DE102014206428A1 - Method for producing a rolling bearing and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagers (10), welches einen radial äußeren Laufbahnring (12) und einen konzentrisch dazu angeordneten radial inneren Laufbahnring (14) aufweist, zwischen denen Wälzkörper (16) angeordnet sind, wobei mindestens ein Laufbahnring (12) wenigstens ein Führungsbord (30, 32) zur axialen Führung der Wälzkörper (16) aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – Gesondertes Herstellen der Laufbahnringe (12, 14) des Wälzlagers (10) durch spanende Bearbeitung oder durch Umformen eines metallischen Werkstücks. – Gesondertes Herstellen mindestens eines Führungsbordes (30, 32) durch spanende Bearbeitung oder durch Umformen eines metallischen Werkstücks. – Gesondertes Härten der Laufbahnringe (12, 14). – Gesondertes Härten des mindestens einen Führungsbordes (30, 32). – Zumindest abschnittsweise Verkleben des mindestens einen Führungsbordes (30, 32) mit einem Laufbahnring (12).The invention relates to a method for producing a roller bearing (10) which has a radially outer raceway ring (12) and a radially inner raceway ring (14) arranged concentrically therebetween, between which rolling elements (16) are arranged, at least one raceway ring (12) being arranged. at least one guide board (30, 32) for the axial guidance of the rolling elements (16), characterized by the following method steps: - Separate production of the raceway rings (12, 14) of the rolling bearing (10) by machining or by forming a metallic workpiece. - Separate production of at least one guide board (30, 32) by machining or by forming a metallic workpiece. - Separate hardening of the raceway rings (12, 14). - Separate hardening of the at least one guide board (30, 32). - At least partially bonding the at least one guide board (30, 32) with a raceway ring (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagers, welches einen radial äußeren Laufbahnring und einen konzentrisch dazu angeordneten radial inneren Laufbahnring aufweist, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind, wobei mindestens ein Laufbahnring wenigstens ein Führungsbord zur axialen Führung der Wälzkörper aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein gemäß dem Verfahren hergestelltes Wälzlager.The invention relates to a method for producing a roller bearing, which has a radially outer raceway and a concentrically arranged radially inner raceway between which rolling elements are arranged, wherein at least one raceway ring has at least one guide board for axial guidance of the rolling elements. Moreover, the invention relates to a rolling bearing produced according to the method.
Wälzlager, wie beispielsweise Zylinderrollenlager und Kegelrollenlager, finden auf allen Gebieten des Maschinenbaus verbreitet Verwendung. Um auf das Wälzlager wirkende Axialkräfte weiterleiten zu können, weisen im Betrieb derart belastete Wälzlager sich radial erstreckende Führungsborde an wenigstens einem der Laufbahnringe auf, an denen sich die Wälzkörper des Wälzlagers axial abstützen können. Üblicherweise sind die Führungsborde einstückig an den Laufbahnringen der Wälzlager ausgebildet und durch einen spanenden oder umformenden Arbeitsgang hergestellt. Es ist aber auch bekannt geworden, die Führungsborde getrennt von Laufbahnringen herzustellen und anschließend mit diesen Laufbahnringen durch eine Verklebung fest zu verbinden. Rolling bearings such as cylindrical roller bearings and tapered roller bearings are widely used in all fields of mechanical engineering. In order to be able to forward axial forces acting on the roller bearing, roller bearings loaded in this way have radially extending guide rims on at least one of the raceway rings on which the rolling elements of the roller bearing can be supported axially. Usually, the guide rims are integrally formed on the raceway rings of the rolling bearings and made by a cutting or forming operation. However, it has also become known to produce the guide rims separately from raceway rings and then firmly connect them with these raceway rings by means of a bond.
So ist aus der
Weiterhin ist es aus der
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Wälzlagern im Allgemeinen und insbesondere für Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager vorzustellen. Ferner ist an die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Axialkräfte weiterleitendes Wälzlager mit besonderen Eigenschaften zu beschreiben.Against this background, the invention has for its object to provide an improved method for the production of rolling bearings in general and in particular for cylindrical roller bearings or tapered roller bearings. Furthermore, the object of the invention is to describe an axial forces forwarding rolling bearing with special properties.
Die Lösung dieser Aufgaben ist in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche definiert, während die zugeordneten Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen nennen. The solution of these objects is defined in the features of the independent claims, while the associated subclaims call advantageous developments.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass mehrteilig ausgebildete Komponenten eines Wälzlagers mit Doppelfunktionalität einfacher einer fertigungstechnisch differenzierten Behandlung unterzogen werden können als ein einstückiges, doppeltfunktionales Bauteil, wie zum Beispiel ein Lagerring mit wenigstens einem Führungsbord.The invention is based on the recognition that multipart formed components of a rolling bearing with dual functionality can be subjected to a differentiated treatment easier than a one-piece, double-functional component, such as a bearing ring with at least one guide board.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ist ein Wälzlager herstellbar, welches einen radial äußeren Laufbahnring und einen konzentrisch dazu angeordneten radial inneren Laufbahnring aufweist, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind, wobei mindestens ein Laufbahnring wenigstens einen Führungsbord zur axialen Führung der Wälzkörper aufweist. Das Herstellverfahren sieht folgende Verfahrensschritte vor:
- – Gesondertes Herstellen der Laufbahnringe des Wälzlagers durch spanende Bearbeitung oder durch Umformen eines metallischen Werkstücks.
- – Gesondertes Herstellen mindestens eines Führungsbordes durch spanende Bearbeitung oder durch Umformen eines metallischen Werkstücks.
- – Gesondertes Härten der Laufbahnringe.
- – Gesondertes Härten des mindestens einen Führungsbordes.
- – Zumindest abschnittsweises Verkleben des mindestens einen Führungsbordes mit einem Laufbahnring.
- - Separate manufacturing of the raceway rings of the rolling bearing by machining or by forming a metallic workpiece.
- - Separate production of at least one guide board by machining or by forming a metallic workpiece.
- - Separate hardening of raceway rings.
- - Separate hardening of the at least one guide board.
- - At least partially adhering the at least one guide board with a raceway ring.
Mittels der vorgeschlagenen Vorgehensweise können für die zunächst einzeln herzustellenden Bauteile des Wälzlagers die am besten geeigneten Fertigungsverfahren ausgewählt und angewendet werden, um bei vorgegebenen Qualitäts-, Festigkeits- und Verschleißanforderungen den Herstellungsaufwand sowie damit einhergehend die Produktionskosten zu minimieren. Ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass zum Härten der zunächst als Einzelteile vorliegenden Laufbahnringe und Führungsborde nur noch eine verminderte Anzahl von an die Geometrie der Laufbahnringe und der Führungsborde unterschiedlicher Wälzlagertypen und Baugrößen angepasster Induktoren notwendig ist. Im Fall des induktiven schlupflosen Härtens von Großwälzlagern kommt diesem Faktum eine besondere Bedeutung zu, da das induktive schlupflose Härten im Allgemeinen den Einsatz von mindestens zwei Induktoren zur Vermeidung von Weichzonen, also von am Ende des Härteprozesses nicht gehärteten Zonen der Lagerkomponenten, erfordert.By means of the proposed procedure, the most suitable manufacturing methods can be selected and used for the components of the rolling bearing which are initially to be produced individually in order to minimize production costs and associated production costs for given quality, strength and wear requirements. Another great advantage of the method according to the invention is that only a reduced number of inductors adapted to the geometry of the raceway rings and the guide rims of different rolling bearing types and sizes is necessary for hardening the raceway rings and guide rims present initially as individual parts. In the case of inductive slip-free curing of large rolling bearings, this fact is of particular importance, since inductive slipless curing generally involves the use of at least two inducers to avoid soft zones, ie at the end of the hardening process non-hardened zones of the bearing components.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Laufbahnringe und das mindestens eine Führungsbord unterschiedlich gehärtet werden. Hierdurch können zum Beispiel die Führungsborde so gehärtet werden, dass diese im Vergleich zu den stärker beanspruchten Laufflächen der Laufbahnringe einen geringeren Härtegrad aufweisen. Dies ermöglicht unter anderem die Beschleunigung des Fertigungsprozesses bei einer Verringerung des insbesondere zum Härten notwendigen Energieeinsatzes. Darüber hinaus können die Laufbahnringe und das mindestens eine Führungsbord aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden, wie zum Beispiel Metallen, Metalllegierungen und/oder Kunststoffmaterialien, um die unterschiedlichen Eigenschaften weiter der Lagerringbauteile weiter zu differenzieren. Insbesondere bei Großwälzlagern werden lediglich die Laufbahnen der Laufbahnringe sowie die mit den Wälzkörpern in Kontakt tretenden Führungsflächen der Führungsborde induktiv gehärtet, um den Energieeinsatz beim Herstellprozess gering zu halten.According to an advantageous development of the method, it is provided that the raceway rings and the at least one guide board are hardened differently. In this way, for example, the guide rims can be cured so that they have a lower degree of hardness compared to the more stressed treads of the raceway rings. This allows, inter alia, the acceleration of the manufacturing process with a reduction of the energy required in particular for curing energy use. In addition, the raceway rings and the at least one guide shelf may be made of different materials, such as metals, metal alloys and / or plastic materials, to further differentiate the different properties of the bearing ring components. Especially in large rolling bearings, only the raceways of the raceway rings and the guide surfaces of the guide rims that come into contact with the rolling elements are inductively hardened in order to keep the energy input during the manufacturing process low.
Entsprechend einer anderen günstigen Weiterbildung des Verfahrens erfolgt das Härten des mindestens einen Führungsbords und/oder mindestens eines Laufbahnrings vorzugsweise durch induktives Härten, insbesondere durch schlupffreies induktives Härten. Das induktive Härten erlaubt eine schnelle, energieeffiziente sowie lokal präzise definierte Härtung mit einer genau einstellbaren Eindringtiefe, welches insbesondere bei Großwälzlagern von großer Bedeutung ist. Durch das so genannte schlupflose induktive Härten werden darüber hinaus unzureichend gehärtete Weichzonen innerhalb der zu härtenden Flächen eines Werkstücks vermieden.According to another favorable development of the method, the hardening of the at least one guide board and / or at least one raceway ring is preferably carried out by inductive hardening, in particular by slip-free inductive hardening. Inductive hardening allows fast, energy-efficient and locally precisely defined hardening with a precisely adjustable penetration depth, which is of great importance especially for slewing bearings. Due to the so-called slip-free inductive hardening, insufficiently hardened soft zones within the surfaces of a workpiece to be hardened are also avoided.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird das mindestens eine Führungsbord mit einer Stirnfläche eines Laufbahnrings verklebt. Hierdurch ist eine prozesstechnisch einfach handhabbare und vor allem großflächige Verklebung realisierbar. According to a preferred embodiment, the at least one guide board is glued to an end face of a raceway ring. As a result, a technically easy to handle and above all large-scale bonding can be realized.
Das Verkleben des mindestens einen Führungsbords mit dem Laufbahnring erfolgt vorzugsweise mittels eines Zweikomponenten-Klebstoffs. Hierdurch ist bei vergleichsweise kleinem Herstellaufwand eine mechanisch stark belastbare Verbindung zwischen dem jeweiligen Laufring sowie dem zugeordneten mindestens einen Führungsbord gegeben.The bonding of the at least one guide board with the raceway ring is preferably carried out by means of a two-component adhesive. As a result, given a comparatively small manufacturing effort, a mechanically strong connection between the respective race and the associated at least one guide board is provided.
Gemäß einer anderen günstigen Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Zusammenbau des Wälzlagers vor oder nach dem Verkleben der Führungsborde mit wenigstens einem Laufbahnring erfolgt. Durch diese Wahlmöglichkeit kann der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens flexibler an unterschiedliche Anforderungen, wie zum Beispiel die Bauart des Wälzlagers, angepasst werden.According to another favorable development of the method it is provided that the assembly of the rolling bearing takes place before or after the gluing of the guide rims with at least one raceway ring. By this option, the flow of the method according to the invention can be adapted more flexibly to different requirements, such as the type of rolling bearing.
Abweichend von der bisher vorgestellten Verbindungsweise mittels einer Klebung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Führungsbord mit einem Laufbahnring verschraubt wird. Hierzu weist der betroffene Laufbahnring stirnseitig über seinen Umfang verteil angeordnete Gewindebohrungen und der Führungsbord zugeordnete Durchgangsbohrungen auf, durch welche in die Gewindebohrungen einschraubbare Schrauben hindurchführbar sind. Auch eine Kombination von Verschraubung und Verklebung kann sich als sinnvoll erweisen. Notwithstanding the previously presented manner of connection by means of a bond can be provided that the at least one guide board is bolted to a raceway ring. For this purpose, the affected raceway on the front side over its circumference distributed threaded holes and the guide board associated through holes, through which in the threaded holes screwed screws can be passed. Even a combination of screwing and bonding can prove useful.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Wälzlager, insbesondere durch ein Zylinderrollenlager oder durch ein Kegelrollenlager gelöst, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Ein gemäß dem geschilderten Verfahren hergestelltes Wälzlager kann demnach am gleichen Lagerring unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, etwa unterschiedliche Verschleiß- und Zähigkeitseigenschaften am Führungsbord im Vergleich zu dem zugeordneten Laufbahnring. The object mentioned at the outset is also achieved by a roller bearing, in particular by a cylindrical roller bearing or by a tapered roller bearing, which was produced by the method according to the invention. A roller bearing manufactured in accordance with the described method can therefore have different properties on the same bearing ring, for example different wear and toughness properties on the guide board in comparison to the associated raceway ring.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur in einer Teilschnittansicht ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Zylinderrollenlager. Das in der Figur dargestellte Wälzlager
Das Wälzlager
Der äußere Laufbahnring
Die beiden axialen Vorsprünge
Der innere Laufbahnring
Die axiale Führung der Wälzkörper
Alternativ zu dem erläuterten Ausführungsbeispiel kann der konstruktive Aufbau des inneren Laufbahnrings
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens werden beispielsweise zunächst Rohlinge für die näherungsweise jeweils ringförmigen Führungsborde
Danach werden bevorzugt die jeweiligen Laufflächen
Beim induktiven schlupffreien Härten bietet das erfindungsgemäße Verfahren zunächst den Vorteil, dass lediglich eine begrenzte Anzahl von Induktoren vorgehalten werden muss, um verschiedenste Bauformen und Baugrößen des Zylinderrollenlagers
Darüber hinaus lassen sich die Führungsflächen
Erst nach dem vollständigen Abschluss des Härtungsprozesses an den Laufringen
Alternativ dazu kann auch mindestens ein Führungsbord
Als Klebemittel kommen verfahrensgemäß bevorzugt mittels Wärme oder UV-Licht aushärtbare Zweikomponenten-Kleber zum Einsatz. Alternativ dazu können auch hinreichend lasttragfähige Einkomponenten-Kleber Verwendung finden. Die Reihenfolge der Montageschritte zur Herstellung des Zylinderrollenlagers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Wälzlager, Zylinderrollenlager Rolling and cylindrical roller bearings
- 1212
- Äußerer Laufbahnring Outer raceway ring
- 1414
- Innerer Laufbahnring Inner raceway ring
- 1616
- Wälzkörper rolling elements
- 1818
- Lauffläche am äußeren Laufbahnring Tread on the outer raceway ring
- 2020
- Lauffläche am inneren Laufbahnring Tread on the inner raceway ring
- 2222
- Erste Stirnfläche am äußeren Laufbahnring First face on the outer raceway ring
- 2424
- Zweite Stirnfläche am äußeren Laufbahnring Second end face on the outer raceway ring
- 2626
- Erster Vorsprung am äußeren Laufbahnring First projection on the outer raceway ring
- 2828
- Zweiter Vorsprung am äußeren Laufbahnring Second projection on the outer raceway ring
- 3030
- Erster Führungsbord am äußeren Laufbahnring First guide board on the outer raceway ring
- 3232
- Zweiter Führungsbord am äußerer Laufbahnring Second guide board on the outer raceway ring
- 3434
- Spalt gap
- 3636
- Spalt gap
- 3838
- Breite des Zylinderrollenlagers Width of the cylindrical roller bearing
- 4040
- Längsmittenachse Longitudinal central axis
- 4242
- Kurzer Schenkel des inneren Laufbahnrings Short leg of the inner raceway ring
- 4444
- Langer Schenkel des inneren Laufbahnrings Long leg of the inner raceway ring
- 4646
- Führungsbord des inneren Laufbahnrings Guide board of the inner raceway ring
- 4848
- Anschrägung am inneren Laufbahnring Bevel on the inner raceway ring
- 5050
-
Führungsfläche am Führungsbord
30 Guide surface on theguide board 30 - 5252
-
Führungsfläche am Führungsbord
32 Guide surface on theguide board 32
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102006003014 B3 [0004] DE 102006003014 B3 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Vorteile des induktiven schlupflosen Härtens an Großwälzlagern“, Dirk M. Schibisch, Otto Carsen, elektrowärme international, Heft 3/2010, S. 211–215 [0004] "Advantages of inductive slip-free curing on slewing bearings", Dirk M. Schibisch, Otto Carsen, elektrowärme international, Issue 3/2010, pp 211-215 [0004]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |