DE1122352B

DE1122352B - Method for producing a roller or needle bearing surface

Info

Publication number: DE1122352B
Application number: DE1956P0017488
Authority: DE
Original assignee: Alfred Pitner und SA Des Roule
Current assignee: Alfred Pitner und SA Des Roule
Priority date: 1955-12-13
Filing date: 1956-11-30
Publication date: 1962-01-18
Also published as: CH339010A; GB829315A

Description

Verfahren zum Erzeugen einer Rollen-bzw. Nadellagerlauffläche Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer fertigen äußeren oder inneren, konvexe Mantellinien aufweisenden Rollen- oder Nadellagerlauffläche, die unmittelbar an einem hohlen Maschinenteil vorgesehen ist.Method for generating a role or. Needle bearing running surface The Invention relates to a method for producing a finished outer or inner, convex surface lines having roller or needle bearing running surface, the is provided directly on a hollow machine part.

Bei der Ausbildung von Wälzlagern mit rollen-oder nadelartigen Wälzkörpern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der einen oder anderen der Laufflächen die Form einer Rotationsfläche mit konvex gekrümmter Mantellinie zu geben, wobei die Wölbung den Wälzkörpern zugekehrt ist. In gewissen Fällen ist es andererseits wichtig, mindestens die eine der Laufflächen mit einzelnen, am Umfang verteilten überhöhungen zu versehen, die dazu dienen, das Spiel zwischen den einander gegenüberliegenden Laufflächen örtlich zu verringern, um eine genauere Zentrierung beider gegeneinander zu ermöglichen.When forming roller bearings with roller-like or needle-like rolling elements it has proven advantageous to use one or the other of the treads To give the shape of a surface of revolution with a convex curved surface line, the Curvature facing the rolling elements. On the other hand, in certain cases it is important at least one of the treads with individual elevations distributed around the circumference to be provided, which serve to reduce the game between the opposing To reduce the running surfaces locally in order to achieve a more precise centering of the two against each other to enable.

Ringe, die eine Lauffläche dieser Art aufweisen, lassen sich relativ einfach herstellen. Anders verhält es sich allerdings, wenn die Lauffläche durch direkte Bearbeitung an einem Maschinenteil ohne die Einfügung eines Ringes ausgebildet werden muß. Während eine Lauffläche mit geraden Mantellinien leicht auszuführen ist, bereitet hingegen die richtige und sehr genaue Ausführung einer leicht konvexen Lauffläche und insbesondere von auf dem Umfang verteilten überhöhungen auf einer solchen Lauffläche große Schwierigkeiten.Rings that have a running surface of this type can be relatively easy to manufacture. The situation is different, however, when the tread through direct machining on a machine part without the insertion of a ring must become. While a tread with straight surface lines is easy to run is, however, prepares the correct and very precise execution of a slightly convex Running surface and in particular creases distributed over the circumference on one such tread great difficulty.

Ganz allgemein ist das Herstellen balliger äußerer Mantelflächen an hohlzylindrischen Körpern durch Stauchen einer inneren Querwand bekannt. In gleicher Weise ist es bekannt, beispielsweise beim Warmschmieden von Ventilen mit hohlem Schaft eine ringförmige Werkstoffanhäufung des hohlen Schaftes von der Außenmantelfläche an die Innenmantelfläche zu verdrängen, indem eine Preßverformung durchgeführt wird, oder zur Herstellung von Achslagern für Automobile einen Stempel durch einen engeren Abschnitt eines rohrförmigen Rohstückes derart hindurchzudrücken, daß das Metall nach der Außenseite verdrängt wird, um an dieser Stelle eine Materialanhäufung zu bilden.The production of spherical outer jacket surfaces is quite general known hollow cylindrical bodies by upsetting an inner transverse wall. In the same Way it is known, for example in the hot forging of valves with hollow Shank an annular accumulation of material of the hollow shank from the outer jacket surface to displace to the inner circumferential surface by performing a compression deformation, or for the manufacture of axle bearings for automobiles a stamp through a narrower To push section of a tubular blank so that the metal is displaced to the outside, in order to accumulate material at this point form.

Erfindungsgemäß werden diese bekannten Umformarten in der Weise angewandt, daß die betreffende Lauffläche mit geraden Mantellinien vorbereitet und auf der ihr zugeordneten Innen- bzw. Außenfläche des Maschinenteils eine Werkstoffanhäufung vorgesehen wird, auf die ein radial zur Lauffläche hin sich auswirkender Verdrängungsdruck ausgeübt wird, selbstverständlich am kalten Werkstück. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem Mindesmaß an technischem und Materialaufwand ein Endprodukt zu erzeugen, welches überraschenderweise den hohen Anforderungen der Praxis in vollem Umfang gerecht wird, so daß Fertigungs- und Materialkosten in einem beträchtlichen Umfang eingespart werden können.According to the invention, these known types of forming are applied in such a way that that the tread in question prepared with straight surface lines and on the their associated inner or outer surface of the machine part is an accumulation of material is provided on which a displacement pressure acting radially towards the running surface is exercised, of course on the cold workpiece. In this way it is possible to produce an end product with a minimum of technical and material expenditure, which, surprisingly, fully meets the high requirements of the practice is fair, so that manufacturing and material costs to a considerable extent can be saved.

Soll die Lauffläche auf der Außenseite des hohlen Maschinenteils ausgebildet werden, so ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein axial durchbohrter innerer Quersteg aufgedornt wird. Die gleiche Lauffläche läßt sich aber erfindungsgemäß auch dadurch ausbilden, daß ein voller innerer Quersteg des an sich hohlen Maschinenteils gestaucht wird. Die Materialverdrängung kann dabei so gesteuert werden, daß sich die gewünschten Formen ergeben, und zwar mit der für die Ausbildung von Lagerlaufflächen erforderlichen Genauigkeit. Zur Herstellung einer inneren Lauffläche ist vorgesehen, daß ein äußerer ringförmiger Vorsprung des hohlen Maschinenteils einem Ziehvorgang im Maße der notwendigen Materialverdrängung nach innen unterworfen wird.Should the running surface be formed on the outside of the hollow machine part are, it is provided according to the invention that an axially pierced inner Transverse web is thorn. The same tread can, however, according to the invention also train in that a full inner transverse web of the machine part, which is hollow in itself is compressed. The material displacement can be controlled so that result in the desired shapes, with that for the formation of bearing surfaces required accuracy. To produce an inner running surface, it is provided that an outer annular projection of the hollow machine part is a drawing process is subjected to the necessary inward displacement of the material.

Die Materialverdrängung kann, je nach den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls, unter Überschreitung der Elastizitätsgrenze im plastischen Bereich liegen. Der verdrängende Körper kann aber auch in einer die Verformung unterhalb der Elastizitätsgrenze herbeiführenden Stellung dauernd belassen werden. Zur Ausbildung eines Lagerspiels mit besonders vorteilhaften Betriebseigenschaften können gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch umfangsverteilte Erhebungen am Verdrängungskörper oder seiner Angriffsfläche an der Materialanhäufung des Maschinenteils entsprechend verteilte, ungleich konvexe Erhebungen der Lauffläche hervorgerufen werden. Die Ausbildung einer unrunden Lagerlauffläche mit mindestens zwei über den Umfang verteilten Erhöhungen an sich entspricht bereits einem älteren i Vorschlag, in dem jedoch das hier beschriebene Herstellungsverfahren nicht enthalten ist.The material displacement can, depending on the requirements of the respective Use case, exceeding the elastic limit in the plastic range lie. The displacing body can, however, also have the deformation below the position causing the elastic limit are left permanently. To the Can training a bearing play with particularly advantageous operating properties according to a further embodiment of the invention by circumferentially distributed surveys on Displacement body or its contact surface on the accumulation of material of the machine part correspondingly distributed, unevenly convex elevations of the tread caused will. The formation of a non-circular bearing surface with at least two over the The extent of distributed increases in itself already corresponds to an older i proposal, in which, however, the manufacturing process described here is not included.

In allen Fällen kann die Lauffläche durch die üblichen Verfahren vor der Verformung gehärtet werden, so daß jede weitere Bearbeitung einer einmal gewölbten Oberfläche vermieden wird. Bei einer bleibenden Verformung ist naturgemäß eine Grenze zu beachten, damit keine unzulässige Spannung in der gehärteten Schicht erzeugt wird.In all cases, the tread can proceed through the usual procedures the deformation are hardened, so that each further processing a once arched Surface is avoided. In the case of permanent deformation, there is of course a limit must be observed so that no inadmissible tension is generated in the hardened layer will.

Einige besonders zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen beschrieben. In ihnen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen hohlen Maschinenteil vor der Ausbildung der Lauffläche, Fig. 2 einen gleichen Schnitt durch den gleichen Teil nach Ausbildung der Lauffläche, Fig. 3 einen gleichen Schnitt nach Entfernen des Verdrängungsdornes, Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Maschinenteil mit kegelstumpfförmiger Lauffläche vor sowie Fig. 5 nach der Verformung, Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Maschinenteil mit innerer Lauffläche vor sowie Fig. 7 nach der Verformung, Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Maschinenteil entsprechend Fig. 1, an dessen Lauffläche umfangsverteilte Überhöhungen ausgebildet werden sollen, vor sowie Fig. 9 nach der Verformung, Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X in Fig. 9, Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen gleichen Maschinenteil wie nach Fig. 8, an dem die umfangsverteilten Erhebungen der Lauffläche in abgewandelter Art erzeugt werden, vor sowie Fig. 12 nach der Verformung und Fig. 13 einen Schnitt nach Linie XIII-XIII in Fig. 12.Some particularly useful embodiments of the invention are described on the basis of the drawings. In them, Fig. 1 shows a longitudinal section through a hollow machine part before the formation of the tread, Fig. 2 is the same Section through the same part after the formation of the tread, Fig. 3 is the same Section after removal of the displacement mandrel, FIG. 4 shows a longitudinal section through a Machine part with a frustoconical running surface before and Fig. 5 after the deformation, 6 shows a longitudinal section through a machine part with an inner running surface in front of and FIG. 7 after the deformation, FIG. 8 a longitudinal section through a machine part corresponding to FIG. 1, formed on the running surface of circumferentially distributed elevations are to be, before and FIG. 9 after the deformation, FIG. 10 a section after Line X-X in Fig. 9, Fig. 11 shows a longitudinal section through the same machine part as shown in FIG. 8, on which the circumferentially distributed elevations of the tread in a modified Art are generated before and FIG. 12 after the deformation and FIG. 13 shows a section along line XIII-XIII in FIG. 12.

In den Zeichnungen ist die Krümmung der Mantellinie der Laufflächen der besseren Verdeutlichung halber stark übertrieben dargestellt.In the drawings is the curvature of the surface line of the treads for the sake of clarity shown greatly exaggerated.

In Fig. 1 ist der hohle Maschinenteil, an dem eine Lagerlauffläche mit konvex gekrümmter Mantellinie ausgebildet werden soll, mit 1 bezeichnet. Dieser Teil weist zunächst eine zylindrische Außenfläche 2 auf. Er ist rohrförmig und besitzt einen Quersteg 3, der mit einer kreisförmigen zentrischen Mittelöffnung 4 versehen ist.In FIG. 1, the hollow machine part on which a bearing running surface with a convex curved surface line is to be formed is denoted by 1. This part initially has a cylindrical outer surface 2 . It is tubular and has a transverse web 3 which is provided with a circular central opening 4 .

Um eine Lauffläche mit gekrümmter Mantellinie zu erzeugen, wird ein konischer Verdrängungsdorn 5 (Fig. 2) von kreisförmigem Querschnitt in Pfeilrichtung derart in diese Mittelöffnung 4 getrieben, daß sich die Außenoberfläche 2 des Teils 1 unter der Auswirkung radialen Stoffflusses gegen den Umfang zu in dem mit 6 bezeichneten Bereich wölbt, der die Lauffläche bildet.In order to produce a tread with a curved surface line, a conical displacement mandrel 5 (Fig. 2) of circular cross-section is driven in the direction of the arrow in this central opening 4 in such a way that the outer surface 2 of the part 1 under the effect of radial flow of material towards the circumference with 6 designated area arches, which forms the tread.

Soll die Verformung unterhalb der Elastizitätsgrenze des Materials liegen, so verbleibt der Dorn 5 endgültig in seiner Stellung in der Öffnung 4 (Fig. 2). Ist die radiale Verformung der Lauffläche dagegen eine bleibende, so wird der Dorn 5 aus dem Maschinenteil herausgezogen (Fig. 3).If the deformation is to be below the elastic limit of the material, the mandrel 5 finally remains in its position in the opening 4 (FIG. 2). If, on the other hand, the radial deformation of the running surface is permanent, the mandrel 5 is pulled out of the machine part (FIG. 3).

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 besitzt der Maschinenteil 11 einen kegelstumpfförmigen Teil 12 sowie als Werkstoffanhäufung einen inneren Quersteg 13. Dieser Steg 13 ist ohne Bohrung ausgebildet. Er wird zum Erzeugen der konvexen Lagerlauffläche an seinen entgegengesetzten Flächen 14 und 15 in den Pfeilrichtungen der Wirkung von Stauchstempeln 16 und 17 ausgesetzt, so daß die Stärke des Steges 13 reduziert wird und ein radialer Metallfluß gegen den Umfang zu die Folge ist. Die so erhaltene Lauffläche 18 hat eine im allgemeinen konisch-konvexe Form, wie Fig. 5 zeigt.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the machine part 11 has a frustoconical part 12 and an inner transverse web 13 as an accumulation of material . This web 13 is designed without a bore. To produce the convex bearing surface on its opposite surfaces 14 and 15, it is subjected to the action of upsetting punches 16 and 17 in the directions of the arrows, so that the strength of the web 13 is reduced and a radial flow of metal towards the circumference is the result. The tread 18 thus obtained has a generally conical-convex shape, as shown in FIG.

In dem Beispiel nach Fig. 6 bildet der hohle Maschinenteil 21 den Außenring eines Wälzlagers. Die Innenfläche 22 ist zylindrisch bearbeitet, während die Außenfläche 23 einen ringförmigen Vorsprung 24 trägt, auf welchen ein hohler Dorn bzw. ein Ziehring 25 mit einem konischen Innenlager 26 in Pfeilrichtung aufgetrieben wird. Unter der Wirkung der Verformung wird die innere zylindrische Oberfläche 22 des Teils 21 bei 27 (Fig. 7) konvex verformt, worauf der Ziehring abgezogen wird.In the example according to FIG. 6, the hollow machine part 21 forms the outer ring of a roller bearing. The inner surface 22 is machined cylindrically, while the outer surface 23 carries an annular projection 24 on which a hollow mandrel or a drawing ring 25 with a conical inner bearing 26 is driven in the direction of the arrow. Under the action of the deformation, the inner cylindrical surface 22 of the part 21 is convexly deformed at 27 (FIG. 7), whereupon the drawing ring is pulled off.

Nach Fig. 8 bis 10 besitzt der hohle Teil 31, dessen Außenoberfläche 32 zylindrisch bearbeitet ist, einen Quersteg 33, der mit einer kegelstumpfförmigen Mittelöffnung 34 versehen ist, in die ein Dorn 35 mit drei um seinen Umfang verteilten Erhebungen 36 eingetrieben wird. Die Verformung führt zu zwei Ergebnissen. Erstens wird eine Konvexität 37 der Lauffläche im Bereich des Steges ausgebildet, und zweitens werden auf ihrem Umfang verteilt drei überhöhungen38 erzeugt (Fig.10), die den entsprechenden Erhebungen des Dorns 35 zugeordnet sind.According to FIGS. 8 to 10, the hollow part 31, the outer surface 32 of which is machined cylindrically, has a transverse web 33 which is provided with a frustoconical central opening 34 into which a mandrel 35 with three projections 36 distributed around its circumference is driven. The deformation has two results. Firstly, a convexity 37 of the running surface is formed in the area of the web, and secondly, three elevations38 are produced distributed over its circumference (FIG. 10), which are assigned to the corresponding elevations of the mandrel 35.

Nach Fig. 11 bis 13 ist der Teil 41 an seinem Umfang bei 42 zylindrisch bearbeitet, und die im Steg 43 vorgesehene konische Öffnung 44 hat eine im allgemeinen kreisförmige Form. Sie besitzt aber auf ihrem Umfang verteilte Vertiefungen 45 oder, was dasselbe bedeutet, zwischen diesen Vertiefungen 45 liegende Erhebungen. Der Dorn 46 weist hier einen kreisförmigen Querschnitt auf.11 to 13, the portion 41 is machined cylindrical on its periphery at 42 , and the conical opening 44 provided in the web 43 has a generally circular shape. However, it has depressions 45 distributed over its circumference or, which means the same thing, elevations located between these depressions 45. The mandrel 46 here has a circular cross section.

Wird der Dorn 46 in die Öffnung 44 getrieben, so ergibt die Verformung eine gewölbte Lauffläche 47, die mit Überhöhungen 48 entsprechend den Vorsprüngen zwischen den Vertiefungen 45 versehen ist.If the mandrel 46 is driven into the opening 44, the deformation results in a curved running surface 47 which is provided with elevations 48 corresponding to the projections between the depressions 45 .

In Fig. 8 bis 13 ist der Radius des ursprünglichen zylindrischen Teils mit R1, mit R2 der Radius bis zum Scheitel der erhaltenen konvexen Lauffläche sowie mit R3 der Radius bis zum Scheitel der überhöhungen auf dem konvexen Teil der Lauffläche bezeichnet.In Figures 8 to 13 is the radius of the original cylindrical part with R1, with R2 the radius up to the apex of the convex running surface obtained as well with R3 the radius up to the apex of the elevations on the convex part of the tread designated.

Solche Vorsprünge können auch mit Hilfe von Stauchstempeln erzielt werden. Werden Stauchstempel 16 und 17 (Fig. 4) benutzt, von denen mindestens der eine eine Arbeitsfläche besitzt, die vorspringende Sektoren aufweist, und deren Achsen fluchten, so kann die Materialverdrängung, die von diesen vorspringenden Sektoren ausgeht, Umfangserhöhungen ähnlich den Überhöhungen 38 und 48 in Fig. 10 und 13 erzeugen.Such projections can also be achieved with the aid of upsetting punches. If upsetting punches 16 and 17 (Fig. 4) are used, of which at least one has a working surface which has projecting sectors and their axes are aligned, the material displacement emanating from these projecting sectors can increase in circumference similar to the projections 38 and 48 in Figs. 10 and 13.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for producing a finished outer or inner, convex surface lines having roller or needle bearing running surface, which is provided directly on a hollow machine part, characterized in that the running surface in question is prepared with straight surface lines and on the inner or associated with it. An accumulation of material (3, 13, 24, 33, 34) is provided on the outer surface of the machine part, on which a displacement pressure acting radially towards the running surface is exerted.

2. Method of generating a outer running surface according to claim 1, characterized in that an axially drilled through inner transverse web (3, 33, 43) is thorn.

3. A method for producing an outer tread according to claim 1, characterized in that a full inner transverse web (13) is upset.

4. A method for producing an inner running surface according to claim 1, characterized in that an outer annular projection (24) is subjected to a drawing process to the extent of the necessary material displacement inward.

5. The method according to claims 1, 2 and 4, characterized in that that the displacing body in a deformation below the elastic limit causing end position is left permanently.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that by over the contact surfaces of the or the displacing body or the material accumulation of the machine part distributed elevations (36) correspondingly distributed elevations (38 or 48) of the convexly generated running surface (37 or . 47) are formed.

7. Procedure according to the Claims 1 to 6, characterized in that the prepared running surface before their deformation is hardened. Publications considered: German patent specification No. 381981; German patent application R 1033 I b / 7 b (published on May 29. 1952); British Patent Nos. 519 399, 736 839; Austrian patent specification No. 142,423; U.S. Patent No. 1945 092; Machinery, London, Vol. 83, August 7th 1953, p.267.