DE10028505C2

DE10028505C2 - Verfahren zur Herstellung von Lagerbauteilen

Info

Publication number: DE10028505C2
Application number: DE2000128505
Authority: DE
Inventors: Berthold Beyfus; Peter Horling; Gerhard Schunk; Juergen Stuerzenberger
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DE10028505A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lagerbauteilen, die wenigstens abschnittsweise einen ringförmigen Querschnitt aufweisen.

Bei derartigen Lagerbauteilen ist es in der Regel erforderlich, daß ein vorgegebener Solldurchmesser sehr genau eingehalten wird und daß das Material einem Härteprozeß unterzogen wird. Bei bekannten Verfahren wird ein ungehärteter Rohling zunächst durch spanende Bearbeitung auf einen Durchmesser gebracht, der noch nicht dem gewünschten Solldurchmesser entspricht, so daß eine spätere Nachbearbeitung möglich ist. Dann wird das Lagerbauteil einem Härteprozeß unterzogen. Zum Ausgleich von im Rahmen des Härteprozesses gegebenenfalls entstehenden Unrundheiten wird abschließend noch ein Schleifprozeß durchgeführt, durch den das Lagerbauteil auf seine Endmaße gebracht wird.

Die bekannte Vorgehensweise hat den Nachteil, daß zum Ausgleich von beim Härten auftretenden Unrundheiten mit einer Schleifzugabe gearbeitet wird und somit ein zusätzlicher Verfahrensschritt erforderlich ist, um das überschüssige Material nach dem Härten abzutragen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß insgesamt relativ viel Material abgetragen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsprozeß von Lagerbauteilen, die wenigstens abschnittsweise über einen ringförmigen Querschnitt verfügen, effizienter zu gestalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Lagerbauteil so hergestellt, daß es im eingebauten Zustand die geforderten Maße aufweist. Im nicht eingebauten Zustand wird dagegen eine Abweichung von den geforderten Maßen zugelassen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Lagerbauteil durch einen zylinderförmigen Dorn in einen ringförmigen Querschnitt gezwungen und bis zum Erreichen seiner Endmaße spanend bearbeitet wird. Der Durchmesser des Dorns ist auf die Einbauumgebung, für die das Lagerbauteil vorgesehen ist, abgestimmt. Auch wenn das Lagerbauteil nach Entfernen des Dorns von den geforderten Maßen abweicht, so ist durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise dennoch sichergestellt, daß die geforderten Maße im Einbaufall exakt eingehalten werden.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise hat den Vorteil, daß während des Herstellungsprozesses nur eine einmalige spanende Bearbeitung erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß im Rahmen dieser spanenden Bearbeitung relativ wenig Material entfernt werden muß, da auf Materialzuschläge zum Ausgleich von Unrundheiten verzichtet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen erläutert. Für die Beschreibung der Erfindung wird beispielhaft die Herstellung von Innenringen für Wälzlager ausgewählt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können aber auch andere Lagerbauteile hergestellt werden, die wenigstens abschnittsweise einen ringförmigen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise Innenringe für Gleitlager oder Außenringe für Gleitlager und Wälzlager.

Es zeigen

Fig. 1 verschiedene Verfahrensschritte des Herstellungsprozesses eines Innenrings bis zum Erreichen einer Rohform in Schnittdarstellung (oben) und in Aufsicht (unten),

Fig. 2 ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Innenrings nach dem Stand der Technik in Aufsicht,

Fig. 3 ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Innenrings nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Aufsicht und

Fig. 4 den auf einen Dorn aufgepreßten Innenring aus Fig. 3 in Schnittdarstellung.

Fig. 1 zeigt verschiedene Verfahrensschritte des Herstellungsprozesses eines Innenrings bis zum Erreichen einer Rohform. Die Innenringe 1 werden aus einem Blechband 2 hergestellt. Im oberen Teil der Fig. 1 sind verschiedene Bearbeitungsstufen des Blechbandes 2 in Schnittdarstellung abgebildet, im unteren Teil der Fig. 1 ist das Blechband 2 jeweils für die gleichen Bearbeitungsstufen in Aufsicht dargestellt.

In einem ersten Bearbeitungsschritt werden aus dem Blechband 2 Bohrungen 3 ausgestanzt. Danach wird das Blechband 2 so umgeformt, daß im Bereich der Bohrungen 3 jeweils hohlzylindrische Vorsprünge 4 entstehen. Der Umformprozeß kann mittels eines oder mehrerer im Durchmesser gestaffelter Stempel durchgeführt werden, die im Bereich der Bohrung 3 gegen den Blechstreifen 2 gepreßt werden. Der Innendurchmesser der hohlzylindrischen Vorsprünge 4 weist jeweils bereits das Endmaß der herzustellenden Innenringe 1 auf. In einem anschließenden Bearbeitungsschritt wird der Innenring 1 aus dem Blechstreifen 2 ausgestanzt. In weiteren Bearbeitungsschritten wird der Innenring noch durch eine Wärmebehandlung gehärtet und durch eine spanende Bearbeitung auf den gewünschten Außendurchmesser gebracht.

Fig. 2 zeigt ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Innenrings 1 nach dem Stand der Technik in Aufsicht. Bei dem dargestellten Innenring 1 ist der Härteprozeß abgeschlossen und es folgt als nächster Verfahrensschritt eine spanende Bearbeitung. Der Innenring 1 ist zum einen in den geforderten Endmaßen abgebildet (dick durchgezogene Linien, ringförmiger Bereich 5), die nach der spanenden Bearbeitung erreicht werden. Zum anderen sind die Rohabmessungen dargestellt (zusätzlich schraffierter Bereich 6), die der Innenring 1 unmittelbar nach dem Härteprozeß und noch vor der spanenden Bearbeitung aufweist. Der schraffierte Bereiche 6 wird durch die spanende Bearbeitung entfernt. Da im Rahmen der spanenden Bearbeitung die Unrundheiten des Innenrings 1 vollständig entfernt werden, ist es erforderlich, die Rohform des Innenrings 1 mit deutlichen Zuschlägen gegenüber den geforderten Endmaßen herzustellen, d. h. der schraffierte Bereich 6 erstreckt sich zum Teil erheblich außerhalb des durch die durchgezogenen Linien begrenzten Bereichs 5. Die zu entfernende Materialmenge ist daher relativ groß. Der Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann anhand von Fig. 3 geführt werden.

Fig. 3 zeigt ein Zwischenprodukt bei der Herstellung des Innenrings 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Aufsicht. Entsprechend Fig. 2 ist bei dem dargestellten Innenring 1 ebenfalls der Härteprozeß abgeschlossen und als nächster Bearbeitungsschritt schließt sich eine spanende Bearbeitung an. Hierzu wurde der Innenring auf einen Dorn 7 aufgepreßt. Analog zu Fig. 2 sind auch in Fig. 3 die geforderten Endabmessungen durch dick durchgezogene Linien verdeutlicht (ringförmiger Bereich 5) und die erforderlichen Zugaben schraffiert dargestellt (Bereich 8). Der Vergleich mit Fig. 2 macht deutlich, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wesentlich weniger Material entfernt werden muß, um die Endabmessungen des Innenrings 1 zu erreichen, d. h. der schraffierte Bereich 8 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist deutlich kleiner als der schraffierte Bereich 6 gemäß dem Stand der Technik. Wie aus Fig. 3 ersichtlich weist der Innendurchmesser des Innenrings 1 bereits vor der spanenden Bearbeitung das gewünschte Endmaß auf, so daß nur noch am Außendurchmesser des Innenrings 1 Material entfernt wird. Infolge des Aufpressens auf den Dorn 7 weist der Innenring 1 nur sehr geringe Unrundheiten auf, so daß für die spanende Bearbeitung ein geringer Zuschlag am Außendurchmesser ausreicht. Der Durchmesser des Dorns 7 wird in Abhängigkeit von der Einbauumgebung, für die der Innenring 1 vorgesehen ist, ausgewählt. Im einfachsten Fall stimmt der Durchmesser des Dorns 7 mit dem Durchmesser der Achse oder Welle überein, auf die der Innenring im Anwendungsfall aufgezogen wird.

Fig. 4 zeigt den fertig bearbeiteten Innenring 1, der noch auf den Dorn 7 aufgepreßt ist in Schnittdarstellung. Die spanende Bearbeitung erfolgt durch Drehen oder Fräsen oder durch Schleifen und Honen. Wenn der Innenring 1 vom Dorn 7 abgenommen wird, behält er seine runde Form nicht vollständig bei, sondern wird sich leicht verziehen. Dies hat für die spätere Anwendung jedoch keinen negativen Auswirkungen, da beim Aufpressen auf eine Welle oder eine Achse die runde Form wieder hergestellt wird.

In einer Variante der Erfindung wird die spanende Bearbeitung vor dem Härten des Innenrings 1 durchgeführt. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Innenring zur spanenden Bearbeitung auf den Dorn 7 aufgepreßt. Die durch das Härten entstehenden Unrundheiten des Innenrings 1 werden beim Aufpressen des Innenrings 1 auf eine Achse oder eine Welle wieder ausgeglichen.

Um sicherzustellen, daß die Unrundheiten des Innenrings 1 beim Aufpressen auf den Dorn 7 möglichst vollständig beseitigt werden, wird in der Regel eine Überdeckung zwischen dem Innenring 1 und dem Dorn 7 vorgesehen. Vorzugsweise ist diese Überdeckung identisch mit der beim Anwendungsfall des Innenrings vorgesehenen Überdeckung.

Bezugszeichen

1

Innenring

2

Blechstreifen

3

Bohrung

4

hohlzylindrischer Vorsprung

5

Endquerschnitt des Innenrings

6

Zugabebereich gemäß Stand der Technik

7

Dorn

8

Zugabebereich gemäß der Erfindung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Lagerbauteilen mit wenigstens abschnittsweise ringförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Lagerbauteil (1) in Rohform auf einen zylinderförmigen Dorn (7) aufgepreßt wird, dessen Durchmesser auf die Einbauumgebung, für die das Lagerbauteil (1) vorgesehen ist, abgestimmt ist,
das Lagerbauteil (1) durch den Dorn (7) in einen ringförmigen Querschnitt gezwungen wird und
das Lagerbauteil (1) im aufgepreßten Zustand bis zum Erreichen seiner Endmaße spanend bearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Rohform der Lagerbauteile (1)
ein Blechstreifen (2) in vorgegeben Abständen mit Bohrungen (3) versehen wird,
der Blechstreifen (2) im Bereich der Bohrungen (3) jeweils so umgeformt wird, daß hohlzylindrische Vorsprünge (4) entstehen und
der Blechstreifen (2) im Bereich der hohlzylindrischen Vorsprünge (4) jeweils kreisförmig ausgestanzt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die spanende Bearbeitung des Lagerbauteils (1) im Rahmen eines Schleif- und eines Honprozesses durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spanende Bearbeitung des Lagerbauteils (1) im Rahmen eines Drehprozesses durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spanende Bearbeitung des Lagerbauteils (1) im Rahmen eines Fräsprozesses durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerbauteil (1) vor der spanenden Bearbeitung gehärtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das fertig bearbeitete Lagerbauteil (1) gehärtet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerbauteil (1) mit einer vorgegebenen Überdeckung auf den Dorn (7) aufgepreßt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Lagerbauteil (1) um einen Innenring eines Wälzlagers handelt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dorn (7) verwendet wird, der den gleichen Außendurchmesser aufweist wie die Welle oder Achse, für die der Innenring vorgesehen ist.