DE102010014560A1

DE102010014560A1 - Wälzkörper sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102010014560A1
Application number: DE201010014560
Authority: DE
Inventors: Tobias Vogler; Bernd Gombert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-10
Filing date: 2010-04-10
Publication date: 2011-10-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines, insbesondere durch einen Ziehstein (2) gezogenen, profilierten Drahtes (1), und nachfolgendes Abtrennen eines Abschnittes (14) des profilierten Drahtes (1) als Korpus des Wälzkörpers. Die Erfindung betrifft weiter einen nach diesem Verfahren hergestellten Wälzkörper. Die Erfindung löst dabei die Aufgabe, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines profilierten Wälzkörpers sowie einen Wälzkörper anzugeben, wobei der Wälzkörper ein Korpus aufweist, das eine mit einem Vorschub in Richtung der Drehachse des Korpus umlaufende, von mindestens einer Nut begrenzte Kontaktfläche aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Wälzkörpers sowie einen nach dem Verfahren hergestellten Wälzkörper nach Anspruch 5.
Aus dem Stand der Technik sind Wälzkörper bekannt, die ein Korpus mit einer Außenfläche aufweisen, wobei eine Profilierung in der Außenfläche vorgesehen ist, und wobei die Profilierung mindestens eine mit einem Vorschub entlang einer Drehachse des Wälzkörpers umlaufende Nut aufweist, so dass die Nut Kontaktflächen abgrenzt, die ebenfalls unter einem Vorschub in Richtung der Drehachse des Wälzkörpers umlaufen. Ein derartig profilierter Wälzkörper tritt nur im Bereich der Kontaktflächen mit einer gegenüberliegenden Laufbahn eines Lagerrings in Kontakt.
DE 10 2009 024 121.3 , angemeldet am 06. Juni 2009, beschreibt einen Wälzkörper mit einem Korpus, das eine unter einem Vorschub in Richtung der Drehachse des Wälzkörpers umlaufende Nut umfasst. Entlang der Erstreckung des Korpus in Richtung der Drehachse des Wälzkörpers können beispielsweise ein, zwei oder drei Nuten die Drehachse mindestens einmal umlaufen. Die mindestens eine Nut begrenzt mindestens eine ebenfalls unter Vorschub in Richtung der Drehachse umlaufende Kontaktfläche, die entweder eben ausgebildet ist oder eine beispielsweise sphärische Wölbung im Bereich der Kontaktfläche aufweist. In beiden Fällen beschreibt das Korpus des Wälzkörpers bei der Drehung um die Drehachse eine im wesentlichen zylindrische Hüllfläche.
Aus dem Stand der Technik ist weiter bekannt, einen profilierten Wälzkörper durch ein Abtragen von Material herzustellen, wobei für das Abtragen des Materials eine spanende Bearbeitung eines im wesentlichen vollzylindrischen Zwischenproduktes vorgesehen ist, und wobei bei dem Spanen die mindestens eine Nut in die äußere Mantelfläche des Korpus des Wälzkörpers eingebracht wird. Bei dem Abtragen des Materials ist nachteilig, dass Reste entstehen, nämlich insbesondere das abgetragene Material selbst. Weiter ist ungünstig, dass in das nach dem Abtragen des Materials hergestellte Korpus des Wälzkörpers mechanisch oder thermisch induzierte Spannungen eingetragen werden, die eine Nachbearbeitung, insbesondere ein mechanisches Nachschleifen mindestens der Kontaktfläche sowie ggf. eine thermische Nachbearbeitung des hergestellten Zwischenproduktes erforderlich machen.
US 1,343,885 A beschreibt einen Wälzkörper mit einem Korpus, das eine unter einem Vorschub in Richtung der Drehachse umlaufende Nut umfasst. Der Wälzkörper ist nach einem Verfahren hergestellt, bei dem zuerst ein abgelängter Abschnitt eines rechteckigen Profildrahtes bereitgestellt wird, und danach der abgelängte Abschnitt um dessen Mittenachse verdreht wird. Hierbei erweist sich als nachteilig, dass bei dem Verdrehen des abgelängten Abschnittes der Drehwinkel nicht über die gesamte Erstreckung des Abschnittes konstant ist. Weiter sind hohe Kräfte sowohl zum Verdrehen als auch zum Halten des Abschnittes erforderlich. Ungünstig ist insbesondere, dass die Endabschnitte nicht in dem gleichen Maß wie der zwischen den Endabschnitten angeordnete Mittenabschnitt des Abschnittes verdrehbar ist. Ungünstig ist weiter, dass der erhaltene Wälzkörper erhebliche innere Spannungen aufweist.
DE 353 096 A beschreibt einen nicht-profilierten Wälzkörper mit einem vollzylindrischen Korpus, wobei das Korpus eine spiralig umlaufende Maserung aufweist und sich im Bereich der Maserung die Zusammensetzung des Materials des Korpus ändert. Der Wälzkörper ist nach einem Verfahren hergestellt, bei dem, ausgehend von einem vollzylindrischen Strang mit längs des Stranges sich erstreckender, nicht aber umlaufender Maserung, die Maserung dadurch hergestellt wird, dass der Strang einenends eingespannt und mehrfach um seine Achse gedreht wird, also in sich selbst tordiert wird, was, insbesondere bei Raumtemperatur durchgeführt, erhebliche Kräfte erforderlich macht und, speziell für sehr langgestreckte Wälzkörper mit einem beispielsweise nadelförmigen Korpus einen ungleichmäßigen Verlauf der Maserung bewirken könnte, sobald das Korpus plastisch massiv verformt wird.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines profilierten Wälzkörpers sowie einen Wälzkörper anzugeben, wobei der Wälzkörper ein Korpus aufweist, das eine mit einem Vorschub in Richtung der Drehachse des Korpus umlaufende, von mindestens einer Nut begrenzte Kontaktfläche aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst mit den Schritten: Bereitstellen eines, insbesondere durch einen Ziehstein gezogenen, profilierten Drahtes, danach: Abtrennen eines Abschnittes des profilierten Drahtes als Korpus des Wälzkörpers.
Der profilierte Draht weist dabei eine Erstreckung auf, die deutlich größer ist als die Erstreckung des abgetrennten Abschnittes, insbesondere kann der profilierte Draht als Endlosdraht vorliegen. Die Herstellung des Wälzkörpers beschränkt sich dann auf das passende Ablängen des profilierten Drahtes, insbesondere, wenn der profilierte Draht entlang seiner Erstreckung ein periodisch sich wiederholendes Umfangsprofil aufweist. Wird der im wesentlichen noch warme profilierte Draht, unmittelbar nach der Formgebung in beispielsweise einem Ziehstein, abgetrennt, weist der abgetrennt Abschnitt nur geringe innere Spannungen auf, die bei dem weiteren Auskühlen des abgetrennten Abschnittes reduziert werden können.
Die Herstellung von Profildraht beispielsweise mittels eines Ziehsteins, durch den das Rohmaterial des Profildrahtes geführt wird, ist aus den folgenden beiden Druckschriften beispielsweise grundsätzlich bekannt.
DE 1 132 081 B beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Profildrahtes, dessen Querschnittsprofil sich entlang der Erstreckung des Profildrahtes insbesondere periodisch ändert, wobei das Rohmaterial des Drahtes durch einen Ziehstein geführt wird, wobei der Ziehstein einen schraubenartig gewundenen Profilquerschnitt aufweist, der sich in Durchführrichtung des Rohmaterials erstreckt. Der Ziehstein weist eine sich trichterförmig in Durchführrichtung des Rohmaterials verjüngende Einlauföffnung auf und einen Profilquerschnitt, das an seiner schmalsten Stelle dem Querschnittsprofil des erhaltenen Profildrahtes entspricht, wobei der Profilquerschnitt des Ziehsteins im wesentlichen komplementär zu dem Querschnittsprofil des erhaltenen Profildrahtes ist. Als ggf. zusätzlich anzuwendende Maßnahme ist es grundsätzlich bekannt, den Ziehstein um die Durchführrichtung des Rohmaterials drehbar zu lagern bzw. die Auslassöffnung des Ziehsteins in einem Abstand von der Drehachse anzuordnen, so dass der den Ziehstein verlassende Profildraht schraubenförmig gewunden ist.
GB 504,018 A beschreibt ebenfalls die Herstellung eines Profildrahtes mit entlang der Erstreckung des Profildrahtes sich periodisch änderndem Querschnittsprofil mittels eines Ziehsteins, der ggf. zusätzlich um die Drehachse des erhaltenen Profildrahtes drehbar gelagert sein kann.
Vorzugsweise ist hinsichtlich der Durchführung des Verfahrens vorgesehen, dass das Abtrennen so durchgeführt wird, dass der abgetrennte Abschnitt ein Vielfaches einer ganzen oder halben Periode des sich periodisch wiederholenden Umlaufprofils des profilierten Drahtes aufweist.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden bei einer bevorzugten Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die bei dem Abtrennen ausgebildeten Schnittkanten an den Stirnflächen des abgelängten Abschnittes abgeschrägt, insbesondere als stumpf-konisch zulaufende Endabschnitte ausgebildet, so dass das Korpus des Wälzkörpers keine scharfe Schnittkante aufweist, sondern ausschließlich die mit einem abgerundeten, im Bereich der Kontaktfläche insbesondere sphärischen Querschnittsprofil versehene Kontaktfläche, die die Drehachse des abgelängten Abschnittes mindestens einmal umläuft.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung eines abgetrennten Abschnittes eines profilierten Drahtes als Wälzkörper, wobei in einer bevorzugten Ausgestaltung die Endabschnitte des abgelängten Abschnittes zu den Stirnflächen hin konisch zulaufend ausgebildet sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch eine beispielhafte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch in einer Schnittansicht eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Drahtes 1, wobei die Vorrichtung einen Ziehstein 2 aufweist, der in einer Ziehsteinhalterung 3 gehaltert ist.
Zur Herstellung des profilierten Drahtes 1 wird ein unprofilierter, im wesentlichen zylindrischer Rohdraht 4 dem Ziehstein 2 zugeführt, wobei der Rohdraht 4 den Ziehstein 2 durchsetzt und durch den Ziehstein 2 seine Profilierung erhält, so dass der Rohdraht 4 den Ziehstein 2 als profilierter Draht 1 verlässt. Die Zuführrichtung des Rohdrahtes 4 und die Auslassrichtung des profilierten Drahtes 1 sind miteinander ausgerichtet, wobei der Ziehstein 2 im wesentlichen drehsymmetrisch zu dieser Führungsrichtung 5 angeordnet ist.
Der Ziehstein 2 weist eine sich ein Einführrichtung des Rohdrahtes 4 konisch verjüngende Einführöffnung 6 und eine sich in Auslassrichtung des profilierten Drahtes 1 konisch erweiternde Auslassöffnung 7 auf, wobei zwischen der Einführöffnung 6 und der Auslassöffnung 7 ein Mittelabschnitt 8 mit dem geringsten Querschnitt für den Draht ausgebildet ist, in dessen Bereich der Ziehstein 2 eine Profilierung 9 aufweist, die dem Rohdraht 4 soweit eingeprägt wird, dass dieser den Ziehstein 2 als profilierter Draht 1 verlässt.
Der profilierte Draht 1 weist eine in Umfangsrichtung mit einem Vorschub in Richtung der Führungsrichtung 5 periodisch umlaufendes Umlaufprofil auf, wobei das Umlaufprofil zwei Nuten 10, 11 umfasst, die gegenüberliegend an der Mantelfläche 12 des profilierten Drahtes 1 unter gleichen, konstantem Vorschub die Führungsrichtung 5 umlaufen. Zwischen den Nuten 10, 11 weist die Mantelfläche 12 eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche 13 auf.
Das Umlaufprofil des profilierten Drahtes 1 ist räumlich komplementär zu der Profilierung 9 des Mittelabschnittes 8 des Ziehsteins 2.
Für die Durchführung des Verfahrens zur Herstellung des Wälzkörpers wird der profilierte Draht 1 bereitgestellt, insbesondere unmittelbar nach der Formgebung des profilierten Drahtes in dem Ziehstein 2. Anschließend wird ein Abschnitt 14 des profilierten Drahtes 1 abgetrennt, und zwar durch Anbringen und gleichzeitiges Betätigen zweier Schneiden an den mit den Pfeilen 15, 16 ausgewiesenen Stellen des profilierten Drahtes 1. Der Abstand der beiden Schneiden 15, 16 ist bezogen auf das Umlaufprofil des profilierten Drahtes 1 so bemessen, dass zwischen den Pfeilen 15, 16 jede der beiden Nuten 10, 11 die Führungsrichtung 5 genau dreimal umlaufen hat. Die Länge des abgetrennten Abschnittes 14 beträgt damit das Dreifache der Periode des Umlaufprofils des profilierten Drahtes 1 (bzw. das Sechsfache der halben Periode des Umlaufprofils des profilierten Drahtes 1).
Der abgetrennte Abschnitt 14 bildet das Korpus des Wälzkörpers. In einem folgenden Verfahrensschritt kann noch vorgesehen sein, die durch das Schneiden erzeugten scharfen Schnittkanten abzuschrägen, beispielsweise zu verrunden, und konische Endabschnitte zu erzeugen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war die Ausführrichtung des profilierten Drahtes 1 bezogen auf die Einführrichtung des Rohdrahtes 4 fluchtend ausgerichtet. Es versteht sich, dass die Ausführrichtung bezogen auf die Einführrichtung versetzt angeordnet sein kann, so dass der profilierte Draht 1 eine schneckenförmig gewundene Kontur erhält.
Bezugszeichenliste

1: profilierter Draht
2: Ziehstein
3: Ziehsteinhalterung
4: Rohdraht
5: Führungsrichtung
6: Einlassöffnung
7: Auslassöffnung
8: Mittelabschnitt
9: Profilierung
10: erste Nut
11: zweite Nut
12: Mantelfläche
13: Oberfläche
14: Abschnitt
15: Stelle Schneide
16: Stelle Schneide

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009024121 [0003]
US 1343885 A [0005]
DE 353096 A [0006]
DE 1132081 B [0011]
GB 504018 A [0012]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines, insbesondere durch einen Ziehstein (2) gezogenen, profilierten Drahtes (1), und nachfolgendes Abtrennen eines Abschnittes (14) des profilierten Drahtes (1) als Korpus des Wälzkörpers.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtrennen so durchgeführt wird, dass der abgetrennte Abschnitt (14) ein Vielfaches einer ganzen oder halben Periode des sich periodisch wiederholenden Umlaufprofils des profilierten Drahtes (1) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Abtrennen ausgebildete Schnittkanten an Stirnflächen des abgelängten Abschnittes (14) abgeschrägt, insbesondere als stumpfkonisch zulaufende Endabschnitte ausgebildet, werden.
Verwendung eines abgetrennten Abschnittes (14) eines profilierten Drahtes (1) als Wälzkörper.
Wälzkörper, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.