DE2327321C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von geteilten Laufringen für Wälzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von geteilten Laufringen für Wälzlager durch Brechen des gehärteten Rings unter Krafteinwirkung sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Derartige geteilte Laufringe werden in Fällen verwendet, in denen es nicht möglich ist, einen ungeteilten Laufring auf eine zu lagernde Welle, beispielsweise den Kurbelzapfen einer Kurbelwelle, aufzuschieben.

Aus der US-PS 16 75 728 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von geteilten Laufringen bekannt. Hierbei wird die Brechkraft vom Ringinneren her entlang kontinuierlicher Linien aufgebracht und zwar mittels eines aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen Teilen bestehenden Aufweitkörpers, der in das Innere des Laufrings eingeführt wird und dessen beide Teile durch einen Keil auseinandergetrieben werden. Die Brechkraft wird hierbei von innen her an zwei diametral einander gegenüberliegenden Seiten über die ganze Länge des Laufrings auf diesen aufgebracht. Hierbei trägt der zu teilende Laufring sowohl an seiner Außenseite als auch an seiner Innenseite über seine ganze axiale Länge durchlaufende Nuten, durch die der Verlauf der Bruchlinien bestimmt werden soll. Bei diesem Stand der Technik sollen achsparallele Stoßstellen des geteilten Laufrings im Bereich des Wälzkörperumlaufs und damit ein erhöhter Verschleiß vermieden werden, indem die Bruchkanten schräg zur Laufringachse und damit schräg zu der Berührungslinie der Wälzkörper angeordnet werden. Hierbei ergibt sich eine aufwendige und komplizierte Herstellung des geteilten Laufrings.

Auch beim Gegenstand der US-PS 26 48 578 wird der Laufring von innen her gesprengt, wobei wiederum eine sich über die ganze axiale Länge des Laufrings erstreckende Nut an der Außenseite des Laufrings vorgesehen ist. Die sich ergebende Bruchfläche ist eben und verläuft achsparallel und parallel zur Berührungsli-

nie der Wälzkörper. Wegen des feinkörnigen Gefüges des Werkstoffs passen die Bruchflächen nach dem Einbau nicht einwandfrei zusammen, so daß ein radialer Vorsprung an der Lauffläche der Wälzkörper entstehen kann, über den die Wälzkörper hinweglauien müssen. Hierbei entsteht nicht nur ein störendes pfeifendes Geräusch, sondern auch ein erhöhter Verschleiß.

Aus der GB-PS 1 67 708 sind sowohl gerade, schräg verlaufende als auch gebogene Schwächungsnuten über die ganze axiale Länge der Außenseite des Lauf rings bekannt. Dieser Ring soll durch Kraftangriff oder durch Fallenlassen auf eine harte Oberfläche gebrochen werden, wobei nicht angegeben ist, in welcher Richtung hierbei die Brechkraft wirkt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung geteilter Lagerringe durch Brechen wesentlich zu vereinfachen und zu verbilligen und hierbei Nuten oder Einkerbungen wegzulassen, die über den Brurhanfang hinausgehen, d. h. dem Bruchverlauf über eine wesentliche Strecke folgen und diesen bestimmen. Es soll also möglichst gar keine oder höchstens am Bruchanfang eine kurze Einkerbung vorgesehen werden. Gleichzeitig soll aber erreicht werden, daß keine gerade verlaufenden, glatten Bruchstellen entstehen, die radiale Vorsprünge bilden könnten, an denen die Wälzkörper anlaufen und den hierdurch auftretenden Verschleiß durch ein Pfeifgeräusch erkennbar machen könnten. Vielmehr soil eine gute Passung an den Bruchstellen erzielt und damit Verschleiß und Ausschuß ausgeschaltet werden.

Erfindungsgemäß wird dies durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren erreicht.

Die Brechkraft wird also von außen her auf den Laufring aufgebracht, und zwar nicht über dessen ganze axiale Länge, sondern nur an einigen Punkten des äußeren Umfangs. Dabei ist der mittlere Kraftangriffspunkt in Umfangsrichtung gegenüber den anderen versetzt, wodurch sich auf besonders einfache Weise eine schwach U-förmige Bruchstelle ergibt. Hierbei ist es überraschend möglich, eine in ihrer Form voraussehbare Sollbruchstelle zu erzielen, ohne über den gesamten Bruchverlauf vorher eine Kerbe anzubringen oder den Laufring zu schwächen. Hierbei bilden sich auch einwandfreie Paßflächen an den Bruchstellen ohne radiale Vorsprünge.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Gemäß Anspruch 4 genügt es hierbei, den Laufring an einem stirnseitigeu Ende seiner Innenseite mit einer kurzen Einkerbung zu versehen, bevor von außen her die Kräfte zum Brechen des Rings aufgebracht werden. Diese Einkerbung bildet sozusagen lediglich den Bruchanfang, ohne daß es notwendig ist, eine entsprechende Einkerbung über die ganze axiale Läi.ge des Laufrings vorzusehen.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus den Ansprüchen 7 bis 13. Hierfür genügt in einfachster Weise ein irgendwie gehaltener, in das Innere des Laufrings eingeschobener Tragdorn, der vorzugsweise der Sollbruchstelle radial gegenüber eine Abflachung aufweist, sowie ein etwa radial gegenüber dem Laufring bewegliches Druckglied zum Aufbringen der Druckkräfte auf die Außenseite des Laufrings.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Stirnansicht eines gebrochenen Lagerlaufrings bekannter Art,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung eines gebrochenen Lagerlaufrings nach der Erfindung,

Fig.3 eine teilweise weggebrochsn gezeichnete perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Brechen von Lagerlaufringen,

F i g. 4 eine vergrößerte, teilweise als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Druckschraube,

F i g. 5 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Brechen von Lagerlauf ringen.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, wie ein Rollenlager mit einem gebrochenen Laufring arbeitet, dessen beide Hälften nicht einwandfrei zueinander passen. Gemäß F i g. 1 setzt sich der Laufring aus zwei Hälften 10 und 12 zusammen. Die Lagerrollen 14, von denen der Einfachheit halber nur einige dargestellt sind, stoßen jeweifs gegen nach innen vorspringende Kanten 16 am inneren Umfang der nicht einwandfrei aufeinander ausgerichteten Laufringhälften. Die Kanten 16 sind in F i g. 1 der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt. Wenn die Lagerrollen 14 auf die Kanten 16 treffen, entsteht ein pfeifendes Geräusch, und ein solcher Laufring muß als praktisch unbrauchbar bezeichnet werden.

Die Erfindung zeigt, daß es möglich ist, Bruchstellen zu erzeugen, die weitgehend die gewünschte Form haben, so daß man einen gebrochenen Laufring erhält, dessen Teile einwandfrei zueinander passen, wobei pfeifende Geräusche vermieden werden. Wird ein Bauteil beansprucht, zeigt die entstehende Bruchstelle eine Neigung, sich jeweils zu einem Punkt höherer örtlicher Beanspruchung zu erstrecken. Zwar kann der Bruch von einer zum Schwächen des Bauteils dienenden Einkerbung ausgehen, doch verläuft die Bruchlinie direkt zu einem Punkt, an dem eine hohe örtliche Beanspruchung vorhanden ist, die mit Hilfe eines Druckgliedes auf die Außenfläche des Laufrings aufgebracht wird. Unter Anwendung dieser Erkenntnis wurde ein Verfahren zum Aufbringen von Druckkräften entwickelt, das es ermöglicht, die Lage und den Verlauf der Bruchlinien so zu beeinflussen, daß sich aneinander verankernde Bruchflächen entstehen, die leicht zusammengepaßt werden können, und bei denen das Entstehen der anhand von F i g. 1 beschriebenen Kanten 16 als Folge eines Passungsfehlers vermieden ist.

In Fig.2 ist eine Ausführungsform eines gebrochenen Lagerlaufrings nach der Erfindung dargestellt. Der Laufring 18 weist auf seiner Außenseite eine Ringnut 20 auf, in die ein geteilter Sprengring 22 eingebaut ist. Der Sprengring ist so bemessen, daß er in die Ringnut paßt, und er dient dazu, die Teile des Laufrings längs der Achse des Laufrings in Fluchtung miteinander und die Bruchflächen in Eingriff zu halten, nachdem der Laufring gebrochen worden ist.

Die Bruchstelle 24 erstreckt sich von einem vorbestimmten Punkt längs des Umfangs an einem stirnseitigen Ende des Laufrings entlang einer vorbestimmten Linie und endet am anderen Ende des Laufrings an einem Punkt auf dem Umfang, der dem Ausgangspunkt an dem zuerst genannten Ende entsprechen kann. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß bei der Bruchstelle 24 ein Punkt, der annähernd in der Mitte zwischen den Enden der Bruchstelle liegt, in der Umfantjsrichtung gegenüber den Ausgangspunkten der Bruchstelle an den beiden Enden des Laufrings so versetzt ist, daß eine allgemein U-förmige Bruchstelle vorhanden ist. Um den Laufring 18 zum Brechen vorzubereiten, kann man ihn pernäß Piu5 an pinpm

stirnseitigen Ende mit zwei kleinen Einkerbungen 26 und 28 versehen. Man kann vollständig darauf verzichten, den Laufring mit Löchern zu versehen, um ihn zu schwächen, und es ist auch nicht erforderlich, am anderen Ende des Laufrings Einkerbungen vorzusehen. In manchen Fällen ist es sogar möglich, auch die Einkerbungen 26 und 28 fortzulassen.

Gemäß Fig.3 und 4 weist die Vorrichtung zum Brechen geschlossener Lagerlaufringe eine Halterung 30 zum Festhalten und Unterstützen des zu brechenden Laufrings 18 auf. Hierzu gehören zwei durch einen Längsabstand getrennte Tragklötze 32 und 34 zum Unterstützen eines Dorns 36, der gemäß F i g. 3 an seiner Oberseite mit einer Abflachung 38 versehen ist. Der zu brechende Lagerlaufring 18 wird auf den Dorn 36 so aufgeschoben, daß die Abflachung 38 des Dorns der Einkerbung 26 gegenüberliegt, an der die Bruchstelle 24 entstehen soll.

Gemäß F i g. 3 weist die Vorrichtung einen Hebelarm 40 auf, <Jgr an einem Ende mit einer Unterstützung 41 durch ein mittels einer Schraubenfeder vorgespanntes Halbkugelgelenk 42 verbunden ist. Auf das andere Ende des Hebelarms 40 kann mit Hilfe eines auf- und abbewegbaren Stößels 44 eine große Kraft aufgebracht werden. Um eine zu große Abwärtsbewegung des Hebelarms 40 zu verhindern, ist auf einer Unterstützung 48 ein Anschlag 46 angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind zum Aufbringen von Druckkräften auf den Laufring 18 an in Längsabständen verteilten Punkten drei einstellbare Druckschrauben 50, 52 und 54 vorhanden, die in ein Druckglied 56 eingebaut sind, das etwa in der Mitte zwischen den Enden des Hebelarms 40 angeordnet ist.

Jede der drei Druckschrauben weist gemäß F i g. 4 ein im wesentlichen halbkugelförmiges Druckteil 58 auf, das mit dem freien Ende des Gewindeabschnitts der Schraube z. B. mit Hilfe einer Gummimanschette 60 gelenkig verbunden ist. Die flache Stirnfläche 62 des Druckteils 58 ist so angeordnet, daß sie sich entsprechend der Krümmung der Außenfläche des zu brechenden Laufrings 18 einstellen kann, wenn sie in Berührung mit dieser Außenfläche kommt. Die Fläche 62 bietet eine Berührungsfläche von ausreichender Größe, so daß ein Markieren des Laufrings durch das Druckteil 58 vermieden wird.

Gemäß F i g. 3 entspricht die Anordnung der beiden äußeren Druckschrauben 50 und 52 längs des Umfangs des Lauf rings 18 der Lage der Einkerbung 26, mit der der Laufring versehen ist Die dritte Druckschraube 54 bringt jedoch eine Druckkraft auf die Außenfläche des Laufrings an einem Punkt auf, der in Umfangsrichtung gegenüber der Einkerbung 26 sowie den Druckschrauben 50 und 52 um einen bestimmten Betrag versetzt ist Es ist zweckmäßig, die Druckschraube 54 in einem Umfangsabstand von 1° bis 10° von den Druckschrauben 50 und 52 anzuordnen. Die Versetzung des mittleren Druckpunktes wird durch den Krümmungsgrad des Laufrings 18 begrenzt Wird der mittlere Druckpunkt gegenüber den beiden äußeren Druckpunkten in Umfangsrichtung zu weit versetzt, entsteht ein »Oberhang«. Dies hat zur Folge, daß die Bruchfläche von dem mittleren Druckpunkt aus jeweils unter einem ausgeprägten Winkel zu den äußeren Druckpunkten verläuft, und daß daher an der äußeren Umfangsfläche ein scharfer, dünner Vorsprung entsteht Dies ist unerwünscht, und es hat sich gezeigt, daß ein Winkelabstand zwischen dem mittleren Druckpunkt einerseits und den äußeren Druckpunkten andererseits von Γ bis 10° längs der Umfangsfläche des Laufrings zur Ausbildung einer in der gewünschten Weise verlaufenden Bruchstelle führt und das Entstehen eines »Überhangs« vermieden wird.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die ebenen Stirnflächen 62 der halbkugelförmigen Druckteile 58 an den Druckschrauben 50 und 52 zum Teil über die zugehörigen Stirnflächen des Laufrings 18 hinausragen. Diese Anordnung wird gewählt, um den Druck an den Rändern des Laufrings zu konzentrieren und um zu gewährleisten, daß die Bruchlinie von der Einkerbung 26 ausgeht.

F i g. 5 zeigt eine Vorrichtung, bei der ein zweiter Hebelarm 64 vorhanden ist, der ein zweites Druckglied 66 trägt, das gegenüber dem an dem ersten Hebelarm 40 angebrachten ersten Druckglied 56 und in einem Abstand von ihm angeordnet ist. In das Druckglied 66 sind ebenfalls drei Druckschrauben eingebaut, von denen in F i g. 5 nur zwei zu erkennen sind.

Zum Unterstützen des zu brechenden Laufrings 18 dient ein Dorn 68 mit zwei Abdachungen 70 und 72. Gemäß F i g. 5 sind zwei kreisbogenförmig gekrümmte Halteteile 74 und 76 vorhanden, die den Laufring 18 in seiner Lage halten. Werden die Halteteile 74 und 76 nicht benutzt, besteht die Gefahr, daß der Laufring eine bleibende Verformung erhält oder unrund wird; eine solche Verformung läßt sich nur unter Schwierigkeiten wieder rückgängig machen.

Die Hebelarme 40 und 64 sind auf Halbkugeln 78 und 80 schwenkbar gelagert. Ein hin- und herbewegbarer Stößel 82 dient zum Aufbringen einer Druckkraft auf den Hebelarm 64. Ein Anschlag 84 verhindert ein zu weites Schwenken des Hebelarms 64 nach innen. Die beiden Hebelarme 40 und 64 sind durch Druckfedern 85 und 86 voneinander weg vorgespannt.

Beim Gebrauch der Vorrichtung nach F i g. 3 wird die mittlere Druckschraube 54 so nach unten geschraubt, daß sie als erste in Berührung mit dem Laufring 18 kommt. Wenn die beiden äußeren Druckschrauben 50 und 52 zur Anlage an der Außenfläche des Laufrings kommen, ist der mittlere Druckpunkt somit bereits belastet.

Sobald sich die beiden äußeren Druckschrauben an dem Laufring abstützen, werden die durch sie aufgebrachten Druckkräfte durch eine entsprechende Drehung des die drei Druckschrauben tragenden Hebelarms 40 untereinander abgeglichen. Somit bringen die beiden äußeren Druckschrauben 52 und 56 gleich große Druckkräfte auf den Laufring auf, und die mittlere Druckschraube belastet eine Zone, die etwa in der Mitte zwischen den Enden des Laufrings liegt und gegenüber den beiden äußeren Druckpunkten in Umfangsrichtung versetzt ist.

Die Einkerbung 26 am inneren Rand des Laufrings IS wird beim Einsetzen des Laufrings in die Vorrichtung nach F i g. 3 auf die Druckschraube 50 ausgerichtet, se daß der Bruch von dieser geschwächten Zone ausgeht und zur nächsten beanspruchten Zone unter dei mittleren Druckschraube 54 und von dort aus zu dei letzten beanspruchten Zone unter der Druckschraube 52 fortschreitet Auf diese Weise ist es möglich, die zu brechenden Laufringe gleichmäßig und genau mil

Winkel- oder U-förmigen Bruchstellen zu versehen. Die Vorrichtung nach F i g. 5 ermöglicht es, gleicharti

ge Arbeitsschritte auf entgegengesetzten Seiten eines Laufrings durchzuführen. Beim Gebrauch dieser Vor richtung kann zuerst der Hebelarm 40 mit Hilfe de; bewegbaren Stößels 44 betätigt werden, um dei

Laufring 18 an einer Seite mit der gewünschten Bruchstelle zu versehen. Dann wird der zweite Hebelarm 64 mit Hilfe des bewegbaren Stößels 82 betätigt, um den Laufring auf der anderen Seite mit einer Bruchstelle zu versehen; auf diese Weise erhält man einen gebrochenen Wälzlagerlaufring, der sich aus zwei im wesentlichen gleichartigen Hälften zusammensetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von geteilten Laufringen für Wälzlager durch Brechen des gehärteten Rings unter Krafteinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Umfangsfläche des Laufrings (18) an mehreren axial längs des Laufrings angeordneten Punkten von außen her jeweils eine Kraft aufgebracht wird, wobei der mittlere dieser Punkte in Umfangsrichtung gegenüber den anderen versetzt ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft an drei in Längsabständen verteilten Punkten auf den Laufring (18) aufgebracht wird, wobei jeweils einer der drei Punkte je einer

- Stirnfläche des Laufrings benachbart ist und diese beiden Punkte an einander entsprechenden Stellen des Umfangs liegen, während der dritte Punk! in Umfangsrichtung gegenüber den beiden anderen versetzt ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Punkt gegenüber den anderen in Umfangsrichtung um einen Winkel von 1° bis 10" versetzt ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, bevor die Kräfte auf die äußere Umfangsfläche des Laufrings (18) aufgebracht werden, der Laufring an einem stirnseitigen Ende seiner Innenseite mit einer kurzen Einkerbung (26; 28) λ ersehen wird, die einem der an den stirnseitigen Enden des Laufrings liegenden Kraftangriffspunkte radial gegenüberliegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Kraft an dem in Umfangsrichtung versetzten Punkt aufgebracht wird und daß anschließend die Kräfte an den anderen Punkten nahe den beiden stirnseitigen Enden des Laufrings (18) aufgebracht werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, vorzugsweise nach dem Brechen des Laufrings (18) an einer ersten Stelle seines Umfangs, der Laufring an einer zweiten diametral gegenüberliegenden Stelle in gleicher Weise gebrochen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Halterung (30; 74, 76) mit einem Tragdorn (36; 68) für den zu brechenden Laufring (18) und ein demgegenüber bewegliches, außerhalb des Laufrings (18) angeordnetes Druckglied (56; 66), das mehrere, insbesondere drei zum Aufbringen von Druckkräften auf den Laufring (18) dienende Druckstempel (50, 52, 54) trägt, die in axialer Richtung des Laufrings mit gegenseitigen Abständen angeordnet sind und von denen der mittlere in Umfangsrichtung des Laufrings gegenüber den anderen versetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Druckglied (56; 66) etwa in der Mitte eines Hebelarms (40; 64) gelagert ist, der an seinem einen Ende schwenkbar gelagert ist (Kugelgelenk 42; 78, 80) und an dessen anderem Ende eine Einrichtung zum Aufbringen einer Kraft (Stößel 44; 82) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstempel als einstellbare Druckschrauben (50,52,54) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstempel (50, 52, 54) in dem beweglichen Druckglied (56; 66) so angeordnet sind, daß die beiden axial äußeren Druckstempel (50, 52) den stirnseitigen Enden des Laufrings (18) gegenüberstehen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstempel (50, 52, 54) an ihren freien Enden ein gelenkig gelagertes, vorzugsweise halbkugelförmig ausgebildetes Druckteil (58) tragen, das eine ebene Stirnfläche (62) zur Anlage an der Außenfläche des zu brechenden Lauf rings (18) aufweist

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (58) mit dem freien Ende des Druckstempels (50, 52, 54) mittels einer Manschette (60) aus nachgiebigem Material, vorzugsweise einer Guinmimasse, verbunden ist

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche? bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Brechen des Laufrings (18) in zwei im wesentlichen gleiche Teile auf entgegengesetzten Seiten der Halterung (74, 76) für den Laufring (18) zwei gleichartige, schwenkbar gelagerte Hebelarme (40, 64) mit einander entsprechenden Druckstempeln (50,52,54) vorgesehen sind.