DE102017222921A1 - Method for producing a bearing ring - Google Patents
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Abstract
Offenbart wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings (1) mit einer Laufbahn (2) und zumindest einem an einer Stirnseite der Laufbahn angeordneten Bord (6), wobei der Bordöffnungswinkel im Wesentlichen 90° ist, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Lagerrings (1), welcher zumindest ein Bord (6) aufweist, der sich in einer Richtung von der Laufbahn (2) weg erstreckt, wobei der Übergang zwischen der Laufbahn (2) und dem Bord (6) einen Krümmungsradius aufweist, b) Wärmebehandeln des Lagerrings (1) entlang der Laufbahn (2) und des Bords (6); und c) Nachbearbeiten des Lagerrings (1) auf einen Bordöffnungswinkel von im Wesentlichen 90°.Disclosed is a method for producing a bearing ring (1) with a raceway (2) and at least one arranged on an end face of the track board (6), wherein the vehicle opening angle is substantially 90 °, comprising the steps of: a) providing a bearing ring ( 1) having at least one shelf (6) extending in a direction away from the track (2), the transition between the track (2) and the shelf (6) having a radius of curvature, b) heat treating the bearing ring (1) along the raceway (2) and the board (6); and c) reworking the bearing ring (1) to a board opening angle of substantially 90 °.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings mit einer Laufbahn und zumindest einem an einer Stirnseite der Laufbahn angeordneten Bord gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to a method for producing a bearing ring with a raceway and at least one arranged on an end side of the track board according to the preamble of
Lagerringe, die aus Stahl bestehen, werden bei der Herstellung häufig einem Härteprozess unterzogen. Dieser kann eine (beispielsweise induktive) Wärmebehandlung aufweisen, bei der die Lagerringe erwärmt und anschließend durch Kühlwasser abgekühlt werden. Insbesondere bei großen Lagern, die einen Durchmesser von mehr als Im, insbesondere 1,5 bis 4 m, haben, werden im Normalfall Induktoren verwendet, die beim Vorbeiführen an dem Ring die Wärme in den Ring lokal einbringen. Unmittelbar nach dem Aufheizen durch den Induktor wird mit großen Wassermengen der Ring lokal abgeschreckt.Bearing rings made of steel are often subjected to a hardening process during production. This can have a (for example inductive) heat treatment, in which the bearing rings are heated and then cooled by cooling water. In particular, in large camps, which have a diameter of more than Im, in particular 1.5 to 4 m, normally inductors are used, which introduce the heat in the ring locally when passing on the ring. Immediately after heating by the inductor, the ring is locally quenched with large amounts of water.
Wenn der Lagerring nun ein Bord aufweist, wird die Wärme durch den Induktor auch an der Ring-Bord-Schulterfläche lokal eingebracht. Der Übergang zwischen der Laufbahn und den Borden ist jedoch ein kritischer Bereich für eine induktive Wärmebehandlung. Durch die Geometrie ist es zum einen schwer, ausreichende Energie für die Materialaufheizung bereit zu stellen. Des Weiteren kann es beim Kühlen mit Wasser problematisch werden, wenn das Kühlwasser in diesen Aufheizungsbereich, das heißt in den Übergang zwischen Laufbahn und Bord fließt, bzw. sich auf dem Bord ansammelt. Hierdurch wird die Wärmeeinbringung zusätzlich erschwert. Ein Verkippen des Ringes, um das Wasser ablaufen zu lassen, ist im Normalfall, gerade bei sehr großen Lagerringen, nicht möglich.If the bearing ring now has a board, the heat is introduced locally by the inductor also on the ring-board shoulder surface. However, the transition between the raceway and the ribs is a critical area for inductive heat treatment. Due to the geometry, it is difficult to provide sufficient energy for heating the material. Furthermore, when cooling with water, it may become problematic if the cooling water flows into this heating area, that is, into the transition between the raceway and the board, or accumulates on the board. As a result, the heat input is made more difficult. A tilting of the ring to drain the water is usually not possible, especially with very large bearing rings.
Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings bereitzustellen, bei dem die oben genannten Nachteile reduziert oder vermieden werden.It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a bearing ring, in which the abovementioned disadvantages are reduced or avoided.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings mit einer Laufbahn und zumindest einem an einer Stirnseite der Laufbahn angeordneten Bord, wobei der Bordöffnungswinkel im Wesentlichen 90° ist, gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method for producing a bearing ring with a track and at least one arranged on an end face of the track board, wherein the board opening angle is substantially 90 °, according to
Zunächst wird hierbei ein Lagerring bereitgestellt, welcher zumindest ein Bord aufweist, der sich in eine Richtung von der Laufbahn weg erstreckt, wobei der Übergang zwischen der Laufbahn und dem Bord einen Krümmungsradius aufweist.First, a bearing ring is provided, which has at least one board, which extends in a direction away from the track, wherein the transition between the track and the board has a radius of curvature.
Anschließend wird der Lagerring entlang der Laufbahn und des Bords wärmebehandelt. Durch den glatten Übergang zwischen Laufbahn und Bord kann zum einen die Wärmeeinbringung verbessert werden, und zum anderen kann dadurch das Kühlwasser, welches während der Wärmebehandlung verwendet wird, besser abfließen. Es entsteht somit kein Bereich an dem Bord, in dem sich das Wasser sammelt. Der Krümmungsradius zwischen der Laufbahn und dem Bord kann beispielsweise durch einen Bordöffnungswinkel von mehr als 90° realisiert werden.Subsequently, the bearing ring is heat treated along the track and the board. The smooth transition between track and board, on the one hand, the heat input can be improved, and on the other hand, the cooling water, which is used during the heat treatment, better drain. There is thus no area on the board where the water collects. The radius of curvature between the track and the board can be realized, for example, by an opening angle of more than 90 °.
Zum Abschluss wird der Lagerring auf einen Bordöffnungswinkel von im Wesentlichen 90° nachbearbeitet. Unter dem Bordöffnungswinkel wird dabei der Winkel zwischen der Laufbahn und dem Bord verstanden. Ein Bordöffnungswinkel von im Wesentlichen 90° kann beispielsweise bei Zylinderrollenlagern oder Kegelrollenlagern erforderlich sein. Die Herstellung des Bordöffnungswinkels von im Wesentlichen 90° kann beispielsweise mittels eines Freistichs erfolgen.Finally, the bearing ring is reworked to an in-board opening angle of substantially 90 °. Under the board opening angle while the angle between the track and the board is understood. An in-flight opening angle of substantially 90 ° may be required, for example, in cylindrical roller bearings or tapered roller bearings. The production of the on-board opening angle of substantially 90 ° can be done for example by means of an undercut.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Schritt des Wärmebehandelns b) ein Einbringen von Wärme in die Oberfläche des Lagerrings entlang der Laufbahn und des Bords und ein Kühlen der Oberfläche des Lagerrings entlang der Laufbahn und des Bords auf. Das Kühlen der Oberfläche kann beispielsweise mittels Kühlwasser durchgeführt werden.According to one embodiment, the step of heat treating b) comprises introducing heat into the surface of the bearing ring along the raceway and the board and cooling the surface of the bearing ring along the raceway and the board. The cooling of the surface can be carried out for example by means of cooling water.
Da der Lagerring während der Wärmebehandlung einen glatten Übergang zwischen Laufbahn und Bord aufweist, kann das verwendete Kühlwasser besser abfließen, da es keine Fläche gibt, auf der sich das Kühlwasser sammeln kann. Des Weiteren kann durch den stumpfen Winkel das zum Erwärmen verwendete Element leichter an die Oberfläche der aufzuwärmenden Bereiche herangeführt werden. Hierdurch kann der Einsatzhärten-Tiefen-Verlauf entlang der wärmebehandelten Fläche gleichmäßiger gestaltet werden.Since the bearing ring during the heat treatment has a smooth transition between career and board, the cooling water used can flow better, since there is no area on which the cooling water can collect. Furthermore, the obtuse angle makes it easier to bring the element used for heating up to the surface of the areas to be heated. As a result, the case hardening depth profile along the heat treated surface can be made more uniform.
Das Wärmebehandeln kann ein Induktionswärmebehandeln sein. Durch Verwendung eines Induktors zum Erwärmen der Oberflächen des Lagerrings können sehr einfach auch große Lagerringe mit einem Durchmesser von mehr als Im, insbesondere 1,5 bis 4 m, wärmebehandelt werden, da der Induktor an dem Lagerring vorbeigeführt werden kann und nicht der Lagerring in eine Wärmequelle bewegt werden muss.The heat treatment may be induction heat treatment. By using an inductor for heating the surfaces of the bearing ring large bearing rings with a diameter of more than Im, in particular 1.5 to 4 m can be very easily heat treated, since the inductor can be moved past the bearing ring and not the bearing ring in a Heat source must be moved.
Das Nachbearbeiten c) kann eine Hartbearbeitung des wärmebehandelten Lagerrings umfassen.The post-processing c) may include a hard machining of the heat-treated bearing ring.
Unter einer Hartbearbeitung kann beispielsweise ein Spanprozess verstanden werden. Durch die Hartbearbeitung wird der Bordöffnungswinkel auf im Wesentlichen 90° geändert. Durch die Hartbearbeitung und die Anpassung des Bordöffnungswinkels verändert sich der Einsatzhärten-Tiefen-Verlauf entlang des Übergangs zwischen Laufbahn und Bord. In diesem Bereich ist zwar die Einsatzhärtetiefe reduziert, was jedoch akzeptiert werden kann, wenn es sich um ein nichtbelastetes Bord handelt. Des Weiteren kann die Geometrie des Lagerrings angepasst werden, um die Belastung auf Bereiche mit höherer Einsatzhärtetiefe zu beschränken. In dem Übergangsbereich zwischen Laufbahn und Bord mit geringerer Einsatzhärtetiefe kann somit die Belastung reduziert werden.A hard machining can be understood, for example, as a chip removal process. Due to the hard machining, the on-board opening angle is changed to substantially 90 °. Through hard machining and the adaptation of the in-board opening angle, the case-hardening depth profile changes along the transition between the raceway and the board. In this area, although the case hardening depth is reduced, but this can be accepted, if it is a non-loaded board. Furthermore, the geometry of the bearing ring can be adjusted to limit the load to areas with higher case depth. In the transition region between the raceway and the board with a lower case depth, the load can thus be reduced.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Bordöffnungswinkel in Schritt a) größer als 95°. Insbesondere ist der Bordöffnungswinkel in Schritt a) zwischen 100° und 120°. Durch einen größeren Bordöffnungswinkel kann das Abfließen von Kühlwasser verbessert werden.According to one embodiment, the on-board opening angle in step a) is greater than 95 °. In particular, the on-board opening angle in step a) is between 100 ° and 120 °. A larger opening angle can improve the outflow of cooling water.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Lagerring zwei Borde auf, wobei zumindest einer der Übergänge zwischen Laufbahn und einem Bord einen Krümmungsradius aufweist, wobei insbesondere der Bordöffnungswinkel dieses Übergangs in Schritt a) größer als 90° Grad ist. Der große Bordöffnungswinkel kann sowohl auf einer Seite als auch auf beiden Seiten verwendet werden.According to one embodiment, the bearing ring has two shelves, wherein at least one of the transitions between the raceway and a shelf has a radius of curvature, wherein in particular the opening angle of this transition in step a) is greater than 90 ° degrees. The large board opening angle can be used both on one side and on both sides.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Lagerring mit einer Laufbahn und zumindest einem an einer Stirnseite der Laufbahn angeordneten Bord bereitgestellt, wobei der Lagerring gemäß einem Verfahren, wie es oben beschrieben ist, hergestellt wurde.According to a further embodiment, a bearing ring is provided with a raceway and at least one arranged on an end face of the raceway board, wherein the bearing ring has been prepared according to a method as described above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Laufbahn induktiv gehärtet und derart nachbearbeitet, dass ein Einsatzhärten-Tiefen-Verlauf des Lagerrings entlang des Übergangs zwischen Laufbahn und Bord eine reduzierte Einsatzhärtetiefe aufweist. Das Nachbearbeiten kann beispielsweise durch einen Hartbearbeitungsprozess erfolgen. Durch die Hartbearbeitung, bei dem auch der Bordöffnungswinkel angepasst werden kann, verändert sich der Einsatzhärten-Tiefen-Verlauf entlang des Übergangs zwischen Laufbahn und Bord, so dass die Einsatzhärtetiefe in diesem Bereich reduziert ist.According to a further embodiment, the track is inductively hardened and reworked such that a case hardening depth profile of the bearing ring along the transition between the raceway and the board has a reduced case hardening depth. The rework can be done, for example, by a hard machining process. By hard machining, in which the on-board opening angle can also be adjusted, the case hardening depth profile changes along the transition between the raceway and the board, so that the case hardening depth in this area is reduced.
Durch das beschriebene Verfahren zum Herstellen eines Lagerrings kann eine verbesserte Härtbarkeit der Lagerringe bereitgestellt werden, welche unkritischer für Wärmebehandlungsfehler ist. Durch die spezielle Geometrie des Lagerrings während der Wärmebehandlung können geringere Prozessoptimierungen erforderlich sein, da die verbesserte Wärmeeinbringung sowie der verbesserte Abfluss von Kühlwasser bereits durch die Geometrie des Lagerrings erfolgt.By the described method of manufacturing a bearing ring, improved hardenability of the bearing rings can be provided, which is less critical for heat treatment errors. Due to the special geometry of the bearing ring during the heat treatment, lower process optimizations may be required because the improved heat input and the improved outflow of cooling water already takes place through the geometry of the bearing ring.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.Further advantages and advantageous embodiments are given in the description, the drawings and the claims. In particular, the combinations of features given in the description and in the drawings are purely exemplary, so that the features can also be present individually or otherwise combined.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.In the following, the invention will be described in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings. Here, the embodiments and the combinations shown in the embodiments are purely exemplary and are not intended to define the scope of the invention. This is defined solely by the appended claims.
Es zeigen:
-
1 : eine Schnittansicht eines Lagerrings mit einem Bordöffnungswinkel von 90° während einer Wärmebehandlung; -
2 : eine Schnittansicht eines Lagerrings mit einem Bordöffnungswinkel von mehr als 90° während einer Wärmebehandlung; und -
3 : eine Schnittansicht eines Lagerrings nach einem Hartbearbeitungsschritt.
-
1 FIG. 4 is a sectional view of a bearing ring having an in-flight angle of 90 degrees during a heat treatment; FIG. -
2 FIG. 1 is a sectional view of a bearing ring having an in-flight angle greater than 90 ° during a heat treatment; FIG. and -
3 : A sectional view of a bearing ring after a hard machining step.
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the following, the same or functionally equivalent elements are identified with the same reference numerals.
Anschließend wird die erwärmte Oberfläche der Laufbahn
Um eine solche Ansammlung von Kühlwasser
Wird nun der Induktor
Wird nun in dem finalen Lagerring
Durch das vorgeschlagene Verfahren ist es auf einfache Weise möglich, eine verbesserte Wärmebehandlung des Lagerrings bereitzustellen. Hierzu ist lediglich eine veränderte Geometrie des Lagerrings im Bereich des Übergangs zwischen Laufbahn und Bord erforderlich. Diese Geometrie kann für den finalen Einsatzzweck des Lagerrings in einem Nachbearbeitungsschritt angepasst werden.The proposed method makes it possible in a simple manner to provide an improved heat treatment of the bearing ring. For this purpose, only a changed geometry of the bearing ring in the transition area between the track and board is required. This geometry can be adapted for the final use of the bearing ring in a post-processing step.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lagerringbearing ring
- 22
- Laufbahncareer
- 4, 64, 6
- Bordshelf
- 88th
- angesammeltes Wasseraccumulated water
- 1010
- Induktorinductor
- 1212
- EinsatzhärtetiefenverlaufCase depth course
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102017222921.7A DE102017222921A1 (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Method for producing a bearing ring |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017222921.7A DE102017222921A1 (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Method for producing a bearing ring |
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DE102017222921A1 true DE102017222921A1 (en) | 2019-06-19 |
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Family Applications (1)
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DE102017222921.7A Pending DE102017222921A1 (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Method for producing a bearing ring |
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2017
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