DE2938812A1

DE2938812A1 - Verfahren zum herstellen eines waelzlagerlaufringes

Info

Publication number: DE2938812A1
Application number: DE19792938812
Authority: DE
Inventors: Jean Beauchet
Original assignee: Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Current assignee: NTN SNR Roulements SA
Priority date: 1978-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1980-04-03
Also published as: ES484395A1; US4343072A; IT1123301B; DE2938812B2; GB2033975A; DE2938812C3; FR2436642A1; GB2033975B; FR2436642B1; IT7925948A0

Description

Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerlaufringes.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Ringes, bei dem das Material, aus dem der Hauptteil des Ringes hergestellt ist, sich von dem Material unterscheidet, aus dem der wirksame Teil, d.h. die Lauffläche, besteht.

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Ringes bekannt, der sich aus einem Ringkorpus von Metall durchschnittlicher Qualität und einer Lauffläche zusammensetzt, die von einer Hülse aus Metall besserer Qualität gebildet wird.

Die beiden aus Stahlpulver bestehenden Elemente werden je für sich verdichtet und dann aufeinander montiert. Nach dem Zusammensetzen der Einzelelemente wird die ganze Anordnung gesintert und anschliessend warmgeschmiedet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften zusammengesetzter Wälzlager zu verbessern, bei denen der wirksame Teil des

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Laufringes, d.h. die Lauffläche, aus einem Material hoher metallurgischer Qualität besteht, das nach dem Schmelzen zu einem Blech gewalzt wird, aus dem ein Zuschnitt gestanzt wird. Der Zuschnitt wird zur Lauffläche durch einen Schmlede- und/oder Walzvorgang in Verbindung mit einem zylindrischen Rohteil, das durch Verdichten von in Form granulierter oder pulverförmiger Sphäroide vorliegendem Stahl hergestellt wurde; der Schmiede- und/oder WalzVorgang folgt dem Sintervorgang .

Während des VerdichtungsVorgangs wird der Zuschnitt durch einfache Pressung mit dem Rohteil verbunden.

Bei einem derartigen Verfahren kann, ohne die Eigenschaften des Endprodukts nachteilig zu beeinflussen, zerkleinerter Stahl in unterschiedlicher Darbietungsform zum Herstellen des Korpus verwendet werden. Die Art dieses Stahls läßt sich den besonderen Eigenschaften des Laufringes anpassen, je nachdem, ob dieser nach der Behandlung durchbohrt oder mit einem Gewinde versehen werden soll.

Die Stärke des die Lauffläche bildenden Materials hängt natürlich von der Ausgangsdicke des Rohzuschnitts und den Besonderheiten der verwendeten Werkzeuge ab.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 und 2 erfindungsgemäße zusammengesetzte Wälzlagerlaufringe mit Aussenring und Innenring;

Fig. 3 und 4 einen Schnitt durch zwei Ausführungsformen des Zuschnitts nach dem Formen;

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Fig. 5 einen Schnitt durch den aus verdichtetem Stahl (pulverförmig, faserig, granuliert oder in Sphäroiden) bestehenden Rohling mit aufgesetztem Zuschnitt;

Fig. 6 eine Längsschnitthälfte des Schmiedegesenks vor dem Niederdrücken der Preßstempel;

Fig. 7 eine Längsschnitthälfte des Schmiedegesenks nach dem Niederdrücken der Preßstempel;

Fig. 8 eine Längsschnitthälfte durch den gewonnenen Ring; Fig. 9 den gleichen Ring nach dem Öffnen des Durchgangs; Fig. 10 den fertigen Ring nach dem Formwalzen;

Fig. 11 einen Schnitt durch einen zur Herstellung eines Ringes mit großem Durchmesser bestimmten Zuschnitt;

Fig. 12 ein Rohteil aus verdichtetem Stahl mit eingesetztem Zuschnitt zum Formen eines Ringes mit großem Durchmesser;

Fig. 13 eine Längsschnitthälfte durch das Schmiedegesenk;

Fig. 14 eine Längsschnitthälfte des Schmiedegesenks nach dem Niederdrücken der Preßstempel;

Fig. 15 einen Schnitt durch den Zuschnitt für die Herstellung eines inneren Laufringes;

Fig. 16 ein Rohteil, bestehend aus einem Ring aus verdichtetem Stahl, mit eingesetztem Zuschnitt zum Formen eines Innenlaufringes;

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Fig. 17 und 18 zwei Längsschnitthälften des GEsenks vor und nach dem Niederdrücken des Preßstempels zum Formen eines Innenringes.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils ein Wälzlager, bei dem der Aussenring bzw. der Innenring einen Ringkorpus 1, 3 sowie eine Stahlblechauskleidung 2, 4 aufweisen, in denen die Laufflächen für die Wälzkörper ausgebildet sind. Als Wälzkörper kommen Kugeln 5 oder Rollen 6 in Betracht.

Wie die Fig. 3 und 4 erkennen lassen, wird bei der Herstellung eines Wälzlagerringes mit einem maximalen Aussendurchmesser unter 80 bis 100 mm ein Zuschnitt 7 aus Stahlblech, insbesondere aus Stahl 100 C6 (AFNOR-Norm NFA 35551) oder 52100 Amerikanische Norm SAE J 404) verwendet.

Der Zuschnitt 7 aus Blech vom Durchmesser 0- entsteht durch Stanzen und Ziehen eines Stahlstreifens. Zu diesem Zuschnitt wird ein feinzerteiltes Material gegeben, das in Form von kugelförmigen Körpern, Granulat, Pulver oder Fasern aus Stahl vorliegt; das Material wird verdichtet, so daß ein zylindrischer Rohling mit einem Durchmesser von mehr als 0.J entsteht.

Dieser Rohling kann in bestimmtem Umfang Verunreinigungen enthalten, beispielsweise Oxide und Schleifmittelrückstände. Der Rohling entsteht durch Verdichten der Anordnung aus fein zerteiltem Material 11 und des Zuschnitts 7 in der

Presse unter Drücken, die zwischen 20 und 100 kg/mm liegen, je nach der Temperatur (zwischen 3OO und 700° C), auf der der Zuschnitt und die Metallteilchen gehalten werden.

Die Zuschnitte 7 und 8 werden auf dem feinzerteilten Ma-

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terial 11 entweder durch einen Zentrierkegel 9 oder durch eine Bohrung 10 in die richtige Lage gebracht.

Bei Ringen mit über 80 bis 1OO mm liegendem Durchmesser hat der Zuschnitt die Form eines Kreisringes 17, der sich mit einem zylindrischen Abschnitt in Achsenrichtung erstreckt (vgl. Fig. 11). In gleicher Weise wie oben beschrieben wird ein Rohling durch Verdichten der Anordnung aus dem Kreisring 17 und einem Ring 21 aus fein zerteiltem Stahl hergestellt, so daß ein zusammengesetzter Ring entsteht, wie er in Fig. 12 gezeichnet ist. Je nach den Abmessungen des Wälzlagerringes wird der Rohling, entweder in zylindrischer Form 7-11 oder in Rlngform 17-21, anechliessend in einem Ofen gesintert, in dem eine nicht oxidierende Atmosphäre herrscht, die aus wasserstoffangereichertem Stickstoff besteht und dessen Temperatur zwischen 1100 und 1200° C liegt. Am Tunnelausgang ermöglicht ein gegen Sauerstoffzutritt gesicherter Tunnel zum langsamen Abkühlen die Herabsetzung der Temperatur der gesinterten Rohteile auf 950 bis 10O0° C.

Bei der Temperatur von 950 bis 1OOO° C erfolgt in nicht oxidierender Atmosphäre ein verdichtendes Strangpressen. Dieser Vorgang erfolgt bei Ringen mit kleinem Durchmesser, die aus zylindrischen Rohlingen entstanden sind, wie sie in Fig. gezeichnet sind, sowie bei Ringen mit großem Durchmesser, die aus einem Ringrohteil entstanden sind, wie in Fig. 12 gezeichnet.

Der Rohling 7-11 wird in ein Oj senk 14 gesetzt, und ein Zuschnittniederhalter 12 hält den Zuschnitt 7 an seinem Platz fest.

Wie in Fig. 7 gezeichnet, führt der Preßstempel 13 mit vorgegebener Kraft eine Materialverlagerung an dem Rohteil

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aus, und während er eine Verdichtung herbeiführt, wird der Blechzuschnitt extrudiert, der sich an die Innenseite des in Fig. 8 gezeichneten Ringes E mit einer Dicke Z legt, die von der Anfangsdicke e des Zuschnitts abhängt. Der Ring E muß dann nur geöffnet und abgeschrägt werden. Durch Walzen (Fig. 10) entsteht dann in an sich bekannter Weise, oder auch durch Genauschmieden, die Lauffläche 16. Entsprechende Vorgänge laufen ab bei der Herstellung von Ringen großen Durchmessers (80 bis 100 mm).

Das ringförmige Rohteil 17 - 21 wird in der in Fig. 14 angedeuteten Weise nach dem Sintern in ein Gesenk 24 gesetzt. Ein Niederhalter 22 hält die Kreisscheibe 17 in ihrer Stellung fest.

Der mit einem Schulterteil 23.j - 23₂ versehene Extrusionsstempel gestattet das Extrudieren des das Rohteil bildenden Werkstoffs zwischen dem Korpus des Stempels und dem Gesenk 24, wenn der Preßstempel in axialer Richtung bewegt wird.

Man sieht also, daß die vorausgehenden Formgebungsvorgänge den Formgebungsvorgängen bei den Ringen mit unter 80 bis 100 mm liegendem Aussendurchmesser entsprechen.

Die Herstellung von Innenringen verläuft ganz entsprechend wie oben für Aussenringe beschrieben. Wie bei den Aussenringen großen Durchmessers (mehr als 80 bis 100 mm) wird der Zuschnitt 27 vorgeformt (Fig. 15), so daß ein Rohteil 27, 31 entsteht, das sich aus einem Stahlring 31 und dem Zuschnitt 27 zusammensetzt, an dem nach dem Sintern ein Fließpreßvorgang (Fig. 17 und 18) abläuft.

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Claims

Patentansprüche ;

1. Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerlaufringes aus zwei Materialien, einem Lagerstahlblech und einem Sinterstahl, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem ein Blechzuschnitt mit einem feinzerteilten Werkstoff versehen ist, die Anordnung

2 Zuschnitt/Werkstoff unter einem Druck von 20 bis 100 kg/mm und bei einer Temperatur zwischen 300 und 7OO° C verdichtet wird, danach bei 1100 bis 1200° C gesintert und anschliessend bis auf 950 bis 1000° C abgekühlt wird, bevor eine Verdichtung durch Strangpressen mit einem Zuschnittniederhalter erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Blechzuschnitt und dem feinzerteilten Werkstoff bestehende Anordnung zu einem Ring geformt wird, und daß durch das Strangpressen mit Zuschnitt-Niederhalter das Stahlblech entweder auf die Innenseite oder auf die Aussenseite des Werkstoff ringes aufgebracht wird, je nachdem, ob ein Innenlaufring oder ein Aussenlaufring hergestellt werden soll.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL? INSPECTED

daß die abschliessende Formgebung der Laufbahn durch Schmieden oder Formwalzen unmittelbar nach dem Verdichtungsvorgang erfolgt.

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