DE102011081306A1 - Method for producing a rolling bearing component and rolling bearing component - Google Patents
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- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerbauteiles, umfassend die Schritte Rundbiegen eines Rohres (1), so dass zwei Enden (3, 4) des Rohres (1) eine durch einen Spalt beabstandete Stoßstelle (5) bilden und Orbitalschweißen der Stoßstelle (5). Die Erfindung betrifft ferner ein Wälzlagerbauteil, umfassend einen ringförmigen Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper eine Orbitalschweißnaht aufweist.The invention relates to a method for producing a rolling bearing component, comprising the steps of round bending a tube (1) so that two ends (3, 4) of the tube (1) form a joint (5) spaced apart by a gap and orbital welding of the joint (5 ). The invention further relates to a rolling bearing component, comprising an annular hollow body, characterized in that the hollow body has an orbital weld.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerbauteiles, insbesondere einer Bordscheibe für ein Pendelrollenlager, sowie ein Wälzlagerbauteil, umfassend einen ringförmigen Hohlkörper.The invention relates to a method for producing a rolling bearing component, in particular a flange for a spherical roller bearing, and a rolling bearing component, comprising an annular hollow body.
Wälzlagerbauteile wie z.B. Bordscheiben für Pendelrollenlager oder auch Lagerringe umfassen einen typischerweise rotationssymmetrischen Korpus, der konzentrisch zu einer Lagerachse des Wälzlagers angeordnet ist. Diese Wälzlagerbauteile werden in der Regel durch spanende Bearbeitung hergestellt, indem ein massiver Rohling in eine im Wesentlichen der Endform entsprechenden Geometrie gedreht wird, und dieser nach anschließender Wärmebehandlung geschliffen bzw. gehont wird. Rolling bearing components such as e.g. Flanged wheels for spherical roller bearings or bearing rings comprise a typically rotationally symmetrical body, which is arranged concentrically to a bearing axis of the rolling bearing. These rolling bearing components are usually made by machining by a solid blank is rotated in a substantially corresponding to the final shape geometry, and this is ground or honed after subsequent heat treatment.
Wenngleich diese Art der Herstellung weit verbreitet ist, ergibt sich dennoch aufgrund der massiven Wälzlagerbauteile einer hoher Materialeinsatz mit entsprechenden Kosten. Although this type of production is widespread, yet due to the massive rolling bearing components results in a high material usage with corresponding costs.
Es ist bereits bekannt, Wälzlagerbauteile aus Hohlkörpern herzustellen, was insbesondere bei weniger belasteten Bauteilen eine Möglichkeit zur Kostenreduzierung darstellt.It is already known to produce rolling bearing components from hollow bodies, which represents a possibility for cost reduction, especially for less loaded components.
Aus der
Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Wälzlagerbauteilen und Wälzlagerbauteile anzugeben, wobei das Verfahren einfach und kostengünstig auszuführen ist und qualitativ hochwertige Wälzlagerbauteile bereitstellt und das Wälzlagerbauteil eine hohe Festigkeit aufweist.The invention has for its object to provide a method for producing rolling bearing components and rolling bearing components, wherein the method is simple and inexpensive to perform and high-quality rolling bearing provides components and the rolling bearing component has a high strength.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Demzufolge umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerbauteiles die Schritte Rundbiegen eines Rohres, so dass zwei Enden des Rohres eine durch einen Spalt beabstandete Stoßstelle bilden und Orbitalschweißen der Stoßstelle.This object is achieved by the features of the independent claims. Accordingly, the method of making a rolling bearing component of the invention includes the steps of bending a tube such that two ends of the tube form a gap spaced apart by a gap and orbitally weld the joint.
Als Ausgangsmaterial können somit herkömmliche, metallische Rohre eingesetzt werden, die sowohl kostengünstig als auch in vielfältigen Durchmessern und Wandstärken verfügbar sind. Möglich ist einerseits, dass vor dem Rundbiegen ein Rohrstück der benötigen Länge bereitgestellt wird, z.B. von einem längeren Rohr abgetrennt wird. Die benötigte Länge resultiert aus dem gewünschten Durchmesser, z.B. Teilkreisdurchmesser, des späteren Wälzlagerbauteiles bzw. Wälzlagers. Alternativ ist ebenso möglich, dass das Rundbiegen des Rohres an einem deutlich längerem Rohr, quasi einem Endlosrohr, erfolgt und erst nach dem Rundbiegen das rundgebogene Rohr abgetrennt wird. Die ursprünglich vorhandene Querschnittsgeometrie des Rohres bleibt bei dem Rundbiegen im Wesentlichen erhalten.As a starting material thus conventional metallic pipes can be used, which are available both cost and in a variety of diameters and wall thicknesses. It is possible, on the one hand, to provide a tube of the required length prior to round bending, e.g. is separated from a longer pipe. The required length results from the desired diameter, e.g. Pitch diameter, the later rolling bearing component or rolling bearing. Alternatively, it is also possible that the round bending of the tube at a much longer pipe, quasi an endless tube, takes place and only after the round bending the round bent tube is separated. The originally present cross-sectional geometry of the tube is essentially retained during the round bending.
Das Rundbiegen erfolgt solange, bis ein mit Ausnahme einer Stoßstelle geschlossener Kreisring entsteht. An der Stoßstelle liegen sich die beiden Enden des Rohres gegenüber und können sich kontaktieren oder aber durch einen Spalt voneinander getrennt sein.The round bending takes place until a circular ring closed with the exception of one joint emerges. At the junction are the two ends of the tube opposite and can contact or be separated by a gap.
Erfindungsgemäß wird das rundgebogene Rohr nun mittels Orbitalschweißen verbunden. Das Orbitalschweißen ist ein Schutzgasschweißen, z.B. ein Metallschutzgasschweißen (MSG) oder ein Wolfram-Inertgasschweißen (WIG), welches vollmechanisch ausgeführt wird, indem ein Lichtbogen maschinell ohne Unterbrechung den kompletten Umfang der Fügestelle umfährt und dabei verschweißt. Das derart verschweißte Rohr bildet somit einen geschlossenen Ringkörper.According to the round bent tube is now connected by orbital welding. Orbital welding is inert gas welding, e.g. a gas metal arc welding (MSG) or a tungsten inert gas welding (TIG), which is carried out fully mechanically by an arc machine bypasses the entire circumference of the joint without interruption and thereby welded. The thus welded tube thus forms a closed ring body.
Gegenüber herkömmlichen Verbindungstechniken ergibt sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Fügestelle mit sehr hoher Festigkeit. Dabei hat die Erfindung erkannt, dass der Einsatz von Orbitalschweißen insbesondere bei rohrförmigen Wälzlagerbauteilen die nach dem Verschweißen einer Querschnittsumformung unterworfen werden äußerst vorteilhaft ist, da durch die sicherere Schweißverbindung die Ausschussquote gesenkt werden kann. So zeigte sich, dass die orbitalgeschweißten Rohre gegenüber herkömmlich geschweißten Rohren stärkeren Querschnittsumformungen ausgesetzt werden können. Darüber hinaus sind durch das Orbitalschweißen die bei anderen Schweißverfahren in der Regel notwendigen Entlüftungsbohrungen in dem Rohr grundsätzlich nicht mehr erforderlich – wenn gleich diese natürlich weiterhin vorgesehen werden können. Schließlich ist eine hohe Oberflächenqualität der Schweißnaht möglich, so dass einerseits eine Nachbearbeitung der Schweißnaht entfallen kann und andererseits das Wälzlagerbauteil hohen optischen Qualitätsansprüchen genügt. Compared to conventional joining techniques, the result of the method according to the invention is a joint with very high strength. In this case, the invention has recognized that the use of orbital welding, in particular in tubular rolling bearing components which are subjected after welding a cross-sectional deformation is extremely advantageous because the rejection rate can be reduced by the safer welded joint. Thus, it was found that the orbitally welded pipes can be subjected to stronger cross-sectional deformations compared to conventionally welded pipes. In addition, by the orbital welding usually required in other welding vent holes in the pipe are basically no longer required - if the same, of course, this can still be provided. Finally, a high surface quality of the weld is possible, so that on the one hand a post-processing of the weld can be omitted and on the other hand, the rolling bearing component meets high optical quality requirements.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are given in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann für verschiedenartige Wälzlagerbauteile eingesetzt werden. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wälzlagerbauteil eine Bordscheibe eines Pendelrollenlagers ist. Ebenso denkbar ist, dass es sich bei dem Wälzlagerbauteil um einen Lagering oder um einen Teil eines Wälzlagerkäfigs handelt.The manufacturing method according to the invention can be used for various rolling bearing components. According to one embodiment, it is provided that the rolling bearing component is a flange of a spherical roller bearing. It is also conceivable that the rolling bearing component is a bearing ring or a part of a roller bearing cage.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Rohr vor dem Rundbiegen ein gerades Rohr mit kreisförmigem Querschnitt ist, so dass handelsübliche Metallrohre eingesetzt werden können. According to one embodiment, it is provided that the tube before round bending is a straight tube with a circular cross-section, so that commercially available metal tubes can be used.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach dem Rundbiegen Biegeenden des Rohres entfernt werden. Derartige Biegeenden können aufgrund der Einspannung des Rohres in einer entsprechenden Biegemaschine entstehen. According to one embodiment, it is provided that bending ends of the tube are removed after the round bending. Such bending ends can arise due to the clamping of the tube in a corresponding bending machine.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach dem Orbitalschweißen eine Querschnittsumformung des Rohres erfolgt. Die Querschnittsumformung dient dem Zweck, dem torusförmigen, geschlossenen Ring die für das Wälzlagerbauteil gewünschte Querschnittsgeometrie zu geben. Sofern es sich bei dem Wälzlagerbauteil um eine Bordscheibe für ein Pendelrollenlager handelt, wird durch die Querschnittsumformung z.B. ein trapezförmiger Querschnitt geformt. Sowohl die Form des trapezförmigen Querschnitts (z.B. kürzere radial innen ausgebildete Mantelflächen im Vergleich zu der radial außen ausgebildeten Mantelfläche) als auch die Abmaße entsprechen dabei jenen von herkömmlichen, massiven Bordscheiben. Der Ersatz herkömmlicher Bordscheiben ist daher jederzeit ohne konstruktive Änderungen am Pendelrollenlager möglich. Sofern es sich bei dem Wälzlagerbauteil um einen Lagerring handelt, wird durch die Querschnittsumformung eine Laufbahn zum Abrollen von Wälzkörpern und gegebenenfalls Borde zum Halten bzw. zum Anlauf der Wälzkörper geformt.According to one embodiment, provision is made for a cross-sectional deformation of the tube after orbital welding. The cross-sectional deformation serves the purpose of giving the toroidal, closed ring the desired cross-sectional geometry for the rolling bearing component. If the rolling bearing component is a flanged disc for a spherical roller bearing, the cross-sectional deformation will cause e.g. a trapezoidal cross-section shaped. Both the shape of the trapezoidal cross-section (for example, shorter radially inwardly formed lateral surfaces compared to the radially outwardly formed lateral surface) and the dimensions correspond to those of conventional, massive flanged wheels. The replacement of conventional flanged wheels is therefore possible at any time without constructive changes to the spherical roller bearing. If the rolling bearing component is a bearing ring, a raceway for rolling rolling elements and optionally ribs for holding or starting the rolling bodies is formed by the cross-sectional deformation.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Rohr eine Wanddicke zwischen 1 und 2,5 mm und/oder einen Ausgangsdurchmesser zwischen 15 und 22 mm aufweist. Es zeigte sich, dass die genannten Wandstärken einerseits noch die notwendige Festigkeit für die Funktionalität des Wälzlagerbauteiles bereitstellen. Andererseits wird jedoch eine spürbare Reduzierung des Materialeinsatzes erreicht. According to one embodiment it is provided that the tube has a wall thickness between 1 and 2.5 mm and / or an exit diameter between 15 and 22 mm. It was found that the wall thicknesses mentioned on the one hand still provide the necessary strength for the functionality of the rolling bearing component. On the other hand, however, a noticeable reduction in the use of materials is achieved.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Wälzlagerbauteil, umfassend einen ringförmigen Hohlkörper, wobei der Hohlkörper eine Orbitalschweißnaht aufweist.Furthermore, the present invention relates to a rolling bearing component comprising an annular hollow body, wherein the hollow body has an orbital weld.
Das erfindungsgemäße Wälzlagerbauteil vereint ein niedriges Gewicht und letztendlich auch geringe Materialkosten mit einer durch die Orbitalschweißnaht erreichten hohen Festigkeit. The rolling bearing component according to the invention combines a low weight and ultimately low material costs with a high strength achieved by the orbital weld.
Insbesondere benötigt das Wälzlagerbauteil keine Entlüftungsbohrungen, wie sie bei herkömmlich verschweißten Hohlkörpern bzw. Hohlringen bekannt sind. Gemäß einer Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass der Hohlkörper hermetisch abgeschlossen ist.In particular, the rolling bearing component requires no vent holes, as they are known in conventionally welded hollow bodies or hollow rings. According to one embodiment, it is therefore provided that the hollow body is hermetically sealed.
Das Wälzlagerbauteil ist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Bordscheibe eines Pendelrollenlagers. Alternativ kann es sich auch um einen Lagerring oder ein Bauteil eines Wälzlagerkäfigs handeln.The rolling bearing component is according to a further embodiment, a flange of a spherical roller bearing. Alternatively, it may also be a bearing ring or a component of a roller bearing cage.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Das Rohr
Das Rohr
Das Rohr
Dieses wurde durch das erfindungsgemäße Verfahren mittels Orbitalschweißen bereits zu einem hermetisch abgeschlossenen Hohlring weiterverarbeitet.This was further processed by the inventive method by orbital welding already to a hermetically sealed hollow ring.
Die um den kompletten Querschnitt (Querschnitt entspricht der Schnittfläche des Ringes in einem die Rotationsachse
Dieses wurde aus einem rundgebogenen und durch Orbitalschweißen verbundenen Rohr
Das Pendelrollenlager
Die erfindungsgemäße Bordscheibe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rohr pipe
- 22
- Stoßstelle joint
- 33
- Ende The End
- 44
- Ende The End
- 55
- Rotationsachse axis of rotation
- 66
- Entlüftungsbohrung vent hole
- 77
- Bordscheibe flanged wheel
- 88th
- Mantelfläche lateral surface
- 99
- Mantelfläche lateral surface
- 1010
- Seitenfläche side surface
- 1111
- Pendelrollenlager Spherical roller bearings
- 1212
- Außenring outer ring
- 1313
- Wälzkörper rolling elements
- 1414
- Käfig Cage
- 1515
- Innenring inner ring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3022227 A1 [0005] DE 3022227 A1 [0005]
- DE 102009036347 A1 [0006] DE 102009036347 A1 [0006]
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