DE3248634A1

DE3248634A1 - Verfahren zur herstellung eines ringformkoerpers, insbesondere eines waelzlagerringrohlings

Info

Publication number: DE3248634A1
Application number: DE19823248634
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 8523 Baiersdorf Breme; Rainer 8560 Lauf Wadewitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-07-12

Description

Verfahren zur Herstellung eines Ringformkörpers, insbesondere eines
Wälzlagerringrohlings Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ringformkörpers, insbesondere eines Wälzlagerringrohlings, bei dem durch spanlose Formgebung ein Halbzeug hergestellt wird, aus dem unter Einsatz mechanischer Bearbeitung ein Rohkörper mit kreisringförmigem Querschnitt gebildet wird und umfaßt einen nach diesem Verfahren hergestellten metallischen Ringformkörper.
Wälzlager bestehen aus zwei Ringen mit Rollbahnen, zwischen denen die Wälzlager abrollen. Als Wälzkörper kommen Kugeln, Zylinderrollen, Kegelrollen, Tonnen und Nadeln in Frage. In der Regel werden die Wälzkörper und Laufringe aus gehärteten Cr-Stählen hergestellt. Üblich sind z. B. die Stähle 100Cr6, 105Cr4 und lOOCrMn6. Die Wälzlagerringe werden bei ihrer Herstellung zunächst von einem spanlos umgeformten Präzisionsrohr abgetrennt und die Laufbahn für die Wälzkörper spanabhebend aus dem Ring herausgearbeitet.
In der Praxis werden die Rohlinge teilweise durch spanende Formgebung aus einem Halbzeug mit Voliquerschnitt herausgearbeitet. Man kann auch Stangenabschnitte derart pressen, daß ein äußerer Ring, der Rohling, stehenbleibt. Der einseitig ausgepreßte Ring, wird spanabhebend abgearbeitet (z. B. Drehen) Dieses Verfahren wird vorzusssr eise bei kleinen Abmessungen des Rohlings angewendet.
Bei einem bekannten Verfahren wird- ein Rohr aus Stahl auf die Abmessungen (Durchmesser, Wandstärke) des Wälzlagerringrohlings umgeformt.
Anschließend werden von dem Rohr scheibenförmige Rohlinge abgetrennt, aus denen durch Weiterverarbeitung Wälzlagerringe hergestellt werden.
Dieses Verfahren weist mehrere Nachteile auf. Aufgrund nicht beher#rschbarer Umformfehler ergeben sich am umgeformten Rohr und hier insbesondere an den Rohrenden erhebliche Abfälle (Verschnitt). Hinzu kommt weiterer Verschnitt, der sich insbesondere bei spanendem Abtrennen der Rohlinge vom Rohr ergibt, so daß insgesamt nur ein geringer Teil des eingesetzten Rohrs als Rohling zu Wälzlagerringrohlingen verarbeitet werden kann.
Weiterhin ist zu beachten, daß bei der Warmumformung im t+Fe3 C-Gebiet sich eine sog. Faserstruktur in der Verformungsrichtung ausbildet.
Diese Faserstruktur entsteht durch eine bevorzugte Verformung und damit durch eine Streckung der einzelnen Körner in Umformrichtung, d. h.
in Längsrichtung. Die Faserstruktur in Richtung ihrer Ausbildung zieht verbesserte mechanische Eigenschaften und bei Wälzlagern verbesserte Rolleigenschaften (geringerer Veschleiß) in Faserrichtung nach sich. Bei der Herstellung von Rohren liegen die Fasern in Richtung der Längsachse des Rohres. Wird ein Ring vom Rohr abgetrennt und die Rollbahn für die Wälzkörper spanend eingearbeitet, so wird die Faserstruktur des Rohres ungünstig angeschnitten. Im praktischen Betrieb erfolgt die Belastung durch die Wälzkörper quer zur Faserrichtung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei wirtschaftlicherer Materialverwertung die Herstellung von Rohlingen mit wesentlich verbesserter verschleißmindernder Wirkung erlaubt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Ein Band, Flachdraht, Flachstahl o. dgl. mit den Abme$sungen (Querschnittsbreite und -höhe) des Rohlings kann durch spanlose Formgebung, z. B. Strangpr#essen, Walzen, auf sehr wirtschaftliche Weise hergestellt werden. Ein Vorteil besteht in der Herstellung eines Halbzeugs -mit einem Voliquerschnitt. Dabei treten beispielsweise keine Preßfehler auf Der Verschnitt z. B. für Materialrücklauf kann auf ca. 5 % begrenzt werden.
Das Band wird einem Biegevorgang unterworfen, durch den die runde Form des Rohlings eingestellt wird. Schließlich werden die beiden Enden (Stoßkanten, Schnittkanten) des Bandes miteinander verbunden. Ein besonderer Vorteil besteht dabei darin, daß sich die Fasern bei der spanlosen Formgebung mit ihrer Längsrichtung in der Umformrichtung anordnen. Dadurch sind die Fasern auch im Rohling und damit im Wälzlagerring in Umfangsrichtung und damit in Richtung der Reibung angeordnet, so daß dadurch eine optimal verschleißmindernde Wirkung verwirklicht ist. Die Faserstruktur entsteht also durch die Umformung in Bandrichtung. Beim nachfolgenden Biegen, Schweißen und Einbringen der Rollbahn bleibt die für die Belastung günstige Richtung der Faserstruktur erhalten.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch besonders kostengünstig, daß durch spanlose Formgebung ein Band hergestellt wird, in das die Laufbahn bereits bei der Umformung profiliert wird. Vorzugsweise wird das Band vor der Biegung zum Ring in Abschnitte abgelängt, deren Länge der Umfangslänge der Rohlinge entspricht. Eine solche Unterteilung kann vorteilhaft durch spanende Trennung, z. B. Sägen, Scheren, erfolgen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Band nach der Biegung abgelängt. Dabei kann das Band zunächst um einen Kern gewickelt werden, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rohlings entspricht. Dieser Vorgang kann mit hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden. Anschließend werden durch eine Trennung, z. B. einen Längsschnitt von außen durch die aufgewickelten Wende. des Bandes an einer Stelle ihres Umfangs offene Ringe hergestellt, deren offene Enden schließlich verbunden werden. Die Wendeln können auch erst vom Kern ab gestreift und dann durch Sägen getrennt werden, wodurch die an einer Stelle offenen ringförmigen Rohlinge entstehen Das Band wird auf besonders wirtschaftliche Weise durch Strangpressen hergestellt. Es kann aber auch vorteilhaft sein, das Band durch Walzen herzustellen, beispielsweise zur Erzeugung einer Ouerschnittsprofilierung.
Zweckmäßig werden die Enden des zum Ring gebogenen Bandes, z. B.
die Schnittkanten auf wirtschaftliche Weise durch Schweißen miteinander verbunden. Bevorzugt werden die Enden durch Preßschweißen, z. B. HF-Schweißen, Widerstandsstumpfschweißen; verbunden. Bevorzugt wird beim Schweißen eine Schutzgasatmosphäre eingestellt. Weiterhin ist beim Schweißen zu beachten, daß eine Grobkornbildung in der Wärmeeinflußzone, eine Randentkohlung sowie Heiß- und Erstarrungsrisse vermieden werden.
Vorzugsweise wird zwischen die Stoßkanten eine metallische Zwischenlage als Schweißhilfsstoff eingelagert, der mit verschweißt wird. Nach dem Schweißen wird der Rohling zweckmäßig entgratet.
Die Erfindung umfaßt auch einen metallischen Ringformkörper, z.B.
Wälzlagerringrohling, bei dem die (Gefüge-). Fasern mit ihrer Längsachse im wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung des Ringes angeordnet sind. Die Fasern sind dabei in Richtung-der Reibung. während des späteren Einsatzes des Wälzlagerringes und damit optimal. verschleißmindernd angeordnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 ein Band mit schematischer Qarstellung der (Gefüge-) Fasern, Fig. 2a ein abgelängtes, gerades Band mit Profilierung auf einer Seitenflce, Fig. 2b das Band nach Figur 2a in gebogenem Zustand für ein Radiallaser, Fig. 3a ein um einen Kern gewickeltes Band für ein Axiallager, Fig. 3b das Band nach Figur 3a in abgelängtem Zustand und Fig. 4 einen Synchronringrohling in einer Schweißvorrichtung.
Figur 1 zeigt ein Band 1 mit einer Breite (b) von 10 mm und einer Höhe (h) von S mm, das z. B. durch Walzen hergestellt wurde. Mit 2 sind (Gefüge-) Fasern bezeichnet, deren Längsrichtung beim Umformen in Längsrichtung des Bandes ausgerichtet wurden Nach Figur 2a ist von dem Band 1 durch Sägen ein Teilstück 3 mit einer Länge (1) von 250 mm abgetrennt worden, wobei die Länge (1) dem Umfang des Wälzlagerringrohlings entspricht. Auf einer breiten Seitenfläche ist eine Laufrille 3a mit kreisabschnittförmigem Querschnitt einprofiliert.
Das Teilstück 3 ist nach Figur 2b zu einem Ring 4 auf an sich bekannte Weise gebogen, zwischen dessen Enden 4a, 4b ein offener Zwischenraum 5 vorhanden ist.
Figur 3a zeigt einen zylindrischen Kern 6, dessen Außendurchmesser (d) dem Innendurchmesser (d) des Wälzlager-ringrohlings entspricht. Um diesen Kern 6 wird das Band 1 eng gewickelt und dadurch gebogen. Anschließend wird nach Figur 3b von außen in die Wendeln des Bandes ein Längsschnitt eingesaugt, wodurch die Ringe 4 mit dem offenen Zwischenraum 5 gebildet werden.
Schließlich werden nach Figur 4 die Enden 4a, 4b über eine Zwischenlage 7, z. B. 0,1 mm, durch HF-Preßschweißen (Schweißvorrichtung 8) miteinander verbunden, so daß auf diese Weise der Wälzlagerrohling 4 entsteht. Der Ring 4 befindet sich in eiern Behälter 9 in einer Schutzgasatmosphäre.
In Figur 4 ist außerdem schematisch dargestellt, daß die Längsrichtung der Fasern in Umfangsrichtung des Ringkörpers 4 (Wälzlagerringrohling) angeordnet sind. Der Ringkörper 4 hat einen Außendurchmesser D von 80 mm.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rohling wird nach dem Schweißen entgratet. Anschließend erfolgen im Zuge einer weiteren Verarbeitung noch Bearbeitungsschritte wie Dre#hen, Schleifen und Wärmebehandeln (Härten, Anlassen). Durch abschließende Feinbehandlung insbesondere der Laufflächen für die Wälzkörper entsteht der fertige Wälziagerring.

Claims

#nspru..che Verfahren zur Herstellung eines Ringformkörpers, insbesondere eines Wälzlagerrin@@@@lings. bei dem de soan1r#r Formgebung ein Halbzeug hergestellt wird, aus dem unter Einsatz mechanischer Bearbeitung ein Rohkörper mit kreisringförmigem Querschnitt gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbzeug ein Band hergestellt wird, das zu einem kreisringförmigen Körper gebogen und an den Enden (Stoßkanten) verbunden wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band auf einer Seitenfläche durch spanlose Umformung, z. B.

für Laufrillen, Rollbahnen u. dgl. profiliert wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band während der spanlosen Umformung profiliert wird.
4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band vor der Biegung in einer Länge im wesentlichen entsprechend der gewünschten Umfangslänge des Ringes abgelängt wird.
5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach der Biegung abgelängt wird.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des gebogenen Bandes, z. B. die Schnittkanten, durch Schweißen miteinander verbunden werden.
7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden durch Preßschweißen verbunden werden.
8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißen eine Schutzgasatmosphäre eingestellt wird.
9). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Stoßkanten eine Zwischenlage als Schweißhilfsstoff eingelagert wird, der mit verschweißt wird.
10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach dem-Schvveißen entgratet wird.
I1) Metallischer Ringformkörper, z. B. Wälzlagerringrohling, hergestellt insbesondere nach einem der Ansprüche I bis 1-0, dadurch gekennzeichnet, daß die (Gefüge-)# Fasern- im wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung des Ringformkörpers ausgerichtet sind.
12) Metallischer Ringformkörper nach einem der Ansprüche -l bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein-húch- C-h-altiger Wälzlagerstahl, z. B. ein Cr-Stahl, verwendet wird.