DE2938812C3 - Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerlaufringes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen aines Wälzlagerlaufringes aus zwei Werkstoffen, einem Stahlblech für die I .auffläche und einem Sinterstahl für den Ringkorpus.

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerlaufringes mit einem Ringkorpus aus Metall jo durchschnittlicher Qualität und mit einer Lauffläche aus Metall besserer Qualität bekanntgeworden. Sowohl Ringkorpus als auch Lauffläche werden je für sich aus Stahlpulver verdichtet und dann aufeinander montiert. Nach dem Zusammensetzen wird die ganze Anordnung gesintert und anschließend warmgeschmiedet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften eines aus zwei Werkstoffen gebildeten Wälzlagerlaufringes zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Eine Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch beschrieben.

Nach der Erfindung wird für die Lauffläche des herzustellenden Wälzlagerlaufringes ein Blechzuschnitt aus einem Werkstoff hoher Qualität herangezogen, während für den Ringkorpus zerkleinerter Stahl in unterschiedlicher Form, d. h. als Granulat, Pulver oder Fasern, verwendet wird. Der Blechzuschnitt wird mit dem Ringkorpus aus zerkleinertem Stahl zu einem Rohteil verpreßt, das gesintert und anschließend durch Fließformen, d. h. durch Tiefziehen oder durch Vorwärts-Fließpressen, zu dem Wälzlagerlaufring umgeformt wird. Die Lauffläche wird abschließend durch Schneiden oder Formwalzen geformt.

Die Erfindung wird nachfolgend durch einige Ausführungsbeispiele an Hand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Querschnitte erfindungsgemäß hergestellter Wälzlagerlauf ringe aus zwei Werkstoffen;

F i g. 3 und 4 im Querschnitt zwei Ausführungsformen des für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Blechzuschnitts;

F i g. 5 einen Querschnitt des aus zerkleinertem Stahl mit aufgesetztem Blechzuschnitt verdichteten Rohteils; f>5

F i g. 6 und 7 im Querschnitt das Rohteil vor bzw. nach Beendigung des Tiefziehens;

Fig. 8 einen Querschnitt des durch Tiefziehen

gewonnenen Napfes;

F Ί g. 9 den nach dem Entfernen des Bodens aus dem Napf gewonnenen Ring;

F i g. 10 den fertigen Ring nach dem Formwalzen;

F i g. 11 bis 14 den F i g. 3 bis 7 entsprechende Darstellungen der Herstellungsstufen eines Wälzlager-Außenlaufringes;

Fig. 15 bis 18 den Fig. 11 bis 14 entsprechende Darstellungen der Herstellungsstufen eines Wälzlager-Innenlaufringes mit Vorwärts-Fließpressen als Fließform-Vorgang.

Die F i g. 1 und 2 zeigen Wälzlager, bei denen der Außenring und der Innenring jeweils einen Ringkorpus 1,3 sowie eine Stahlblechauskleidung 2,4 aufweisen. In der Stahlblechauskleidung sind die Laufflächen für die Wälzkörper ausgebildet. Als Wälzkörper kommen Kugeln 5 oder Rollen 6 in Betracht.

Wie die F i g. 3 und 4 erkennen lassen, wird bei der Herstellung eines Wälzlagerlaufringes mit einem maximalen Außendurchmesser unter 80 bis 100 mm ein Zuschnitt 7 bzw. 8 aus Stahlblech, insbesondere aus Stahl mit der deutschen Stoff-Nr. 1.3505 mit einem Durchmesser Φ\ verwendet. Zu diesem Zuschnitt wird eine Schicht 11 feinzerteilten Stahls gegeben, die in Form von Granulat, Pulver oder Fasern vorliegen kann. Die Anordnung wird verdichtet, so daß ein zylindrisches Rohteil mit einem Durchmesser Φ größer als Φ\ entsteht

Dieses Rohteil kann in bestimmtem Umfang Verunreinigungen enthalten, beispielsweise Oxide und Schleifmittelrückstände. Das Verdichten erfolgt in einer Presse unter Drücken, die zwischen 200 und 1000 N/mm² liegen, je nach der Temperatur (zwischen 300 und 700⁰C), auf welcher der Zuschnitt und die Stahlteilchen gehalten werden.

Die Zuschnitte 7 und 8 werden auf der feinzerteilten Stahlschicht 11 entweder durch einen Zentrierkegel 9 oder durch eine Bohrung 10 in dem Zuschnitt in der richtigen Lage gehalten.

Bei Wälzlagerlauf ringen mit über 80 bis 100 mm liegendem Durchmesser hat der Zuschnitt die Form eines Kreisringes 17 mit einem zylindrischen Abschnitt in Achsrichtung, Fig. 11. In gleicher Weise, wie oben beschrieben, wird ein Rohteil durch Verdichten der Anordnung aus dem Kreisring 17 und einem Ring 21 aus feinzerteiltem Stahl hergestellt, so daß ein zusammengesetzter Ring entsteht, wie er in F i g. 12 gezeichnet ist.

Nach dem Verdichten wird das Rohteil, entweder in zylindrischer Form 7—11 oder in Ringform 17—21, in einem Ofen gesintert, in dem eine nicht oxidierende Atmosphäre herrscht, die aus mit Wasserstoff angereichertem Stickstoff besteht und deren Temperatur zwischen 1100 und 1200° C liegt. Am Ofenausgang ermöglicht ein gegen Sauerstoffzutritt gesicherter Tunnel zum langsamen Abkühlen die Herabsetzung der Temperatur der gesinterten Rohteile auf 950 bis 1000°C.

Bei der Temperatur von 950 bis 1000⁰C erfolgt in nicht oxidierender Atmosphäre ein verdichtendes Fließformen der Rohteile. Nach F i g. 6 wird das Rohteil 7—11 in ein Gesenk 14, 15 gesetzt, und ein Zuschnittniederhalter 12 hält den Zuschnitt 7 an seinem Platz fest. Wie in F i g. 7 gezeigt, führt ein Preßstempel 13 mit vorgegebener Kraft eine Materialverlagerung an dem Rohteil aus, und während er eine Verdichtung herbeiführt, wird der Blechzuschnitt tiefgezogen und legt sich an die Innenseite des gleichzeitig aus der Stahlschicht 11 gebildeten Ringes E an. Die Dicke ζ des verformten Stahlblechs hängt von der Anfangsdicke e

echzuschnitts ab. Der Ring E muß dann noch et und abgeschrägt werden, Fig.9. Durch :den oder Formwalzen wird dann in an sich lter Weise die Lauffläche 16 gebildet, Fig. 10. echende Vorgänge laufen bei der Herstellung ngen großen Durchmessers (über 30 bis 100 mm)

ringförmige Rohteil 17—21 wird in der in F i g. 14 ;uteten Weise nach dem Sintern in ein Gesenk 24, etzL Ein Niederhalter 22 hält die Kreisscheibe 17 r Stellung fest.
nut einem Schulterteil 23i—232 versehene

Preßstempel 23 gestattet das Tiefziehen des Rohteils, wenn der Preßstempel in axialer Richtung vorbewegt wird.

Die Herstellung von Innenlaufringen verläuft ganz entsprechend wie oben für Außenlaufringe beschrieben ab. Wie bei den Außenlaufringen großen Durchmessers (mehr als 80 bis 100 mm) wird der Zuschnitt 27 mit dem Korpus 31 aus Stahlteilchen verdichtet, so daß ein Rohteil entsteht, an dem nach dem Sintern ein Vorwärts-Fließpreßvorgang ausgeführt wird, Fig. 17 und 18.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerlaufnnges aus zwei Werkstoffen, einem Stahlblech und einem Sinterstahl, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blechzuschnitt auf oder unter einer demgegenüber dickeren Schicht aus Stahlpulver, -granulat oder -fasern bei einem Druck von 200 bis 1000 N/mm² und bei einer Temperatur zwischen 300 bis 700⁰C verdichtet, danach bei 1100 bis 1200⁰C gesintert, bis auf 950 bis 1000⁰C abgekühlt und danach durch Fließformen mit einem Zuschnittniederhalter umgeformt wird, wonach die Lauffläche abschließend durch Schmieden oder Formwalzen geformt wird.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, auf einen Blechzuschnitt in Ringform für die Herstellung von Wälzlagerlaufringen mit innerer oder äußerer Lauffläche aus dem Stahlblech.

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