DE3311389A1 - Verfahren zum bearbeiten der laufbahn eines insbesondere duennwandigen waelzlagerlaufringes - Google Patents

Description

• Verfahren zum Bearbeiten der Laufbahn eines insbesondere dünnwandigen
• Wälziagerlaufringes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten der Laufbahn eines zwei zueinander konzentrische Zylinderflächen aufweisenden, insbesondere dünnwandigen Wälzlagerlaufringes für zylindrische Wälzkörper, wobei die eine Zylinderfläche die Laufbahn und die andere Zylinderfläche die Sitzfläche des Wälziagerlaufringes bildet.
• Solche Wälzlagerlaufringe können entweder spanabhebend durch Drehen, oder auch spanlos, z. B. durch Tiefziehen, Fließpressen oder dergleichen hergestellt werden. Bei der spanabhebenden Herstellung kann eine sehr hohe Formgenauigkeit des Laufringes erzielt werden, die jedoch bei der nachfolgenden Wärmebehandlung teilweise wieder verloren gehen kann.
• Spanlos hergestellte, insbesondere dünnwandige, z. B. aus Blech gezogene Laufringe weisen demgegenüber von vornherein eine weniger gute Formgenauigkeit auf, die mit abnehmender Wanddicke bei der anschließenden Wärmebehandlung in zunehmendem Maße verloren geht. Aus Blech gezogene Laufringe weisen deshalb z. B. im fertigen Zustand eine relativ große Unrundheit auf. Dies stört im allgemeinen deshalb nicht, weil diese Laufringe erst beim Einpressen in eine Gehäusebohrung ihre endgültige Form und auch ihre endgültigen Durchmesser maße erhalten. Wenn deshalb bei solchen Laufringen trotz vorhandener Unrundheit über den ganzen Umfang gesehen eine gute Wanddickenkonstanz gegeben ist, so bilden sie nach dem Einbauen in eine Gehäusebohrung dennoch sehr präzise Lagerungen.
• Es gibt Fälle, in denen die beim Ziehprozeß erlangt Oberflächengüte nicht als ausreichend für eine Wälzkörperlaufbahn erachtet wird, so daß eine nachfolgende spanabhebende Feinstbearbeitung z. B. durch Schleifen für erforderlich gehalten wird. Wird nun ein solcher Wälzlagerlaufring, welcher sich bei der Wärmebehandlung unrund verformt hat, anschließend an seiner Laufbahn einer Schleifbearbeitung unterzogen, so wird zwar dort eine exakt zylindrische Wälzkörperlaufbahn geschaffen. In dieser Form wäre jedoch der Laufring nicht einsetzbar, weil beim anschließenden Einpressen in eine Gehäusebohrung oder Aufpressen auf eine Welle seine Sitzfläche deren zylindrische Kontur annehmen würde, wodurch die geschliffene Laufbahn jedoch eine unrunde Kontur erhalten würde und damit als Wälzlagerlaufbahn unbrauchbar wäre. Aus diesem Grunde hat man bisher in solchen Fällen die Laufringe sowohl an ihrer Sitzfläche als auch an ihrer Laufbahn überschliffen, um so im Ausgangszustand sowohl an der Außenmantelfläche als auch in der Bohrung exakt zylindrische Flächen zu erhalten. Dieses Vorgehen ist nicht nur äußerst aufwendig, sondern zieht auch den Nachteil nach sich, daß solche Laufringe, wenn sie einsatzgehärtet werden, realtiv große Einsatzhärtetiefen aufweisen müssen, weil von diesen beim Schleifvorgang wieder ein Teil entfernt wird. Als weiterer Nachteil ergibt sich dabei, daß nach dem Schleifen, wegen der vorher vorhandenen Unrundheit des Laufringes, die dann noch übrig bleibenden Einsatzhärtetiefen über den Umfang der Laufbahn sehr unterschiedlich sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Bearbeiten der Laufbahn eines solchen Wälzlagerlaufringes vorzuschlagen, welches unter Vermeidung eines Arbeitsganges einen an seiner Laufbahn feinbearbeiteten und nach dem Einbau hochpräzisen Laufring herzustellen erlaubt, wobei, falls der Laufring einsatzgehärtet wird, ganz normale Einsatzhärtetiefen ausreichend sind.
• Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Sitzfläche durch auf sie einwirkende Spannmittel elastisch so verformt wird, daß sie eine exakt zylindrische Form annimmt, worauf die Laufbahn spanabhebend in eine zur Sitzfläche exakt konzentrische und exakt zylindrische Form gebracht wird. Dadurch wird erreicht, daß ein z. B. ursprünglich eine sehr gute Formgenauigkeit aufweisender Wälzlagerlaufring, der sich bei einer anschließenden Wärmebehandlung, bei welcher er eine Einsatzhärteschicht ganz normaler Tiefe erhält, unrund verformt, zunächst durch Spannmittel in seine ursprüngliche Form gedrückt wird, welche er auch nach dem späteren Einbau in eine Gehäusebohrung wieder erhalten wird. In diese Form wird dann die exakt zylindrische Laufbahn feinbearbeitet. Wenn ein solcher Laufring nach der Laufbahnbearbeitung aus den Spannmitteln entfernt wird, so wird er sich zwar wieder elastisch in seine unrunde Ausgangsform zurückverformen, wobei er jedoch über den gesamten Umfang eine äußerst gute Wanddickenkonstanz bei hoher Laufbahnqualität aufweist, wodurch gewährleistet ist, daß er nach dem Einbau in eine zylindrische Gehäusebohrung oder auf eine Welle eine ebenfalls exakt zylindrische und qualitativ hochwertige Wälzkörperlauffläche besitzen wird.
• Die Vorteile, die vorstehend am Beispiel eines einsatzgehärteten Laufringes dargestellt wurden, treten jedoch nicht nur bei solchen auf, sondern finden sich auch mehr oder weniger stark bei durchgehärteten. Laufringen oder auch bei Laufringen, die bereits vor dem Härten einer Feinbearbeitung der Lauffläche unterzogen werden.
• Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Spannmittel durch ein Paket dicht aneinander liegender tellerfederartiger Scheiben gebildet sein, die sich mit ihrer einen Umfangsfläche an einem Druckstück abstützen, mit ihrer anderen Umfangsfläche auf die Sitzfläche des Laufringes einwirken und durch axiale Druckmittel so beaufschlagbar sind, daß sich ihre Neigung zur Achse verringert. Diese an sich bekannten Spannmittel sind im vorliegenden Falle deshalb besonders gut geeignet, weil die tellerfederartigen Scheiben bei ihrer Verformung über den gesamten Umfang einen völlig gleichmäßigen radial wirkenden Druck auf den zu spannenden Laufring ausüben, wodurch gewährleistet ist, daß dessen Sitzfläche tatsächlich eine exakt zylindrische Form erhält.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Bearbeitung eines Wälzlager-Außenlaufringes im Längsschnitt dargestellt.
• An die Werkstückspindel 1 einer Schleifmaschine ist ein Spannfutter 2 angeflanscht, welches aus dem Futtergehäuse 3 besteht, in welchem längsverschieblich das Druckstück 4 gelagert ist, welches in seiner Bohrung 5 ein Paket dicht aneinanderliegender tellerfederartiger Scheiben 6 aufnimmt.
• Diese zur Futterlängsachse geneigten Scheiben stützen sich außen in der Bohrung 5 ab, während sie sich axial an den Druckringen 7 und 8 abstützen, von denen der Druckring 7 am Druckstück 4 und der Druckring 8 am Deckel 9 des Futtergehäuses 3 anliegt. Auf das Druckstück 4 wirkt die hohlzylindrische, durch die Werkstückspindel 1 geführte Druckstange 10 ein, die wiederum in ihrer Bohrung den Ausstoßer 11 aufnimmt. Sowohl die Druckstange 10 als auch der Ausstoßer 11 können in an sich bekannter Weise hydraulisch betätigt werden.
• Die Funktionsweise dieser Spannvorrichtung ist folgende: In die Bohrung der tellerfederartigen Scheiben 6 wird der zu bearbeitende Wälzlager-Außenlaufring 12, der im dargestellten Beispiel als Büchse mit am linken Ende geschlossenen Boden ausgebildet ist, eingebracht. Anschließend wird die Druckstange 10 druckbeaufschlagt, wodurch sie das Druckstück 4 nach rechts bewegt und dabei über den Druckring 7 auf das Paket der tellerfederartigen Scheiben 6 drückt, die sich andererseits über den Druckring 8 am Deckel 9 abstützen. Durch diese axiale Druckausübung auf die tellerfederartigen Scheiben 6 verringert sich deren Neigung zur Futterachse, wodurch sich gleichzeitig ihr Bohrungsdurchmesser derart verringert, daß sie sich auf der Außenmantelfläche des Außeniaufringes 12 abstützen und bei weiterer Verformung diese Außenmantelfläche in eine exakt zylindrische Form bringen. In diesem Zustand wird die Werkstückspindel in Rotation versetzt und - in an sich bekannter Weise - die auf der Schleifspindel 13 rotierende Schleifscheibe 14 in die Bohrung des Außenlaufringes 12 eingefahren und dort in Schleifeingriff gebracht. Nach dem Fertigschleifen der Bohrung des Laufringes 12 wird die Schleifscheibe ausgefahren und das Spannen des Außenlaufringes 12 durch Druckentlastung der Druckstange 10 aufgehoben. Anschließend wird mittels des Ausstoßers II der Wälzlager-Außenlaufring aus dem Spannfutter entfernt.
• Durch die Erfindung ist es nicht nur möglich, bei der Herstellung und/oder Wärmebehandlung auftretende Unrundheiten auszugleichen. Durch das beschriebene Verfahren werden vielmehr auch alle anderen auftretenden Formabweichungen wie Balligkeit, Konizität und dergl. ausgeglichen.
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Claims (4)

1. Ansprüche Verfahren zum Bearbeiten der Laufbahn eines zwei zueinander konzentrische Zylinderflächen aufweisenden insbesondere dünnwandigen Wälzlagerlaufringes für zylindrische Wälzkörper, wobei die eine Zylinderfläche die Laufbahn und die andere Zylinderfläche die Sitzfläche des Wälz Jagerlaufringes bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche durch auf sie einwirkende Spannmittel (6) elastisch so verformt wird, daß sie eine exakt zylindrische Form annimmt, worauf die Laufbahn spanabhebend in eine zur Sitzfläche exakt konzentrische und exakt zylindrische Form gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlagerlaufring (12) vor der Bearbeitung der Laufbahn einer Einsatzhärtung unterzogen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet2 daß die Laufbahn durch Schleifen bearbeitet wird.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel durch ein Paket dicht aneinanderliegender telierfederartiger Scheiben (6) gebildet sind, die sich mit ihrer einen Umfangsfläche an einem Druckstück abw stützen und mit ihrer anderen Umfangsfläche auf die Sitzfläche des Laufringes einwirken und durch axiale Druckmittel so beaufschlagbar sind, daß sich ihre Neigung zur Achse verringert.