DE3311389C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanabhebenden Endbearbeiten der Laufbahn eines einsatzgehärteten, zylindrischen, jedoch noch mit Verzug behafteten dünnwandigen Wälzlagerlaufringes, wobei die Laufbahn konzentrisch zu seiner Sitzfläche verläuft und der Laufring an letzte­ rer während der Endbearbeitung von Spannmitteln gehalten ist.

Solche Wälzlagerlaufringe können entweder spanabhebend durch Drehen, oder auch spanlos, z. B. durch Tiefziehen, Fließpressen oder derglei­ chen hergestellt werden. Bei der spanabhebenden Herstellung kann zwar 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 an­ schließenden Wärmebehandlung in zunehmendem Maße verloren geht. Aus Blech gezogene Laufringe weisen deshalb z. B. im fertigen Zustand relativ große Formabweichungen, insbesondere Unrundheit auf. Dies stört im allgemeinen deshalb nicht, weil diese Laufringe erst beim Einpressen in eine Gehäusebohrung ihre endgültige Form und auch ihre endgültigen Durchmessermaße erhalten. Solche Laufringe weisen schon vor der Endbearbeitung trotz vorhandener Unrundheit über den ganzen Umfang gesehen eine gute Wanddickentoleranz auf. Sie bilden nach dem Einbauen in eine Gehäusebohrung sehr präzise Lagerungen.

Es gibt jedoch Fälle, in denen die beim Ziehprozeß erlangte Oberflächengüte nicht als ausreichend für eine Wälzkörperlaufbahn erachtet wird, so daß eine nachfolgende spanabhebende Feinstbearbeitung z. B. durch Schleifen erforderlich wird. Wird nun ein solcher Wälz­ lagerlaufring, welcher sich bei der Wärmebehandlung unrund verformt hat, anschließend an seiner Laufbahn einer Schleifbearbeitung unter­ zogen, 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 Auf­ pressen 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 nach sich, daß solche Laufringe, wenn sie einsatzgehärtet werden, relativ große Einsatzhärtetiefen aufweisen müssen, weil von der Einsatzschicht beim Schleifvorgang wieder ein Teil entfernt wird. Als weiterer Nachteil ergibt sich dabei, daß nach dem Schleifen, wegen der vorher vorhande­ nen Unrundheit des Laufringes, die dann noch übrig bleibenden Einsatz­ härtetiefen 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 vorzuschla­ gen, welches es unter Vermeidung eines Arbeitsganges erlaubt, einen an seiner Laufbahn fein bearbeiteten und nach dem Einbau hochpräzisen Laufring mit verbesserter Formgenauigkeit herzustellen.

Diese Aufgabe ist bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Laufring durch die auf ihn einwirkenden Spannmittel elastisch so verformt wird, daß die Sitzfläche eine exakt zylindrische Form annimmt.

Dadurch wird erreicht, daß ein z. B. ursprünglich schon 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 Ausgangs­ form 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 besitzt.

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 durchgehär­ teten Laufringen oder auch bei Laufringen, die bereits vor dem Härten einer Feinbearbeitung der Lauffläche unterzogen werden.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sind die Spannmittel in einem mit der Werkstückspindel einer Werkzeugmaschine ver­ bundenen Spannfutter angeordnet und durch ein Paket dicht aneinander­ liegender, durch axiale Druckmittel beaufschlagter tellerfederartiger Scheiben gebildet, die sich mit ihrer einen Umfangsfläche an einem Druckstück abstützen und mit ihrer anderen Umfangsfläche auf die Sitzfläche des Laufringes einwirken. Erfindungsgemäß ist bei dieser Vorrichtung das Druck­ stück in dem Gehäuse des Spannfutters längsverschieblich gela­ gert und von einer durch die Werkstückspindel hindurchgeführten, axial verschieblichen Druckstange in Spannrichtung der Scheiben beauf­ schlagt. Diese Spannmittel sind 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. Die Druck­ stange der Vorrichtung kann hohlzylindrisch ausgeführt sein, wobei in ihrer Bohrung ein Ausstoßer für das Entfernen des Wälzlagerlaufringes aus dem Spannfutter angeordnet ist.

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 das Gehäuse 3 eines Spannfutters 2 angeflanscht, in welchem längsverschieblich ein Druckstück 4 gelagert ist, welches in seiner Bohrung 5 ein Paket dicht aneinanderliegender tellerfederartiger Scheiben 6 aufnimmt. Die zur Futterlängsachse geneigten Scheiben 6 stützen sich außen in der Bohrung 5 ab, während sie sich axial an Druckringen 7 und 8 abstützen, von denen der Druckring 7 am Druckstück 4 und der Druckring 8 am Deckel 9 des Gehäuses 3 anliegt. Auf das Druckstück 4 wirkt eine hohlzylindrische, durch die Werkstückspin­ del 1 geführte Druckstange 10 ein, die wiederum in ihrer Bohrung einen Ausstoßer 11 aufnimmt. Sowohl die Druckstange 10 als auch der Aus­ stoßer 11 können in an sich bekannter Weise hydraulisch betätigt werden.

Die Funktionsweise dieser Spannvorrichtung ist folgende: In die Boh­ rung der tellerfederartigen Scheiben 6 wird der zu bearbeitende Wälz­ lager-Außenlaufring 12, der im dargestellten Beispiel als Büchse mit am linken Ende geschlossenem 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 anderer­ seits 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 Bohrungs­ durchmesser derart verringert, daß sie sich auf der Außenmantelfläche des Außenlaufringes 12 abstützen und bei weiterer Verformung diese Außenmantelfläche in eine exakt zylindrische Form bringen. In diesem Zustand wird die Werkstückspindel 1 in Rotation versetzt und die auf der Schleifspindel 13 der Maschine 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 14 ausgefahren und das Spannen des Außenlaufringes 12 durch Druckentlastung der Druckstange 10 aufgehoben. Anschließend wird mittels des Ausstoßers 11 der Wälz­ lager-Außenlaufring 12 aus dem Spannfutter entfernt.

Claims (3)

1. Verfahren zum spanabhebenden Endbearbeiten der Laufbahn eines einsatzgehärteten, zylindrischen, jedoch noch mit Verzug behafteten dünnwandigen Wälzlagerlaufringes, wobei die Laufbahn konzentrisch zu seiner Sitzfläche verläuft und der Laufring an letzterer während der Endbearbeitung von Spannmitteln gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring durch die auf ihn einwirkenden Spannmittel elastisch so verformt wird, daß die Sitzfläche eine exakt zylindrische Form annimmt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, in welcher die Spannmittel in einem mit der Werkstückspindel einer Werkzeugmaschine verbunde­ nen Spannfutter angeordnet und durch ein Paket dicht aneinanderliegen­ der, durch axiale Druckmittel beaufschlagter, tellerfederartiger Scheiben gebildet sind, die sich mit ihrer einen Umfangsfläche an einem Druckstück abstützen und mit ihrer anderen Umfangsfläche auf die Sitzfläche des Laufringes einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (4) in dem Gehäuse (3) des Spannfutters (2) längsver­ schieblich gelagert und von einer durch die Werkstückspindel (1) hindurchgeführten, axial verschieblichen Druckstange (10) in Spann­ richtung der Scheiben (6) beaufschlagt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ stange (10) hohlzylindrisch ausgeführt ist, wobei in ihrer Bohrung ein Ausstoßer (11) für das Entfernen des Wälzlagerlaufringes (12) aus dem Spannfutter (2) angeordnet ist.