eines Wälzlagers im Umformwerkzeug zu einem Zeitpunkt Xγ,

Fig. 17 die Entnahme des Wälzlagers aus dem Umformwerkzeug zu einem Zeitpunkt ts,

Fig. 18 das fertige Wälzlager in einer perspektivischen Einzeldarstellung,

Fig. 19 in zwei Teilbildern eine Schnittdarstellung einer alternativen Durch- führung des Verfahrensschrittes d), und

Fig. 20 eine Schnittansicht eines mit dem Verfahrensschritt d) aus Fig. 19 hergestellten Wälzlagers nach der weiteren Durchführung des Verfahrens.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt insoweit ein Halbzeug in Form einer bereits kreisförmig ausgebildeten Blechplatine 1 , welche schon die äußeren Abmaße wie Durchmesser und Materialstärken für eine nachfolgende spanlose Bearbeitung durch Stanzen und Umformen aufweisen kann.

Wie bereits erwähnt wurde, ist entsprechend Fig. 2 verfahrensgemäß zunächst mittels eines an sich bekannten Stanzwerkzeugs 2 mit einem Stempel 2a und einem Gegenstempel 2b aus der Blechplatine 1 ein Ringelement 3 auszustanzen, welches einen radial innenliegenden ringförmigen Abschnitt 3a mit einer zentrischen Ausnehmung 4 sowie einen radial außenliegenden ringförmigen Abschnitt 3b aufweist.

Der radial innenliegende ringförmige Abschnitt 3a soll zukünftig den Lagerinnenring 3a ^' und der radial außenliegende ringförmige Abschnitt 3b den Lager- außenring 3b' eines Wälzlagers 5 bilden (Fig. 2; Fig. 18).

Während der Umformung durch Stanzen wird im Verbindungsbereich zwischen den beiden ringförmigen Abschnitte 3a und 3b des Ringelementes 3 gemäß Fig. 3 vorzugsweise eine Sollbruchstelle 6 in dasselbe eingearbeitet, welche vorliegend durch mehrere über den Umfang angeordnete segmentartige Stege 6a gebildet ist, die ihrerseits mittels Durchbrüchen 6b voneinander getrennt sind.

Demgegenüber kann es auch sinnvoll sein, lediglich über den Umfang eine kontinuierliche oder partiell segmentierte Materialschwächung in dem Ringelement 3 vorzusehen (nicht näher dargestellt). Ebenso ist eine Kombination beider vorstehender Ausführungsvarianten möglich und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst.

Gemäß einer anderen Variante ist es auch möglich, dass keine solche Sollbruchstelle 6 in dem Ringelement 3 ausgebildet wird, sondern dass der radial innenliegende Abschnitt 3a und der radial außen liegende Abschnitt 3b vollständig voneinander getrennt werden. Eine solche Vorgehensweise ist dann zu bevorzugen, wenn das Ringelement 3 gemäß Fig. 3 nicht gesondert zwischen- gelagert und/oder zu einer anderen Fertigungsmaschine verbracht werden soll. In einem solchen Fall verbleiben der gesonderte radial innenliegende Abschnitt 3a und der gesonderte radial außen liegende Abschnitt 3b in einem kombinierten Stanz- und Umformwerkzeug 2, 10 zur anschließenden Umformung und

Wälzkörperbestückung sowie zur abschließenden Umformung (nicht dargestellt).

Im Anschluss an die anhand der Figuren 1 bis 3 erläuterten Verfahrensschritte werden gemäß den Figuren 4 und 5 mittels eines Press-Umformwerkzeuges 7 mit einem geeigneten Pressenstempel 7a ringförmige Laufbahnen 8a und 8b für zumindest eine Wälzkörperreihe 9 des Wälzlagers 5 (vergleiche Figuren 14 bis 18) axial in die ringförmigen Abschnitte 3a, 3b des Ringelementes 3 eingeformt.

Für den Fachmann ist in Kenntnis der Erfindung nachvollziehbar, dass es sinnvoll ist, sämtliche vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte in einem einzigen gemeinsamen Arbeitsgang durchzuführen, wozu lediglich das Umformwerkzeug entsprechend anzupassen ist, also sowohl mit einem Stanz- als auch mit einem Press-Umformmittel auszustatten (nicht näher dargestellt).

In Untersuchungen hat es sich ferner als sehr zweckmäßig erwiesen, eine Blechplatine 1 zu verwenden, welche im Bereich des auszustanzenden Ringelementes 3 in Abhängigkeit vom zu erwartenden Materialfluss und/oder vom Umformgrad und/oder vom zu verarbeitenden Material unterschiedliche Materialstärken aufweist. Demnach ist die Profilierung des Ringelementes 3, insbesondere der Laufbahnen 8a, 8b derart ausgeführt, dass im abschließend umgeformten Teil gleichmäßige Laufbahn 8a, 8b ausgebildet sind.

Insoweit sind vorzugsweise sowohl der zu erwartende Materialfluss als auch der Umformgrad während der Umformung vorab rechnerisch zu simulieren und dementsprechend zu berücksichtigen. So müssen während der noch nachfolgend zu beschreibenden weiteren Umformung durch axiale Formgebung des Ringelementes 3 bzw. deren ringförmiger Abschnitte 3a, 3b die Bereiche, die gestaucht werden, kleiner Materialstärken aufweisen, während die Bereiche, die gestreckt werden, somit größere Materialstärken haben. Demnach muss ein mögliches Recken der Laufbahnen 8a, 8b während der besagten Formgebung berücksichtigt und in der Ausgangsprofilierung vorgehalten werden.

Wie vorstehend bereits angekündigt, wird das Ringelement 3 nunmehr einer axialen Umformung durch Tiefziehen unterzogen, wobei gemäß den Figuren 6, 7, 8, 10 und 12 ein Tiefziehwerkzeug 10 mit einem ringförmigen oder zumindest Teilringabschnitte aufweisenden Ziehstempel 10a und einer ringförmigen Ziehmatrize 10b Verwendung findet.

Der Ziehstempel 10a ist mit einem sich zum Werkstück beziehungsweise zum Ringelement 3 hin im Querschnitt keilförmig verjüngenden Abschnitt 11 mit nach radial innen und radial außen weisenden Anschlussflächen 12a, 12b ausgebildet, die ihrerseits im Bereich der Sollbruchstelle 6 zwischen den ringförmigen Abschnitten 3a, 3b des Ringelementes 3 in dasselbe eindringen und hierdurch die Umformung infolge einer Kombination aus einem radialen Auseinandertreiben der beiden ringförmigen Abschnitte 3a, 3b und einem gleichzeitigen axialen Einführen derselben in die Ziehmatrize 10b bewerkstelligen.

Hierbei stützt sich das Ringelement 3 sowohl über einen Bereich nahe seines Innendurchmessers als auch über Bereiche nahe seines Außendurchmessers an der Ziehmatrize 10b ab, wodurch infolge der oben näher beschriebenen axialen Kraftaufbringung auf die Sollbruchstelle 6 und die angrenzenden Flächen der ringförmigen Abschnitte 3a, 3b des Ringelementes 3 dieselben und deren Laufbahnen 8a, 8b um die Sollbruchstelle 6 aufeinander zu geschwenkt werden. Die Sollbruchstelle 6 bzw. das noch in diesem Bereich vorhandene Material bildet dabei sozusagen eine Art Festkörpergelenk.

Gemäß den Figuren 6 bis 13 wird diese beabsichtigte Umformung des Ringelementes 3 in einem oder mehreren Umformschritten, vorliegend in einem Zeitraum t ₀ bis t ₄ durchgeführt.

Ist zum Zeitpunkt t ₅ ein bestimmter vorgegebener Umformgrad des Ringelementes 3 bzw. deren ringförmiger Abschnitte 3a, 3b erreicht, wird gemäß Fig. 14 manuell oder halbautomatische oder vollautomatisch vorliegend ein mit Wälzkörpern 9 bestücktes Käfigelement 13 in die sich nunmehr ausbildende

radiale Beabstandung zwischen den beiden sich aufeinander zu bewegten ringförmigen Abschnitten 3a, 3b mit den eingearbeiteten Laufbahnen 8a, 8b bzw. dem sich bildenden Lagerinnenring 3a ^' und dem Lageraußenring 3b ^' des zukünftigen Wälzlagers 5 eingelegt.

Aufgrund einer nachfolgenden weiterer Kraftaufbringung auf die benachbarten Stirnflächen 14 der ringförmigen Abschnitte 3a, 3b und/oder die Wälzkörper 9 mittels eines nunmehr mit stumpfen Druckflächen 15 ausgebildeten Ziehstempels 10a wird der zu erzeugende Bauteileverbund zu einem Zeitpunkt t ₆ in eine derartige Endposition innerhalb der Ziehmatrize 10b überführt, dass schließlich zu einem Zeitpunkt t ₇ eine komplette und unverlierbar montierte Baugruppe in Form eines Wälzlagers 5 gebildet ist, bestehend aus einem Lagerinnenring 3a' und einem Lageraußenring 3b ^' mit radial gegenüberliegend angeordneten ringförmigen Laufbahnen 8a, 8b, in denen die Wälzkörper 9 samt Käfigelement 13 formschlüssig aufgenommen sind (Figuren 15 und 16).

Spätestens bei Erreichen der in Fig. 16 gezeigten Endposition bricht die Sollbruchstelle 6 zwischen den beiden ringförmigen Abschnitten 3a, 3b bzw. dem erstellten Lagerinnen- und dem Lageraußenring 3a ^' , 3b ^' .

Wie in Fig. 17 näher dargestellt ist, wird das Wälzlager 5 zu einem Zeitpunkt tδ mittels eines Ausschubstempels 16 des Tiefziehwerkzeugs 10 axial aus der Ziehmatrize 10b heraus befördert und kann gemäß Fig. 18 als komplette Wälzlagerbaugruppe (Wälzlager 5) in bewährter sowie an sich bekannter Art und Weise einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen werden.

Wie den Figuren 14 bis 18 zu entnehmen ist, handelt es sich bei dem Wälzlager 5 bevorzugt um ein einreihiges Rillenkugellager. Jedoch kann nach vorstehendem Verfahren auch ein mehrreihiges Rillenkugellager oder jegliches ande- re an sich bekannte ein- oder mehrreihige Wälzlager 5 mit einem Lagerinnen- und einem Lageraußenring 3a', 3b ^' hergestellt werden, um an sich bekannte und herkömmlich gebaute Wälzlager zu ersetzen. Beispielhaft wird hierzu auf Zylinderrollenlager oder Nadellager verwiesen.

Wie bei der Zusammenfassung der Erfindung kurz schon angedeutet wurde, kann ein Wälzlager gemäß den Grundprinzipien des vorgestellten Verfahrens auch käfiglos, also beispielsweise vollkugelig hergestellt werden. Dazu werden die Wälzkörper 9 ohne Käfig 13 in die sich ausbildende radiale Beabstandung zwischen den beiden sich aufeinander zu bewegten ringförmigen Abschnitten 3a und 3b eingelegt. Anschließend erfolgt das überführen der beiden ringförmigen Abschnitte 3a, 3b einschließlich der Wälzkörper 9 durch weitere Kraftaufbringung auf die Stirnflächen 14 der ringförmigen Abschnitte 3a, 3b und/oder die Wälzkörper 9 in eine derartige Endposition, dass eine komplette unverlierbar montierte Baugruppe, bestehend aus einem Lagerinnenring 3a ^' und einem Lageraußenring 3b ^' mit radial gegenüberliegend angeordneten ringförmigen Laufbahnen 8a bzw. 8b, in denen die zumindest eine Wälzkörperreihe formschlüssig aufgenommen ist, gebildet wird. Insoweit wird auf die Figuren 1 bis 13 vollständig sowie auf die Figuren 14 bis 18 nur insoweit Bezug genommen, dass auf den Verbau des dort gezeigten Wälzkörperkäfigs 13 verzichtet wird.

Außerdem kann alternativ zu der anhand der Figuren ausführlich beschriebe- nen Verfahrensvariante vorgesehen sein, dass nur eines der beiden genannten Ringelemente zur Bildung des Lagerinnenringes 3a' bzw. des Lageraußenringes 3b ^' gemäß den erwähnten Verfahrensschritten hergestellt wird, während das zweite Ringelement nach dem gleichen oder einem anderen, beispielsweise konventionellen, Umformprozess hergestellt und der Fertigungsvorrichtung vor dem Einfüllen der Wälzkörper 9 und dem gemeinsamen Umformen zu dem herzustellenden Wälzlager zugeführt wird. Insoweit verdeutlichen die Figuren 9 bis 18 die dann folgenden und schon weiter vorne beschriebenen Verfahrenschritte.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war für den Verfahrensschritt d) (Fig. 4) ein Press-Umformwerkzeug 7 vorgesehen, das einen Pressenstempel 7a aufweist, so dass die axiale Pressumformung zur Ausbil-

dung der Laufbahnen 8a, 8b der ringförmigen Abschnitte 3a, 3b ein Pressen des Pressenstempels 7a umfasste.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann für den Verfahrensschritt d) vorgesehen sein, die axiale Pressumformung durch ein Tiefziehen oder ein Fliesspressen durchzuführen bzw. das in Fig. 4 angedeutete Pressen durch ein Tiefziehen oder ein Fliesspressen zu überlagern.

Fig. 19 zeigt einen Querschnitt durch ein zuvor nach den Verfahrensschritten a) bis c) hergestelltes Ringelement 3, dessen beide ringförmigen Abschnitte 3a, 3b in eine Matrize 17 eingelegt sind (oberes Teilbild). Für beide ringförmigen Abschnitte 3a, 3b weist die Matrize 17 eine gleichartig ausgestaltete Querschnittskontur 18 auf, der einen horizontalen Abschnitt 19, einen ersten vertikalen Abschnitt 20, einen Schulterbereich 21 und einen zweiten vertikalen Ab- schnitt 22 umfasst. Die Abschnitte 19 bis 22 sind spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Achse, die die Querschnittskontur 18 senkrecht zu der Oberfläche der Matrize 17 schneidet.

Wie in dem oberen Teilschaubild von Fig. 19 dargestellt, sind beide ringförmi- gen Abschnitte 3a, 3b des Ringelementes 3 in die Querschnittskontur 18 der Matrize 17 derart eingelegt, dass diese durch den Schulterbereich 21 abgestützt werden.

Die axiale Pressumformung wird durch ein Werkzeug durchgeführt, das an sei- ner Endfläche je eine kalottenförmige Ausformung 23 aufweist, die bei beiden Abschnitten 3a, 3b jeweils mittig anliegt. Durch Ausüben von axialer Kraft (Pfeil 24) auf das Werkzeug werden die Kalotten 23 auf die Abschnitte 3a, 3b gedrückt, die wiederum in die Querschnittskontur 18 der Matrize 17 hineingedrückt werden. Dabei findet ein Materialfluss sowohl in Richtung der axialen Kraft 24 als auch senkrecht hierzu statt, so dass die Abschnitte 3a, 3b die Querschnittskontur 18 der Matrize 17 ausfüllen (Fig. 19, unteres Teilbild). Auf der dem Werkzeug zugewandten Seite der Abschnitte 3a, 3b wird durch die kalottenförmigen Ausformungen die jeweilige ringförmige Laufbahn 8a, 8b aus-

gebildet, auf der dem Werkzeug abgewandten Seite eine Kontur 25, die der Querschnittskontur 18 der Matrize 17 entspricht.

Die weitere Bearbeitung erfolgt nach den oben, für das erste Ausführungsbei- spiel beschriebenen Schritten.

Fig. 20 zeigt das Ergebnis des wie in Fig. 19 in Verfahrensschritt d) geformten Abschnitts 3a, 3b. Das Wälzlager weist neben ringförmigen Laufbahnen 8a, 8b an der inneren Mantelfläche der jeweiligen Lagerringe und an den äußeren Mantelflächen eine Kontur 25 auf, die durch die Gestaltung der Querschnittskontur 18 der Matrize 17 bestimmt ist. Der horizontale Abschnitt 19 dient dabei zur Anlage des Wälzlagers an eine nicht näher dargestellte Lageraufnahme; die durch die Abschnitte 20, 21 und 22 gegebene Konturierung zur Anbindung an die Lageraufnahme. Die Anbindung kann beispielsweise durch Stifte 26 ge- bildet sein, die in die Konturierung passen.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wurden die Laufbahnen 8a, 8b und die Kontur 25 in einem einzigen Verfahrensschritt d) hergestellt, so dass eine Nachbearbeitung, auch eine thermische Nachbearbeitung zur Reduzierung von in dem Material aufgetretenen mechanischen Spannungen, vermieden werden kann.

Bezugszeichen

1 Blechplatine

2 Stanzwerkzeug 2a Stempel

2b Gegenstempel

3 Ringelement

3a Radial innen liegender ringförmiger Abschnitt

3b Radial außen liegender ringförmiger Abschnitt 3a ^' Lagerinnenring

3b' Lageraußenring

4 Ausnehmung

5 Wälzlager

6 Sollbruchstelle 6a Stege

6b Durchbrüche

7 Press-Umformwerkzeug 7a Pressenstempel

8a Ringförmige Laufbahn 8b Ringförmige Laufbahn

9 Wälzkörper, Wälzkörperreihe

10 Tiefziehwerkzeug 10a Ziehstempel

10b Ziehmatrize 11 Keilförmig verjüngender Abschnitt Ziehstempel 10a

12a Anschlussfläche am Ziehstempel 10a

12b Anschlussfläche am Ziehstempel 10a

13 Käfigelement

14 Stirnflächen der ringförmigen Abschnitte 3a, 3b 15 Stumpfe Druckflächen am Ziehstempel 10a

16 Ausschubstempel

17 Matrize

18 Querschnittskontur

horizontaler Abschnitt erster vertikaler Abschnitt

Schulterbereich zweiter vertikaler Abschnitt

Ausformung axiale Kraft

Kontur

Stift