DE102020114006A1 - Device and method for honing barrel rollers - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Honen von Tonnenrollen (2) für Pendelrollenlager umfasst zwei parallel zueinander angeordnete, zum Auflegen von Tonnenrollen (2) vorgesehene Honwalzen (3, 4) und einen zwischen die Honwalzen (3, 4) eingreifenden, zur Bearbeitung der Tonnenrollen (2) vorgesehenen Honstein (12), wobei die Honwalzen (3, 4) jeweils ein zum Fördern der Tonnenrollen (2) ausgebildetes Gewindeprofil (5, 6) aufweisen, und wobei der Honstein (12) eine rillenförmige, parallel zu den Honwalzen (3, 4) ausgerichtete Honfläche (14) aufweist, die zur Bearbeitung der kompletten Mantelfläche (8) einer jeden Tonnenrolle (2) bei deren durch die Gewindeprofile (5, 6) vorgegebener Schrägstellung gegenüber den Honwalzen (3, 4) ausgebildet ist.A device for honing barrel rollers (2) for spherical roller bearings comprises two honing rollers (3, 4) which are arranged parallel to one another and are intended for placing barrel rollers (2), and one that engages between the honing rollers (3, 4) and is used to machine the barrel rollers (2) provided honing stone (12), the honing rollers (3, 4) each having a thread profile (5, 6) designed for conveying the barrel rollers (2), and the honing stone (12) having a groove-shaped parallel to the honing rollers (3, 4 ) has aligned honing surface (14), which is designed for machining the complete outer surface (8) of each barrel roller (2) with its inclined position relative to the honing rollers (3, 4) predetermined by the thread profiles (5, 6).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Honbearbeitung von tonnenförmigen Wälzkörpern, das heißt Tonnenrollen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Honbearbeitung solcher Wälzkörper.The invention relates to a device for honing barrel-shaped rolling elements, that is to say barrel rollers. The invention also relates to a method for honing such rolling elements.
Honen stellt ein spanabhabendes Bearbeitungsverfahren mit geometrisch nicht definierter Schneide dar. Im Unterschied zum Schleifen, welches in industriellen Fertigungsprozessen typischerweise weggesteuert durchgeführt wird, erfolgt das Honen beispielsweise zeitgesteuert. Häufig werden zylindrische Innenflächen durch Honen bearbeitet. Ein Beispiel hierfür ist das Honen von Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren. Allgemein wird zwischen Kurzhubhonen und Langhubhonen unterschieden. In beiden Fällen überlagern sich bei der Bearbeitung des Werkstücks verschiedene Bewegungskomponenten. Als Schneidmaterialien kommen beim Honen zum Beispiel Al2O3 und SiC zum Einsatz. In seltenen Fällen kommen beim Kurzhubhonen auch Diamant und Bornitrid zum Einsatz.Honing is a machining process with a geometrically undefined cutting edge. In contrast to grinding, which is typically carried out in a path-controlled manner in industrial manufacturing processes, honing is, for example, time-controlled. Often, cylindrical inner surfaces are machined by honing. One example of this is the honing of cylinder liners in internal combustion engines. A general distinction is made between short-stroke honing and long-stroke honing. In both cases, different movement components overlap when machining the workpiece. Al 2 O 3 and SiC, for example, are used as cutting materials for honing. In rare cases, diamond and boron nitride are also used in short-stroke honing.
Die
Eine in der
Die
Aus der
Ein verschiedene Fertigungsschritte umfassendes Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings eines Wälzlagers ist in der
Die
Eine komplette Fertigungsstraße zur Herstellung von Lagerkomponenten ist in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Bearbeitung von Tonnenrollen für Wälzlager besonders rationell und prozesssicher zu gestalten.The invention is based on the object of making the machining of barrel rollers for rolling bearings particularly efficient and reliable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Honen von Tonnenrollen gemäß Anspruch 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Honen zum Tonnenrollen gemäß Anspruch 7. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Honverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Honvorrichtung und umgekehrt.According to the invention, this object is achieved by a device for honing barrel rolls according to claim 1. The object is also achieved by a method for honing barrel rolling according to
Die Honvorrichtung ist zur Bearbeitung von Tonnenrollen, das heißt Wälzkörpern mit tonnenförmig gewölbter Mantelfläche, ausgebildet. Hierbei kontaktieren die Tonnenrollen zwei Honwalzen, welche parallel zueinander angeordnet sind und in dieselbe Richtung rotieren. Die beiden Honwalzen sind derart schneckenförmig gestaltet, dass sie bei ihrer Rotation die Tonnenrollen jeweils in eine Drehbewegung um ihre eigene Achse versetzen und zugleich in Längsrichtung der Honvorrichtung, das heißt in Längsrichtung der Honwalzen, transportieren. Bei ihrem unter Rotation um die eigene Achse erfolgenden Transport kontaktieren die Tonnenrollen mindestens einen langgestreckten Honstein, der sich in Längsrichtung der Honwalzen erstreckt. Statt eines einzelnen Honsteins kann auch eine Mehrzahl an Honsteinen, Beispielsweise eine Anordnung aus zwei bis zehn Honsteinen, vorgesehen sein. Das Honen erfolgt durch einen Kontakt zwischen einer rillenförmigen Honfläche des mindestens einen Honsteins und der konvexen Mantelfläche der Tonnenrolle. Im Unterschied zum Honstein sind die Tonnenrollen jedoch nicht in Längsrichtung der Honwalzen ausgerichtet.The honing device is designed for machining barrel rollers, that is to say rolling elements with a barrel surface that is curved in the shape of a barrel. The barrel rollers make contact with two honing rollers, which are arranged parallel to one another and rotate in the same direction. The two honing rollers are designed in a helical shape so that when they rotate they set the barrel rollers in a rotary motion around their own axis and at the same time transport them in the longitudinal direction of the honing device, that is, in the longitudinal direction of the honing rollers. When they are transported while rotating around their own axis, the barrel rollers contact at least one elongated honing stone which extends in the longitudinal direction of the honing rollers. Instead of a single honing stone, a plurality of honing stones, for example an arrangement of two to ten honing stones, can also be provided. Honing is done by a contact between one Groove-shaped honing surface of the at least one honing stone and the convex lateral surface of the barrel roller. In contrast to the honing stone, the barrel rollers are not aligned in the longitudinal direction of the honing rollers.
Vielmehr ist jede in Honbearbeitung befindliche Tonnenrolle gegenüber der Längsrichtung der Honvorrichtung schräg gestellt, wobei die Schrägstellung der Mittelachse der Tonnenrolle in Abstimmung mit dem Krümmungsradius der als Rille gestalteten Honfläche dafür sorgt, dass die Tonnenrolle über ihre gesamte Breite, zu messen zwischen den beiden Stirnflächen der Tonnenrolle, in Kontakt mit der Honfläche ist. Insgesamt sorgt die Kombination aus Transport der Tonnenrollen in Längsrichtung der Honvorrichtung und Rotation der Tonnenrollen zusammen mit der Schrägstellung der Tonnenrollen und der rillenförmigen Gestaltung der Honfläche dafür, dass die Tonnenrollen mittels des Honsteins gleichförmig an ihrer tonnenförmigen Mantelfläche bearbeitet werden.Rather, each barrel roller being honed is inclined relative to the longitudinal direction of the honing device, the inclination of the central axis of the barrel roller in coordination with the radius of curvature of the honing surface designed as a groove ensures that the barrel roller can be measured across its entire width between the two end faces of the Barrel roller, is in contact with the honing surface. Overall, the combination of transporting the barrel rollers in the longitudinal direction of the honing device and rotating the barrel rollers together with the inclination of the barrel rollers and the groove-shaped design of the honing surface ensure that the barrel rollers are machined uniformly on their barrel-shaped outer surface by means of the honing stone.
Die Honbearbeitung an der gesamten, konvexen Mantelfläche könnte theoretisch, gemäß einer einfach gestalteten Verfahrensvariante, ohne Änderung der Positionierung der Honwalzen oder des Honsteins erfolgen. in typischer Verfahrensführung oszilliert der Honstein während der Bearbeitung im Kurzhub, wobei der in Längsrichtung, das heißt in Förderrichtung der Tonnenrollen, eingestellte Hub beispielsweise 0,5 mm bis 5 mm beträgt. Generell bleibt der Honstein während der Bearbeitung parallel zu den beiden Honwalzen ausgerichtet.The honing on the entire convex lateral surface could theoretically take place, according to a simply designed variant of the method, without changing the positioning of the honing rollers or the honing stone. In a typical process, the honing stone oscillates during machining in a short stroke, the stroke set in the longitudinal direction, that is to say in the conveying direction of the barrel rollers, being, for example, 0.5 mm to 5 mm. In general, the honing stone remains aligned parallel to the two honing rollers during machining.
Die Schrägstellung der Tonnenrollen ist durch die Profilierung der Honwalzen bestimmt. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung sind die schneckenförmigen Honwalzen zur gleichzeitigen Förderung von mindestens drei, beispielsweise 20 oder mehr, hintereinander angeordneten Tonnenrollen ausgebildet, wobei die einzelnen zwischen den Honwalzen geführten Tonnenrollen voneinander beabstandet sind. Der Honstein kann zur gleichzeitigen Bearbeitung von mindestens zwei, beispielsweise drei, hintereinander angeordnete Tonnenrollen ausgelegt sein. Ohne konzeptionelle Änderung der Honvorrichtung ist bei einer größeren Länge der Honwalzen sowie des Honsteins auch die gleichzeitige Bearbeitung einer wesentlich größeren Anzahl an Tonnenrollen möglich. Eine Verfahrensvoraussetzung ist, dass alle in Bearbeitung befindlichen Tonnenrollen identisch dimensioniert sind.The inclination of the barrel rollers is determined by the profiling of the honing rollers. According to one possible embodiment, the helical honing rollers are designed for the simultaneous conveyance of at least three, for example 20 or more, barrel rollers arranged one behind the other, the individual barrel rollers guided between the honing rollers being spaced from one another. The honing stone can be designed for the simultaneous machining of at least two, for example three, barrel rollers arranged one behind the other. Without changing the concept of the honing device, with a greater length of the honing rollers and the honing stone, it is also possible to machine a significantly larger number of barrel rollers at the same time. A prerequisite for the procedure is that all barrel rollers being processed are dimensioned identically.
Jede Honwalze beschreibt ein Gewindeprofil, insbesondere in Form eines eingängigen Gewindes. Die Steigung des Gewindeprofils einer jeden Honwalze entspricht beispielsweise der Rollenlänge der zu bearbeitenden Tonnenrollen plus einem Betrag von mindestens 3 mm und höchstens 15 mm.Each honing roller describes a thread profile, in particular in the form of a single thread. The pitch of the thread profile of each honing roll corresponds, for example, to the roll length of the barrel rolls to be machined plus an amount of at least 3 mm and at most 15 mm.
Eine rillenförmige Honfläche des Honsteins, welche zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Tonnenrollen vorgesehen ist, weist einen Querschnitt auf, welcher nicht notwendigerweise über die gesamte Länge des Honsteins einheitlich ist. Durch den genannten Querschnitt, welcher sich im Laufe der Bearbeitung einer Vielzahl von Tonnenrollen herausbildet, ist zum Beispiel ein elliptisches Profil gegeben.A groove-shaped honing surface of the honing stone, which is provided for the simultaneous machining of several barrel rollers, has a cross section which is not necessarily uniform over the entire length of the honing stone. The aforementioned cross-section, which is formed in the course of machining a large number of barrel rollers, gives an elliptical profile, for example.
Während der gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Tonnenrollen können deren Längsachsen parallel zueinander ausgerichtet sein, wobei jede Längsachse gegenüber den Rotationsachsen der beiden Honwalzen um einen Winkel von weniger als 35° schräggestellt ist. Zum Beispiel sind die Längsachsen der Tonnenrollen gegenüber den Honwalzen um einen praktisch einheitlichen Betrag von mindestens 9° und höchstens 30°, insbesondere um mindestens 12° und höchstens 24°, schräggestellt.During the simultaneous machining of several barrel rollers, their longitudinal axes can be aligned parallel to one another, with each longitudinal axis being inclined at an angle of less than 35 ° with respect to the axes of rotation of the two honing rollers. For example, the longitudinal axes of the barrel rollers are inclined with respect to the honing rollers by a practically uniform amount of at least 9 ° and at most 30 °, in particular by at least 12 ° and at most 24 °.
Die mit der Honvorrichtung bearbeiteten Tonnenrollen sind beispielsweise zur Verwendung in einem einreihigen oder zweireihigen Pendelrollenlager geeignet. Das Honverfahren ist als Durchlaufverfahren für die Bearbeitung von Tonnenrollen in einem Massenbearbeitungsverfahren konzipiert. Es ermöglicht insbesondere die Bearbeitung von Wälzkörpern, deren Mantelfläche einen Krümmungsradius von weniger als 350 mm aufweist.The barrel rollers machined with the honing device are suitable, for example, for use in a single-row or double-row spherical roller bearing. The honing process is designed as a continuous process for the machining of barrel rolls in a mass machining process. In particular, it enables the machining of rolling elements whose outer surface has a radius of curvature of less than 350 mm.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 ausschnittsweise eine Vorrichtung zum Honen von Tonnenrollen, -
2 Teile der Anordnung nach1 in einer Schnittdarstellung, -
3 einen Honstein sowie mehrere Tonnenrollen der Anordnung nach1 in perspektivischer Ansicht, -
4 in schematischer, perspektivischer Darstellung ein Detail des Honsteins der Honvorrichtung.
-
1 part of a device for honing barrel rollers, -
2 Parts according to the arrangement1 in a sectional view, -
3 a honing stone and several barrel rollers according to the arrangement1 in perspective view, -
4th a schematic perspective view of a detail of the honing stone of the honing device.
Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen
Zwischen den Honwalzen
Im Gegensatz zu den Tonnenrollen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- HonvorrichtungHoning device
- 22
- TonnenrolleBarrel roll
- 33
- HonwalzeHoning roll
- 44th
- HonwalzeHoning roll
- 55
- GewindeprofilThread profile
- 66th
- GewindeprofilThread profile
- 77th
- Spaltgap
- 88th
- MantelflächeOuter surface
- 99
- StirnflächeFace
- 1010
- SeitenflächeSide face
- 1111
- SeitenflächeSide face
- 1212th
- HonsteinHonstone
- 1313th
- StirnflächeFace
- 1414th
- Honfläche Honing surface
- αα
- Winkelangle
- KLKL
- KontaktlinieContact line
- LALA
- LängsachseLongitudinal axis
- MAMA
- MittelachseCentral axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- WO 2017/028855 A1 [0009]WO 2017/028855 A1 [0009]
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