DE102020100221B3 - Process for the production of roller bearings, roller bearings and their use, as well as measuring device and production system - Google Patents
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- F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
- F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
- F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wälzlagern mit den Schritten: Schleifen und Honen der zwei oder mehr laufbahnführenden Bauteile Innenring (10), Außenring (12) und/oder Flansch (14), anschließendes Messen der Laufbahnen der laufbahnführenden Bauteile, Aussuchen der geeigneten Bauteile und/oder Wälzkörper und Zusammenbau. Zur Verringerung des Ausschusses ist vorgesehen, dass bei einem oder mehreren der laufbahnführenden Bauteile zusätzlich schon vor dem Honen die Laufbahnen) gemessen werden.The invention relates to a method for manufacturing rolling bearings with the following steps: grinding and honing of the two or more track-guiding components inner ring (10), outer ring (12) and / or flange (14), subsequent measurement of the tracks of the track-guiding components, selection of the suitable ones Components and / or rolling elements and assembly. In order to reduce the number of rejects, it is provided that, in the case of one or more of the track-guiding components, the tracks are also measured before honing.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wälzlagern mit den Schritten: Schleifen und Honen der zwei oder mehr laufbahnführenden Bauteile Innenring, Außenring und/oder Flansch, anschließendes Messen der Laufbahnen der laufbahnführenden Bauteile, Aussuchen der geeigneten Bauteile und/oder Wälzkörper und Zusammenbau.The invention relates to a method for manufacturing rolling bearings with the following steps: grinding and honing of the two or more raceway-guiding components inner ring, outer ring and / or flange, subsequent measurement of the raceways of the raceway-guiding components, choosing the suitable components and / or rolling elements and assembly.
Wälzlager sind Lager, bei denen zwischen einem Innenring und einem Außenring rollende Körper (Wälzkörper) den Reibungswiderstand verringern. Sie enthalten zumindest die Bauteile Innenring, Außenring und Wälzkörper (Kugeln, Rollen, Tonnen, Nadeln, Kegel oder andere Rotationskörper). Häufig enthalten sie auch Käfige, die die Wälzkörper führen. Die Erfindung betrifft einfache Kugellager, Wälzlager der ersten oder zweiten Generation, aber auch kompliziertere Einheiten, bis zu kompletten abgedichteten zweireihigen Radlagern der dritten Generation. Laufbahnführende Bauteile wie Lagerringe (Innenringe, Außenringe, manchmal auch Flansche) müssen heute mit einer besonders hohen Präzision hergestellt werden, um einerseits die Lebensdauer der Lager zu erhöhen und andererseits die Laufgeräusche zu verringern. Gerade im modernen Fahrzeugbau wird mit der Einführung von Elektromotoren das Motorgeräusch im Gegensatz zu Benzinern oder Dieseln so niedrig, dass im Betrieb auf einmal andere bewegte Komponenten, wie Nebenantriebe, Pumpen, Lichtmaschinen oder Lager, hörbar werden. Niedrigere Laufgeräusche bei Lagern erfordern kleinere Toleranzen. Einzelne laufbahnführende Bauteile oder Käfige und Wälzkörper müssen möglichst gut aufeinander abgestimmt werden. Dazu werden die Laufbahnen nach dem Honen auf ihre Maßhaltigkeit und Toleranzen mittels Abtastens gemessen. Dabei misst man üblicherweise den Kerndurchmesser (root diameter).Rolling bearings are bearings in which bodies (rolling elements) rolling between an inner ring and an outer ring reduce the frictional resistance. They contain at least the components inner ring, outer ring and rolling elements (balls, rollers, barrels, needles, cones or other rotating bodies). They often also contain cages that guide the rolling elements. The invention relates to simple ball bearings, roller bearings of the first or second generation, but also more complex units, up to completely sealed double-row wheel bearings of the third generation. Raceway-guiding components such as bearing rings (inner rings, outer rings, sometimes also flanges) have to be manufactured with a particularly high level of precision today, on the one hand to increase the service life of the bearings and on the other hand to reduce running noise. In modern vehicle construction in particular, with the introduction of electric motors, the engine noise is so low, in contrast to gasoline or diesel engines, that other moving components, such as power take-offs, pumps, alternators or bearings, suddenly become audible during operation. Lower running noises in bearings require smaller tolerances. Individual track-guiding components or cages and rolling elements must be coordinated with one another as well as possible. For this purpose, after honing, the raceways are measured for dimensional accuracy and tolerances by means of scanning. The root diameter is usually measured.
Als Radlager für Kraftfahrzeuge wurden früher paarweise angeordnete Einzel-Kegelrollenlager eingesetzt. Sie werden jetzt von Radlager-Kompakteinheiten ersetzt, die von Generation zu Generation immer mehr Aufgaben aus dem Umfeld übernehmen oder einfacher in der Montage und Wartung sind. Einfetten bei der Montage und regelmäßige Einstellarbeiten während einer Inspektion entfallen bei modernen Kompaktlagern. Während Radlager der 1. und der 2. Generation nur einen Flansch zum Befestigen der Räder haben, weisen Radlager der 3. Generation zwei Flansche auf, wobei der erste zum Befestigen der Räder und der zweite zum Befestigen der Radlagereingeit am Fahrzeug dient. Die Radlager der 3. Generation sind zweireihige, abgedichtete Schrägkugellager mit Wälznietbund und daher einfach montierbar (Festschrauben statt Einstellen) und wartungsfrei (geschlossen). Ein solches Radlager ist zum Beispiel aus der
Eine Messeinrichtung zum Messen von Parametern von laufbahnführenden Lagerringen ist aus der
Aus der
Die
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, Herstellverfahren für Wälzlager dahingehend zu verbessern, dass es weniger Ausschuss gibt, so dass die Gesamtproduktion preiswerter wird.The object of the invention is to improve manufacturing processes for rolling bearings in such a way that there are fewer rejects, so that the overall production becomes cheaper.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen und Anwendungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a method with the features of claim 1. Preferred embodiments and applications of the invention are specified in the subclaims and the following description, each of which can represent an aspect of the invention individually or in combination.
Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Herstellen von Wälzlagern nach Anspruch 1 vorgeschlagen mit den Schritten: Schleifen und Honen der zwei oder drei laufbahnführenden Bauteile Innenring, Außenring und/oder Flansch, anschließendes Messen der Laufbahnen der laufbahnführenden Bauteile, Aussuchen der geeigneten Bauteile und/oder Wälzkörper und Zusammenbau, wobei bei einem oder mehreren der laufbahnführenden Bauteile zusätzlich schon vor dem Honen die Laufbahn(en) gemessen werden. Erfindungsgemäß wird also ein zusätzlicher Messschritt vor dem Honen durchgeführt, den der Stand der Technik bisher nicht kannte. Dadurch lässt sich der produzierte Ausschuss deutlich verringern.According to the invention, a method for manufacturing rolling bearings according to claim 1 is proposed with the following steps: grinding and honing of the two or three raceway-guiding components inner ring, outer ring and / or flange, subsequent measurement of the raceways of the raceway-guiding components, selection of suitable components and / or rolling elements and assembly, with one or more of the track-guiding components additionally even before the honing Career (s) are measured. According to the invention, an additional measuring step is carried out before the honing, which the prior art did not previously know. This allows the rejects produced to be significantly reduced.
Die erste und/oder die zweite Messung der Laufbahnen der laufbahnführenden Bauteile sind Kontaktdurchmessermessungen. Während bisher häufig der Kerndurchmesser (root diameter) der Laufbahn gemessen wird, wird bei der bevorzugten Variante der Erfindung der Kontaktdurchmesser (contact diameter) ermittelt. Die Messung des Kerndurchmessers entspricht dem klassischen Messen von Längen, wie Durchmessern, und erfolgt durch Abtasten der Laufbahn mit einem dazu senkrecht stehenden, beweglichen Fühler, dessen Abstand gegenüber einem Festpunkt den Messwert ergibt. Die Messung des Kontaktdurchmessers ist zum Beispiel in der genannten
Die Erfinder haben erkannt, dass es keinen Zusammenhang zwischen den Ergebnissen der Kerndurchmessermessung und der Kontaktdurchmessermessung gibt, um schon im Schleifstadium - also vor dem Honen - Korrekturen an der Schleifmaschineneinstellung vorzunehmen. Mit der hier vorgeschlagenen Kontaktdurchmessermessung vor dem Honen kann der Ausschuss schon hier um mehrere Prozentpunkte verringert werden.The inventors have recognized that there is no connection between the results of the core diameter measurement and the contact diameter measurement in order to make corrections to the grinding machine setting in the grinding stage - i.e. before honing. With the contact diameter measurement proposed here before honing, the scrap can be reduced by several percentage points here.
Wenn nun bevorzugt beide Messungen, also die nach dem Schleifen und die nach dem Honen, die meist in der Vorbereitung des Zusammenbaus (Pre Assembly) stattfinden, den Kontaktdurchmesser messen, erhöht sich die Rate der verwendbaren Bauteile nochmals, das Ausschusskriterium „Nicht passend“ (unmatchability) wird auf < 0,5 % reduziert.If both measurements, i.e. the one after grinding and the one after honing, which usually take place in preparation for assembly (pre-assembly), measure the contact diameter, the rate of usable components increases again, the reject criterion "not suitable" ( unmatchability) is reduced to <0.5%.
Erfindungsgemäß erfolgt die Kontaktdurchmessermessung unter Anwendung eines bestimmten Druckes eines Messelements auf das zu messende Bauteil. Es wird ein Messelement verwendet, das in seiner Formgebung ein Gegenstück zu dem zu messenden Bauteil ist. Zur Messung der Laufbahn eines Außenrings wird das Messelement eine Art Innenring oder Konus sein, zur Messung der Laufbahn des Innenrings wird das Messelement einen Außenring mit konischen Innenflächen ähneln.According to the invention, the contact diameter is measured using a specific pressure of a measuring element on the component to be measured. A measuring element is used whose shape is a counterpart to the component to be measured. To measure the raceway of an outer ring, the measuring element will be a type of inner ring or cone; to measure the raceway of the inner ring, the measuring element will resemble an outer ring with conical inner surfaces.
Der Druck kann per Feder, Schwerkraft oder auf andere Weise vordefiniert erzeugt werden. Bevorzugt wird er pneumatisch erzeugt, was zu einem genauen, feinfühligen und reproduzierbaren Messen führt.The pressure can be generated in a predefined manner by spring, gravity or in some other way. It is preferably generated pneumatically, which leads to precise, sensitive and reproducible measurement.
Das Messelement kann einstückig sein und muss nur, wie oben beschrieben, in seiner Form dem zu messenden Bauteil als Gegenstück entsprechen. Bevorzugt können aber zur Kontaktdurchmessermessung Kugeln oder andere Wälzkörper eingesetzt werden, die entweder bewegliche Bestandteile des Messelements sind oder die (mit Käfig) zwischen Messelement und zu messender Laufbahn des Bauteils eingebracht sind. Die Kugeln oder Wälzkörper haben dann definierte Maße oder Toleranzen. Die unter leichtem, definiertem Druck aufgelegten Kugeln oder Wälzkörper laufen dann in einer Drehbewegung über die zu messenden Laufbahnen. Die so gewonnenen Informationen über den Kontaktdurchmesser werden dann über das Bauteil oder über das Messelement an die Auswerteelektronik geleitet.The measuring element can be in one piece and, as described above, only has to correspond in its shape to the component to be measured as a counterpart. Preferably, however, balls or other rolling elements can be used for contact diameter measurement, which are either movable components of the measuring element or which are inserted (with a cage) between the measuring element and the track of the component to be measured. The balls or rolling elements then have defined dimensions or tolerances. The balls or rolling elements applied under light, defined pressure then run in a rotary motion over the raceways to be measured. The information obtained in this way about the contact diameter is then passed on to the evaluation electronics via the component or via the measuring element.
Bevorzugt wird eine Linearkugelführung (linear ball cage) zur Axialbewegung oder Führung des zu messenden Bauteils verwendet. Diese Führung ist leicht beweglich (das zu messende Bauteil kann leicht axial verschoben werden) aber gleichzeitig hoch exakt in der Lagerung in radiale Richtungen. So können die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung nochmals erhöht werden.A linear ball cage is preferably used for axial movement or guidance of the component to be measured. This guide is easy to move (the component to be measured can easily be moved axially) but at the same time is highly precise in the bearing in radial directions. In this way, the accuracy and reproducibility of the measurement can be increased again.
Bevorzugt wird ein Lokator verwendet, der bevorzugt innerhalb des zu vermessenden Bauteil angeordnet ist und die Anpresskraft auf das zu vermessende Bauteil überträgt, genauer gesagt, auf die Kugeln oder anderen in einem Käfig gehaltenen Wälzelemente, die dann auf der zu vermessenden Laufbahn abrollen.A locator is preferably used, which is preferably arranged within the component to be measured and transfers the contact pressure to the component to be measured, more precisely to the balls or other rolling elements held in a cage, which then roll on the track to be measured.
Bevorzugt wird ein Adapter verwendet, der zusammen mit einem Konus das Kugeln oder andere Wälzkörper tragende Messelement zur Laufbahnmessung aufnimmt. Durch unterschiedliche Adapter, Lokatoren und Koni kann die Messvorrichtung schnell und einfach auf unterschiedlich große oder unterschiedlich geformte Bauteile (Innenringe, Außenringe, Flansche) umgerüstet werden.An adapter is preferably used which, together with a cone, accommodates the measuring element carrying balls or other rolling bodies for measuring the raceway. Using different adapters, locators and cones, the measuring device can be quickly and easily converted to components of different sizes or shapes (inner rings, outer rings, flanges).
Bevorzugt wird eine Führungsstange mit Druckfeder verwendet, die das zu vermessende Bauteil (Innenring, Außenring, Flansch) während der Messung aufnimmt und einen definierten Gegendruck gegen den vom Pneumatikzylinder aufgebrachten Druck erzeugt. So können die Messungen reproduzierbar durchgeführt werden.A guide rod with a compression spring is preferably used, which picks up the component to be measured (inner ring, outer ring, flange) during the measurement and generates a defined counter pressure against the pressure applied by the pneumatic cylinder. The measurements can thus be carried out reproducibly.
Neben dem vorbeschriebenen Verfahren bezieht sich die Erfindung auch auf ein Messgerät, mit dem die vorgenannten Messverfahren einfach und reproduzierbar an unterschiedlichsten laufbahntragenden Bauteilen (Innenringen, Außenringen, Flanschen) durchgeführt werden können. Das Besondere an dem Messgerät ist jeweils die Kontaktdurchmessermessung, wozu bevorzugt bei der Messung Kugeln oder andere Wälzkörper entweder als Bestandteile der Bauteile oder als Bestandteile eines Messelements zum rollenden Abtasten der Laufbahnen verwendet werden.In addition to the method described above, the invention also relates to a measuring device with which the aforementioned measuring methods can be carried out simply and reproducibly on a wide variety of raceway-bearing components (inner rings, outer rings, flanges). The special feature of the measuring device is the contact diameter measurement, for which purpose balls or other rolling elements are preferably used either as Components of the components or as components of a measuring element for rolling scanning of the raceways are used.
Die Erfindung betrifft auch so hergestellte Wälzlager, die bevorzugt als Radlagereinheit eines Kraftfahrzeugs als Radlager der Generation 3 Verwendung finden, die vorgefettet, abgedichtet, komplett und wartungsfrei sind und die zwei Flansche zum Befestigen am Achsträger sowie für Bremsscheibe/Rad aufweisen.The invention also relates to rolling bearings produced in this way, which are preferably used as a wheel bearing unit of a motor vehicle as generation 3 wheel bearings, which are pre-greased, sealed, complete and maintenance-free and which have two flanges for fastening to the axle carrier and for the brake disc / wheel.
Die Erfindung bezieht sich schließlich auch auf eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Wälzlagern, bei der die genannten Verfahrensschritte in einzelnen oder mehreren Fertigungsstraßen eingesetzt werden.Finally, the invention also relates to a production plant for the production of roller bearings, in which the process steps mentioned are used in individual or several production lines.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
-
1 : schematisch Schritte eines erfindungsgemäßen Herstellverfahrens, -
2 : unterschiedliche Messverfahren, -
3 : ein erfindungsgemäßes Messgerät für Laufbahnen von Außenringen und -
4 und5 : je ein erfindungsgemäßes Messgerät für Laufbahnen von Innenringen.
-
1 : schematic steps of a manufacturing process according to the invention, -
2 : different measuring methods, -
3 : a measuring device according to the invention for raceways of outer rings and -
4th and5 : one measuring device according to the invention for raceways of inner rings.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- InnenringInner ring
- 1212th
- AußenringOuter ring
- 1414th
- Flanschflange
- 1616
- MesselementMeasuring element
- 1818th
- WälzkörperRolling elements
- 2020th
- MessgerätMeasuring device
- 2222nd
- BodenplatteBase plate
- 2424
- DeckplatteCover plate
- 2626th
- PneumatikzylinderPneumatic cylinder
- 2828
- Trägercarrier
- 3030th
- LinearkugelführungLinear ball guide
- 3232
- LokatorLocator
- 3434
- Adapteradapter
- 3636
- Führungsstange mit DruckfederGuide rod with compression spring
- 3838
- Konuscone
- 4040
- Laufbahncareer
- 4242
- MessfühlerProbe
- 4444
- Auf- und Ab-EinstellerUp and down adjuster
- 4646
- Kraftforce
- 4848
- Knopfstud
Claims (10)
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