DE19644045C2

DE19644045C2 - Freilauf

Info

Publication number: DE19644045C2
Application number: DE1996144045
Authority: DE
Inventors: Johann Stark
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: DE19644045A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Freiläufe, und zwar insbesondere Klemmkörper- und Klemmrollenfreiläufe. Derartige Freiläufe weisen ineinander angeordnete, zueinander verdrehbare Elemente auf, an deren einander zugewandten Mantelflächen Klemmbahnen für Klemmelemente, insbesondere Klemmkörper und Klemmrollen ausgebildet sind. Über die Klemmkörper bzw. Klemmrollen wird eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Elementen hergestellt.

Hintergrund der Erfindung

Ein Freilauf mit den oberbegriffsbildenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der DE-PS 11 10 477 bekannt; Klemmrollen sind gegen Klemmbahnen angefedert, die an einer Welle und einer zu der Welle konzentrisch angeordneten Hülse ausgebildet sind. Während der reibschlüssigen Verbindung wirken im Klemmkontakt zwischen der Klemmrolle und den Klemmbahnen erhebliche Kräfte, die eine Verformung der Klemmrollen und/oder der Welle bzw. der Hülse hervorrufen. Unerwünschte hohe Verformungen können beispielsweise dadurch verhindert werden, daß die Welle und die Hülse durchgehärtet werden. In diesem Fall ist allerdings die Gefahr von Rißbildungen in der Hülse bzw. in der Welle erhöht. Das Problem der Rißbildung nimmt insbesondere bei dünnwandigen Hülsen zu, die vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellt werden.

DE 195 14 506 A1 offenbart Klemmrollenfreiläufe mit zwei ineinander angeordneten, einander zugewandten Mantelflächen aufweisenden Ringen, mit einer an der einen Mantelfläche ausgebildeten zylindrischen Klemmbahn, mit an der anderen Mantelfläche ausgebildeten, in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Klemmrampen, und mit gegen die zylindrische Klemmbahn und die Klemmrampen angefederten Klemmrollen. Weiter wird ausgeführt, dass die durch spanlose Formgebung hergestellten dünnwandigen Ringe ausschließlich randschichtgehärtet werden, weil auf diese Art und Weise die nötige Elastizität der dünnwandigen Ringe erhalten bleibt. Wegen der Eigenelastizität der lediglich randschichtgehärteten Ringe seien diese gegenüber den spangebend bearbeiteten, durchgehärteten Ringen geringer belastbar. Gemäß DE 195 14 506 A1 wird dieser Nachteil dadurch behoben, dass wenigstens einer der in einem Umformverfahren spanlos hergestellten Ringe aus einem durchgehärteten Stahl gebildet ist.

JP 6-117 438-A offenbart ein Wälzlager, dessen Lagerringe gehärtet sind, wobei die Oberflächenhärte bei mindestens 58 HRC und die Kernhärte zwischen 48 und 58 HRC liegt. Mit diesem Wälzlagerring - so wird ausgeführt - wird ein langlebiges Wälzlager mit guten Rolleigenschaften gebildet. Eine Umrechnung der hier in Rockwell C angegebenen Härteangaben in der Vickershärte ergibt, dass HRC 58 in etwa HV 650 entspricht. Die Kernhärte zwischen HRC 48 bis 58 entspricht in etwa HV 530 bis HV 650. Das bedeutet, dass bei diesem Wälzlager eine Randschichthärte von mindestens HV 650 eingestellt ist, wobei die Kernhärte mindestens 50% der Randschichthärte beträgt. JP 6-117 438-A liefert keinen Hinweis auf einen Chromgehalt bzw. ob überhaupt in der Legierung Chrom vorgesehen sein soll.

JP 6-159 368-A offenbart ein Wälzlager, bei dem der Stahl der Laufringe einen Chromgehalt zwischen 0,5 und 3% aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Freilauf nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß einerseits unerwünscht hohe Verformungen und andererseits die Gefahr des Aufplatzens, des Reißens oder der Rißbildung bei den Elementen und/oder den Klemmelementen verhindert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eines der in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärteten, spanlos hergestellten Elemente und/oder die Klemmelemente aus einem legierten Stahl mit einem Chromgehalt größer als 0,5% gebildet und derart gehärtet sind, dass sich eine Kernhärte beispielsweise der erfindungsgemäßen spanlos hergestellten Hülsen von mindestens 50%, vorzugsweise ca. 60% der Randschichthärte einstellt, wobei die Randschichthärte wenigstens 650 HV beträgt. Der Kern wird durch die Wärmebehandlung federhart. Durch die Kernbeeinflußung wird die Oberfläche derart gestützt, daß die sehr harte Randschicht nicht wegen eines zu weichen Kerns einbrechen kann. Das gehärtete Element und/oder die Klemmkörper weisen demzufolge keine ausgeprägte Fließgrenze, sondern federharte Eigenschaften im Kern auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Freilaufes mit anschaulich dargestellten Randschichten und Kernschichten.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Zwischen einer Welle 1 und einer im Tiefziehverfahren hergestellten Außenhülse 2 sind in einem Käfig 3 aufgenommene Klemmrollen 4 angeordnet und gegen Klemmbahnen 5, 6 des Außenrings und der Welle 1 angefedert. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Außenhülse 2, die Klemmrollen 4 und die Welle 6 erfindungsgemäß aus einem legierten Stahl mit einem Chromgehalt < 0,5% gebildet. Das Wärmebehandlungsverfahren ist derart beschaffen, daß die Welle 1, die Klemmrollen 4 und die Außenhülse 2 mit sehr harten Randschichten 7, 8, 9 - wenigstens 650 HV - und mit federharten Kernschichten 10, 11, 12 versehen sind, wobei die Kernhärte vorzugsweise 60% der Randschichthärte beträgt. Dieser erfindungsgemäße Freilauf zeichnet sich dadurch aus, daß im Klemmkontakt der Klemmrolle 4 mit der Welle 1 bzw. mit der Außenhülse 2 keine unerwünscht hohen Verformungen auftreten, wobei die federelastischen Eigenschaften des Kerns 10, 11, 12 ein Einbrechen der Randschicht 7, 8, 9 verhindern.

Für zahlreiche Anwendungen mag genügen, lediglich die im Tiefziehverfahren hergestellte, mit Klemmrampen versehene Außenhülse aus einem durchhärtbaren Stahl mit einem Chromgehalt größer als 0,5% zu bilden, wobei die wärmebehandelte Außenhülse wie oben beschrieben beschaffen ist.

Bezugszahlenliste

1

Welle

2

Außenring

3

Käfig

4

Klemmrolle

5

Klemmbahn

6

Klemmbahn

7

Randschicht

8

Randschicht

9

Randschicht

10

Kernschicht

11

Kernschicht

12

Kernschicht

Claims

1. Freilauf, insbesondere Klemmkörper- und Klemmrollenfreilauf, mit ineinander angeordneten, zueinander verdrehbaren Elementen (1, 2) an deren einander zugewandten Mantelflächen Klemmbahnen (5, 6) für Klemmelemente, insbeson dere Klemmkörper und Klemmrollen (4) ausgebildet sind, über die eine reib schlüssige Verbindung zwischen den Elementen (1, 2) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der im Tiefziehverfahren spanlos herge stellten Elemente (1, 2) und/oder die Klemmelemente (4) aus einem legierten Stahl mit einem Chromgehalt größer als 0,5% gebildet und derart gehärtet sind, daß sich eine Kernhärte von wenigstens 50%, vorzugsweise 60% der Rand schichthärte einstellt, wobei die Randschichthärte wenigstens 650 HV beträgt.

2. Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gehärtete Element (1, 2) und/oder die Klemmelemente (4) keine ausgeprägte Fließgrenze, sondern federharte Eigenschaften aufweist.