AT391284B

AT391284B - Verfahren zum profilierenden kaltwalzen von ringen mit tangentialer aufweitung

Info

Publication number: AT391284B
Application number: AT0073986A
Authority: AT
Inventors: Kristine Dr Ing Bartko; Dieter Ing Gaebler; Peter Dr Ing Heinrich; Harald Dipl Ing Schiller
Original assignee: Waelzlager Normteile Veb
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1990-09-10
Also published as: SE8601467L; ATA73986A; DE3607680A1; GB2185789A; GB2185789B; DD235577A1; GB8607736D0; FR2579491A1; JPS61229436A; US4720988A; SE8601467D0

Description

Nr. 391 284

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltwalzen vorprofilierter Ringe, welches Verfahren insbesondere in der Wälzlagerindustrie zur Herstellung von Wälzlagerinnenringen bzw. von Wälzlageraußenringen mit hoher Maß- und Formgenauigkeit eingesetzt werden kann.

Es ist bekannt, profilierendes Walzen von Ringen im Bereich der Warmverformung durchzuführen. Allerdings ist dadurch trotz eines relativ hohen Aufwandes eine nur begrenzte Maß- und Formgenauigkeit erzielbar. Insbesondere bei der Anwendung dieser Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen entstehen durch die Erwärmung entkohlte Randzonen, welche in späteren Arbeitsgängen wieder beseitigt werden müssen, was in der Regel durch spanabhebende Bearbeitung erfolgt. Bei bestimmten Ringprofilen wird eine wesentliche Verbesserung der Maß- und Formgenauigkeit durch Kaltwalzen erreicht.

Allerdings besteht bei Ringinnenprofilen und auch bei einigen Ringaußenprofilen beim Kaltwalzen während der Aufweitphase des Ringes deshalb die Gefahr der Rißbildung bzw. der Ausbildung von Fehlstellen im Ringverschnitt, da während der Aufweitung im Ring tangentiale Zugspannungen auftreten, welche in der zunächst nicht vom Walzenprofil bzw. Walzdomprofil beaufschlagten Ringfläche einen einachsigen Zugspannungszustand bewirken. Aufgrund dieser Ausbildung von Rissen bzw. von Fehlstellen in den genannten Randzonen läßt sich das Kaltwalzen bei der Herstellung von insbesondere Wälzlagerringen nur in begrenztem Umfang anwenden.

Aus der DE-OS 26 07 755 ist es bekannt, für das Kaltprofilieren von Ringen Mehrstufenwalzen vorzusehen, wobei in den ersten Stufen lediglich das Profil eingewalzt wird, ohne daß der Durchmesser des Ringes vergrößert wird, und in nachfolgenden Stufen eine gleichmäßige Reduzierung der Wanddicke über den gesamten Querschnitt erfolgt, wodurch die Vergrößerung des Durchmessers bewirkt wird. Dieses Kaltwalzverfahren ist jedoch deshalb nachteilig, als das Erfordernis besteht, die gesamte Umformung in mehreren Stufen durchzuführen, wobei jede Stufe neben einem Glühprozeß jeweils verschiedene Werkzeugprofile erfordert

Erfahrungsgemäß läßt sich dabei der in der ersten Stufe beabsichtigte axiale Fluß des Werkstoffes nur über zusätzliche Einrichtungen zur Durchmesserbegrenzung realisieren, wodurch ein relativ hoher steuerungstechnischer als auch fertigungstechnischer Aufwand bedingt wird, was sich jedoch auf die Funktionssicherheit der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sehr ungünstig auswirkt.

Aus der DE-PS 121 284 ist bekannt, stark innenprofilierte Ringe in zwei Stufen zu walzen, wobei in der ersten Stufe ein Ringrohling gewalzt wird, dessen Außenprofil dem vorgegebenen Innenprofil entspricht, und in einer zweiten Stufe das vorgegebene Innenprofil fertiggewalzt wird. Aus der DE-AS 1 525 291, der GB-PS 1 519 835 und der GB-PS 1 377 066 sind Kaltwalzverfahren bekannt, bei welchen gleichfalls in den Rohlingen Spannungen auftreten, welche zu Rissen führen können.

Der gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit welchem insbesondere Wälzlagerinnenringe und Wälzlageraußenringe, welche aufgrund ihrer Profilierung bisher nicht durch Kaltwalzen herstellbar waren, auf herkömmlichen Maschinen und Vorrichtungen sowohl mit hoher Fertigungssicherheit als auch mit hoher Maß- und Formgenauigkeit in einem einzigen Arbeitsschritt profiliert werden können, ohne daß dabei Risse und Fehlstellen bedingt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der durch die tangentiale Aufweitung entstehende Zugspannungszustand in einen Zug-Druck-Spannungszustand überführt wird, wozu ein Ausgangsteil mit entsprechendem Vorprofil eingesetzt wird, welches zusammen mit dem jeweiligen Weikzeugprofil des Walzdomes und bzw. oder der Arbeitswalze beim Kaltwalzen in einer Arbeitsstufe ein Aufreißen der zunächst nicht vom Werkzeugprofil beaufschlagten Umformzonen als auch die Ausbildung von Fehlstellen verhindert

Vorzugsweise ist das Vorprofil am Ausgangsteil je nach Profilierung innen und bzw. oder außen vorhanden.

Es wird dabei in die Ausgangsform zum Aufweitwalzen ein geeignetes Vorprofil eingebracht, von dessen Übergangspunkten zum Bohrungs- bzw. Außendurchmesser sich zusammen mit dem Werkzeugprofil eine Druckspannung bis in die durch freien Zug beanspruchten Zonen aufbaut

Die Fertigung des Vorprofils erfolgt dabei während der für das Kaltwalzen erforderlichen Drehbearbeitung des Ausgangsringes, wodurch kein zusätzlicher Fertigungsaufwand erforderlich wird. Die entstehenden Materialverluste werden durch die Form des Vorprofils minimiert Im Extremfall entspricht das Voiprofil dem des fertigen Ringes, wobei auch hierbei infolge der späteren Aufweitung der Materialverlust kleiner ist als bei spanabhebender Bearbeitung des fertigen Ringes.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der hohen Wirtschaftlichkeit da das Kaltwalzen des vorprofilierten Ringes in einer einzigen Walzstufe unter Anwendung nur einer einzigen Profilwalze und eines Walzdomes erfolgt

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend anhand einer Vorrichtung zum Kaltwalzen von innenprofilierten Ringen mit tangentialer Aufweitung unter wesentlicher Vergrößerung des Durchmessers, wie z. B. bei einem Kugellageraußenring, näher erläutert In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung am Beginn und am Ende des Walzvorganges eines Wälzlageraußenringes und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung am Beginn und am Ende des Walzvorganges eines Wälzlagerinnenringes.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, welche zum Walzen eines ein bestimmtes Vorprofil (2) aufweisenden Ausgangsteiles (1), z. B. als Wälzlageraußenring, mittels eines Walzdomes bzw. einer inneren Walze (3) mit einem Laufbahnprofil (4) und eine Arbeitswalze (5) aufweist, wobei bei Walzbeginn das -2-

Claims

Nr. 391 284 Vorprofil (2) mit seinen Profilkanten (6) am Laufbahnprofil (4) anliegt. Unter Einwirkung der von der Arbeitswalze (5) aufgebrachten Umformkraft baut sich ausgehend von den Berührungsstellen der Profilkanten (6) eine Druckspannung in Richtung der Seitenflächen des Ausgangsteiles (1) auf, welche sich bei Ringaufweitung der Zugspannung überlagert. Dadurch wird der absolute Betrag der umformenden Zugspannung verringert, wodurch das Aufreißen und die Ausbildung von Fehlstellen verhindert wird. In Fig. 2 ist der Aufbau der Vorrichtung zum Walzen eines Wälzlagerinnenringes als Ausgangsteil (1) dargestellt. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum profilierenden Kaltwalzen von Ringen mit tangentialer Aufweitung unter wesentlicher Durchmesservergrößerung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die tangentiale Aufweitung entstehende Zugspannungswiderstand in einen Zug-Druck-Spannungszustand überführt wird, wozu ein Ausgangsteil (1) mit entsprechendem Vorprofil (2) eingesetzt wird, welches zusammen mit dem jeweiligen Werkzeugprofil eines Walzdornes (3) und bzw. oder einer Arbeitswalze (5) beim Kaltwalzen in einer Arbeitsstufe ein Aufreißen der zunächst nicht vom Werkzeugprofil beaufschlagten Umformzonen als auch die Ausbildung von Fehlstellen verhindert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprofil (2) am Ausgangsteil (1) je nach Profilierung innen und bzw. oder außen vorhanden ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-