DE102011075549A1 - Method for manufacturing bearing ring of spherical roller bearing, involves inserting safety line at lateral surface of blank, where safety line is defined by laser irradiation of material of lateral surface - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung eines eine Sprengfuge aufweisenden Lagerrings, sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Lagerring, insbesondere Pendelrollen-Lagerring, nach Anspruch 9. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for the preparation of an explosive joint bearing ring, and a bearing ring produced by this method, in particular spherical roller bearing ring, according to
Aus dem Stand der Technik sind Lagerringe bekannt, die zwei im wesentlichen komplementäre Hälften umfassen, wobei die Hälften aneinander befestigt sind. Entlang der zueinander passgenauen Hälften bildet sich jeweils eine Sprengfuge aus. Die beiden zueinander komplementären Hälften des Lagerrings lassen sich beispielsweise durch ein Trennen eines im wesentlichen hohlzylindrischen, Lagerrings entlang einer axial oder radial verlaufenden Trennebene bzw. Trennlinie herstellen. Als problematisch erweist es sich aber, eine Trennlinie bereitzustellen, die einem definierten Verlauf, insbesondere einer linienhaften Sollbruchlinie, folgt. Wird auf die Stirnfläche eines im wesentlichen hohlzylindrischen Rohteils eines Lagerrings in einem Schlitz eine Kraft aufgebracht, bildet sich ein axial verlaufender Riss, der in vielen Fällen nicht gerade verläuft, sondern seitlich ausbricht, so dass die entstehenden Hälften wenig geeignet sind, nach dem Zusammenfügen der Hälften eine gerade Sprengfuge bzw. eine Sprengfuge mit einem definierten, reproduzierbaren Verlauf auszubilden. Es ist schwierig, durch einfaches Kraftaufbringen in dem Schlitz auf der Stirnfläche einen gerade oder gar kreisbogenförmigen oder wellenförmgien, insbesondere sinus-förmigen Verlauf der der Sprengfuge zu bewirken. Bearing rings are known from the prior art, comprising two substantially complementary halves, wherein the halves are secured together. An explosive joint is formed along the halves that fit each other. The two mutually complementary halves of the bearing ring can be produced for example by separating a substantially hollow cylindrical bearing ring along an axially or radially extending parting line or parting line. However, it proves to be problematic to provide a dividing line which follows a defined course, in particular a line-shaped predetermined breaking line. If a force is applied to the end face of a substantially hollow cylindrical blank of a bearing ring in a slot, an axially extending crack is formed, which in many cases does not run straight, but breaks off laterally, so that the resulting halves are less suitable, after assembly Halves a straight explosive joint or an explosive joint with a defined, reproducible course form. It is difficult to effect by simply applying force in the slot on the face a straight or even arcuate or wellenförmgien, in particular sinusoidal course of the explosive joint.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, den Verlauf der Sprengfuge zwischen den beiden Teilen des Lagerrings durch eine Sollbruchlinie vor dem Trennen der beiden Hälften einzustellen, wobei bei Kraftaufwendung das im wesentlichen hohlzylindrische Rohteil entlang der Sollbruchlinie in die beiden Hälften geteilt wird, und die beiden Hälften nach dem Fügen entlang der dann durch die Sollbruchlinie definierten Sprengfuge miteinander wieder verbunden werden können. Hierzu ist bekannt, den Verlauf der Sollbruchlinie durch eine Bearbeitung des Material der Mantelfläche des Rohteils mittels Laserbestrahlung vorzugeben. Aufgrund der Laserbestrahlung tritt in dem spröden, aber duktilen Material des Wälzlagerstahls eine Gefügeänderung auf, so dass bei einer Krafteinwirkung das Rohteil bevorzugt entlang der mit der Laserbestrahlung behandelten Stellen reißt. Mit der Laserbestrahlung lassen sich Stellen erzielen, an denen die Sprödigkeit des Materials gezielt herabgesetzt wird. Optional kann an den mit dem Laser bestrahlen Stellen auch ein Materialabtrag erzielt werden Entlang dieser Stellen, und damit entlang einer definierten Sollbruchlinie, bricht das Rohteil bei Anwendung einer Kraft. From the prior art it is known to adjust the course of the explosive joint between the two parts of the bearing ring by a predetermined breaking line before separating the two halves, wherein upon application of force, the substantially hollow cylindrical blank along the predetermined breaking line is divided into the two halves, and the two Halves after joining along the then defined by the predetermined breaking line explosive joint can be reconnected with each other. For this purpose, it is known to predetermine the course of the predetermined breaking line by machining the material of the lateral surface of the blank by means of laser irradiation. Due to the laser irradiation occurs in the brittle, but ductile material of the bearing steel a structural change, so that when a force, the blank preferably tears along the treated with the laser irradiation sites. Laser irradiation can be used to achieve points where the brittleness of the material is deliberately reduced. Optionally, material removal can also be achieved at the points irradiated with the laser. Along these points, and thus along a defined predetermined breaking line, the blank breaks when a force is applied.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines eine Sprengfuge aufweisenden Lagerrings anzugeben, das geringe Kräfte erfordert und insbesondere auch für dickwandige Lagerringe anzuwenden ist. It is the object of the invention to provide a method for producing a bearing ring having an explosive joint, which requires low forces and in particular is also applicable to thick-walled bearing rings.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das eingangs genannte Verfahren mit den folgenden Schritten gelöst: Einbringen einer Kerbe an eine Stirnfläche des Rohteils, wobei die Kerbe an die Sollbruchlinie angrenzt, und Aufbringen einer Kraft an den Flanken der Kerbe. Durch die Kerbe an der Stirnfläche wird sichergestellt, dass bei dem Aufbringen der Kraft in der Kerbe die Trennung der beiden Hälften entlang der Sollbruchlinie auftritt, wobei insbesondere die die Laufbahn aufweisende Mantelfläche nicht durch ein mechanisches Hilfsmittel berührt wird und dabei beschädigt werden könnte. Im Bereich der Kerbe wird nur sehr lokal die Kraft aufgebracht, wobei die Geometrie der Kerbe eine Fokussierung der eingebrachten Kraft auf die Sollbruchlinie bewirkt, so dass sowohl eine gute Reproduzierbarkeit sichergestellt ist als auch eine nur geringe Mindestkraft erforderlich wird, um die Trennung des Rohteils in die beiden Hälften zu bewirken. Auch hat sich erwiesen, dass Abplatzungen an dem Rohteil insbesondere im Bereich der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche unterdrückt werden. This object is achieved according to the invention for the above-mentioned method with the following steps: introducing a notch on an end face of the blank, wherein the notch adjoins the predetermined breaking line, and applying a force to the flanks of the notch. The notch on the end face ensures that when the force is applied in the notch, the separation of the two halves along the predetermined breaking line occurs in particular, the raceway having lateral surface is not touched by a mechanical device and could be damaged. In the region of the notch, the force is applied only very locally, wherein the geometry of the notch causes a focusing of the introduced force on the predetermined breaking line, so that both a good reproducibility is ensured and only a small minimum force is required to the separation of the blank in to effect the two halves. It has also been found that chipping on the blank, in particular in the region of the raceway having lateral surface are suppressed.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kerbe ein spitz zulaufendes, insbesondere V-förmiges Querschnittsprofil aufweist. Aufgrund des V-förmigen Querschnittsprofils konzentrieren sich die Kerbspannungen an dem Boden der Kerbe, so dass die zur Trennung der beiden Hälften des Rohteils erforderliche Kraft weiter herabgesetzt wird. Das V-förmige Querschnittsprofil fokussiert die eingebrachte Kraft in Richtung der Sollbruchlinie, insbesondere dann, wenn an dem Boden des ‚V’ die Sollbruchlinie beginnt bzw. endet. It is preferably provided that the notch has a tapered, in particular V-shaped cross-sectional profile. Due to the V-shaped cross-sectional profile, the notch stresses concentrate at the bottom of the notch so that the force required to separate the two halves of the blank is further reduced. The V-shaped cross-sectional profile focuses the applied force in the direction of the predetermined breaking line, in particular when the predetermined breaking line begins or ends at the bottom of the "V".
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Breite der Kerbe von der die Sollbruchlinie aufweisenden Mantelfläche zu der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche hin zunimmt. Bei der Einleitung der Kraft tritt der Riss dann zuerst in der von der Laufbahn abgekehrten Mantelfläche auf und geht dann bei der Rissausbreitung auf die die Laufbahn aufweisende Mantelfläche über, so dass sich im Bereich der Laufbahn ein besonders gut definierter Rissverlauf ausbildet und keine Beschädigungen auf der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche auftreten. Die zwischen den Mantelflächen veränderliche Breite der Kerbe lässt sich beispielsweise mittels eines materialabtragenden Schneidwerkzeugs erzeugen, das ein V-förmiges Querschnittsprofil erzeugt, wobei das Schneidwerkzeug auf der von der Laufbahn abgekehrten Mantelfläche tiefer in die Stirnfläche des Rohteils einschneidet als auf der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche. Das Schneidwerkzeug kann beispielsweise ein Nutfräser sein, der schräg an die von der Laufbahn abgekehrte Mantelfläche des Rohteils herangeführt und angesetzt wird. It is preferably provided that a width of the notch increases from the lateral surface having the predetermined breaking line to the lateral surface having the raceway. When initiating the force of the crack then occurs first in the facing away from the raceway lateral surface and then passes in the crack propagation on the raceway having lateral surface, so that forms a particularly well-defined crack profile in the region of the track and no damage to the the raceway having lateral surface occur. The variable between the lateral surfaces width of the notch can be generated for example by means of a material-removing cutting tool which produces a V-shaped cross-sectional profile, wherein the cutting tool cuts deeper on the side facing away from the raceway surface in the end face of the blank than on the raceway having lateral surface. The cutting tool may for example be a groove cutter, which is guided obliquely to the side facing away from the raceway lateral surface of the blank and attached.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Öffnungswinkel der im wesentlichen V-förmigen Kerbe von der die Sollbruchlinie aufweisenden Mantelfläche zu der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche, insbesondere um einen Winkel von ca. 1° bis ca. 3°, zunimmt.It is preferably provided that an opening angle of the substantially V-shaped notch increases from the lateral surface having the predetermined breaking line to the lateral surface having the raceway, in particular by an angle of approximately 1 ° to approximately 3 °.
Alternativ oder ergänzend zu einem entlang des Verlaufs der Kerbe veränderlichen Öffnungswinkel ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Tiefe der Kerbe von der die Sollbruchlinie aufweisenden Mantelfläche zu der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche hin zunimmt. Die Tiefe der Kerbe, also der Abstand des Bodens der Kerbe von den angrenzenden Kanten der Stirnfläche, nimmt entlang des Verlaufs der Kerbe hin zu der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche zu, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass ein Schneidwerkzeug schräg angesetzt wird. Dabei kann der Öffnungswinkel entlang des Verlaufs der Kerbe konstant bleiben. Die Breite der Kerbe nimmt von der die Sollbruchlinie aufweisenden Mantelfläche zu der die Laufbahn aufweisenden Mantelfläche hin zu. As an alternative or in addition to a variable opening angle along the course of the notch, it is preferably provided that a depth of the notch increases from the lateral surface having the predetermined breaking line to the lateral surface having the raceway. The depth of the notch, that is, the distance of the bottom of the notch from the adjacent edges of the end face, increases along the course of the notch towards the outer surface of the raceway, which can be achieved, for example, by tilting a cutting tool. The opening angle along the course of the notch can remain constant. The width of the notch increases from the lateral surface having the predetermined breaking line to the raceway having lateral surface towards.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Sollbruchlinie einen beide Stirnflächen des Rohteils verbindenden, im wesentlichen geraden Verlauf aufweist.Preferably, it is provided that the predetermined breaking line has a both straight faces of the blank, substantially straight course.
Alternativ zu einem geraden Verlauf der Sollbruchlinie ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sollbruchlinie einen beide Stirnflächen des Rohteils verbindenden, in zwei gerade Abschnitte unterteilten Verlauf aufweist, wobei die beiden Abschnitte einen stumpfen Winkel untereinander einschließen.As an alternative to a straight course of the predetermined breaking line, it is preferably provided that the predetermined breaking line has a course which divides two end faces of the blank and is subdivided into two straight sections, wherein the two sections enclose an obtuse angle with one another.
Wiederum alternativ zu einem geraden Verlauf der Sollbruchlinie oder einem in zwei gerade Abschnitte unterteilten Verlauf der Sollbruchlinie ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sollbruchlinie einen gekrümmten, insbesondere kreisbogenförmigen oder wellenförmigen Verlauf aufweist.Again, alternatively to a straight course of the predetermined breaking line or a divided into two straight sections course of the predetermined breaking line is preferably provided that the predetermined breaking line has a curved, in particular arcuate or undulating course.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Further advantages and features will become apparent from the dependent claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing
Zur Herstellung des Lagerrings wird ein Rohteil
An einer Stirnfläche
Die Kerbe
Die Sollbruchlinie
Die Kerbe
Wird auf die Flanken
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war der Verlauf der Sollbruchlinie
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rohteil blank
- 22
- äußere Mantelfläche outer jacket surface
- 33
- Laufbahnen raceways
- 44
- innere Mantelfläche inner jacket surface
- 55
- Sollbruchlinie Line of weakness
- 66
- Stirnfläche face
- 77
- Kerbe score
- 88th
- Kerbgrund notch root
- 99
-
Flanke der Kerbe
7 Flank of the notch7 - 1010
-
Flanke der Kerbe
7 Flank of the notch7 - 1111
- Sackloch blind
- 1212
- Kante edge
- 1313
- Kante edge
- 14, 14’, 14’’14, 14 ', 14' '
- Hälfte half
- 1515
- Hälfte half
- 16, 16’, 16’’16, 16 ', 16' '
- Trennfläche interface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3425829 C2 [0004] DE 3425829 C2 [0004]
- DE 3614246 A1 [0005] DE 3614246 A1 [0005]
- EP 2312175 A2 [0006] EP 2312175 A2 [0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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