DE3726246C1

DE3726246C1 - Method for hardening rings

Info

Publication number: DE3726246C1
Application number: DE19873726246
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Gonschorek; Horst Ing Roeling
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Fried Krupp AG Hoesch Krupp
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1987-08-07
Publication date: 1988-04-07

Abstract

According to the method, the distortion which occurs during the surface hardening of rings or ring segments is compensated for by the fact that the internal stresses which arise from one or more hardened volumes are balanced out by stresses from one or more further local hardened volumes to give an equilibrium about the centroid of the area of a half of the ring cross-section. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum abschnittweisen Oberflächenhärten von Ringen oder Ringsegmenten.The invention relates to a method for section-wise surface hardening of Rings or ring segments.

Ringe oder Ringsegmente werden nach den unterschiedlichsten Verfahren durch eine Wärmebehandlung mit einer größeren Oberflächenhärte ausgestattet. Das betrifft insbesondere Wälzlagerringe. Die DE-OS 20 31 519 beschreibt ein Härteverfahren, das die gesamte Oberfläche von Lagerring und Wälzkörper härtet. Bei Großwälzlagern ist es jedoch erforderlich, daß die Lagerringe nur abschnittsweise im Bereich von Laufbahnen oder Dichtungsflächen gehärtet werden. Diese beschreibt die DE-PS 27 34 916.Rings or ring segments are created using a wide variety of methods Heat treatment with a higher surface hardness. That concerns especially rolling bearing rings. DE-OS 20 31 519 describes a hardening process, that hardens the entire surface of the bearing ring and rolling element. For slewing bearings However, it is necessary that the bearing rings only in sections in the area hardened by raceways or sealing surfaces. This describes the DE-PS 27 34 916.

Durch die Gefügeumwandlung des Stahls während des Härtevorganges verziehen sich insbesondere bei Großwälzlagern die Lagerringe stark, wie es in den DE-OS 19 35 396 oder 20 04 061 beschrieben wird. Um insbesondere die Laufbahnen bei Lagerringen für Großwälzlager mit der vorgesehenen Form herstellen zu können, ist eine starke mechanische Bearbeitung erforderlich. Besonders bei segmentförmig getrennten Ringen wirken sich die inneren Spannungen noch stärker aus, so daß es nicht nur zu einer Verwindung des Ringes kommt sondern darüber hinaus verliert das Ringsegment noch seine Rundheit.The structural transformation of the steel warps during the hardening process especially in large roller bearings, the bearing rings strong, as in the DE-OS 19 35 396 or 20 04 061 is described. To especially the careers at To be able to manufacture bearing rings for large roller bearings with the intended shape strong mechanical processing required. Especially with segmented separate rings, the internal tensions have an even stronger effect, so that it not only does the ring twist, it also loses Ring segment still its roundness.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum abschnittweisen Oberflächenhärten von Ringen und Ringsegmenten zu finden, bei dem sich trotz örtlicher Wärmebehandlung die Ringe bzw. Ringsegmente bei segmentförmig getrennten Ringen nur geringfügig verwerfen und insbesondere die Ringsegmente nach dem Trennen ihre Rundheit behalten.The invention has for its object a method for sections Surface hardness of rings and ring segments to be found, despite which local heat treatment of the rings or ring segments with segmented separated Discard the rings only slightly and especially the ring segments keep their roundness after separating.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durch eine oder mehrere abschnittweise Härtevolumen eingeleiteten inneren Spannungen mit Spannungen aus einer oder mehrerer weiterer abschnittweisen Härtevolumen zu einem Gleichgewicht um den Flächenschwerpunkt einer Ringquerschnitthälfte ausgeglichen werden. Die weitere Ausgestaltung ist aus dem kennzeichnenden Teil des Unteranspruchs zu entnehmen. The object is achieved in that by one or more Sectional hardness volume initiated internal tensions with tensions one or more other sections of hardness volume to an equilibrium be balanced around the center of area of a ring cross-section half. The further development is to be found in the characterizing part of the subclaim remove.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Ringe oder Ringsegmente, die abschnittsweise oberflächengehärtet wurden, nur noch geringfügig krempeln und auch ihre Rundheit nahezu behalten. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß die Paß- und Laufflächen derartiger Ringe, insbesondere von Ringen für Großwälzlager, nur noch geringfügig mechanisch nachbearbeitet werden müssen, um die erforderliche Genauigkeit zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet noch den weiteren Vorteil, daß aufgrund des geringen mechanischen Abtrags an der Härtefläche die ursprüngliche Einhärtetiefe verringert werden kann, was sich positiv in Richtung auf eine geringere Verformung auswirkt.The advantages achieved by the invention are in particular that rings or ring segments that have been surface hardened in sections only card slightly and keep their roundness almost. This is advantageous achieved that the mating and running surfaces of such rings, in particular of rings for large roller bearings, mechanically reworked only slightly must be in order to obtain the required accuracy. The invention The method offers the further advantage that, owing to the low mechanical Removal on the hardness surface reduces the original hardening depth can be, which has a positive effect in the direction of less deformation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is in following described in more detail. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine dünne, hohe Ringhälfte, Fig. 1 shows a cross section through a thin, high half-ring,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ringhälfte eines Schrägkugellagerringes und Fig. 2 shows a cross section through a ring half of an angular contact ball bearing ring and

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Lagerringhälfte eines Doppelaxialrollenlagers. Fig. 3 shows a cross section through a bearing ring half of a double axial roller bearing.

Bei Großwälzlagern werden vorzugsweise nur die Laufbahnen, die Anlaufflächen der Führungskäfige und/oder die Dichtungsgegenflächen oberflächengehärtet. Die übrigen Oberflächen der Ringe werden nicht gehärtet.In the case of slewing bearings, only the raceways, the contact surfaces of the Guide cages and / or the sealing counter surfaces are surface hardened. The remaining The surfaces of the rings are not hardened.

Bei dem Ring nach Fig. 1 ist eine abschnittsweise Härtung mit einem Härtevolumen 1 vorgesehen. In diesem Fall wird erfindungsgemäß eine Gegenhärtezone mit einem Härtevolumen 2 angeordnet. Die Gegenhärtezone hat vorteilhaft das gleiche Volumen wie die funktionserforderliche Härtezone. Sie befindet sich entgegengesetzt zum Flächenschwerpunkt 3 mit den gleichen Abständen 4, 5 wie die Abstände (6, 7) des ursprünglichen Härtevolumens 1 bezogen auf die Schwerpunktachsen 8, 9. Die Abstände 4, 5, 6, 7 zum Flächenschwerpunkt 3 sind durch die jeweiligen Härteflächenschwerpunkte 10, 11 begrenzt.In the ring according to FIG. 1, hardening in sections with a hardness volume 1 is provided. In this case, a counter-hardening zone with a hardness volume 2 is arranged according to the invention. The counter-hardening zone advantageously has the same volume as the functionally required hardening zone. It is located opposite to the center of gravity 3 with the same distances 4, 5 as the distances ( 6, 7 ) of the original hardness volume 1 in relation to the center of gravity axes 8, 9 . The distances 4, 5, 6, 7 to the surface center of gravity 3 are limited by the respective hardness surface centers 10, 11 .

Ein ähnlicher Fall wird in Fig. 2 gezeigt. Da es sich jedoch nicht um einen symmetrischen Ringquerschnitt handelt, muß das Gegenhärtevolumen entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre so ausgeglichen sein, daß die Produkte aus Härtevolumen 1 bzw. 2 und Abstand 4, 5, 6 bzw. 7 Null ergeben. A similar case is shown in FIG. 2. However, since it is not a symmetrical ring cross-section, the counter-hardness volume must be balanced according to the teaching of the invention so that the products of hardness volume 1 or 2 and distance 4, 5, 6 or 7 result in zero.

In dem Lagerring nach Fig. 3 sind für die Funktion zwei Härtezonen erforderlich. Die Produkte aus Härtevolumen 1 bzw. 1′ und Schwerpunktabstand 6, 7 bzw. 6′, 7′ beider Härtezonen mit den Härteflächenschwerpunkten 10, 10′ wird ausgeglichen durch das Produkt aus Härtevolumen 2 und entsprechendem Abstand 4 bzw. 5.In the bearing ring according to Fig. 3, two hardened zones are necessary for the function. The products of hardness volume 1 or 1 ' and center of gravity distance 6, 7 or 6', 7 'of both hardness zones with hardness area focal points 10, 10' is balanced by the product of hardness volume 2 and the corresponding distance 4 or 5 .

Die Flächenberechnung und die daraus hergeleitete Berechnung der Flächenschwerpunkte (3, 10, 10′, 11) bezieht sich auf den Querschnitt einer Ringhälfte, wie jeweils in der Zeichnung dargestellt. Die Berechnung der Härtevolumen (1, 1′, 2) ergibt sich näherungsweise aus der Härtequerschnittsfläche (in der Zeichnung durch engere Schraffur dargestellt), multipliziert mit dem umlaufenden Durchmesser des zugehörigen Härteflächenschwerpunktes (10, 10′, 11) und π.The area calculation and the derived calculation of the centroids ( 3, 10, 10 ', 11 ) refers to the cross section of a ring half, as shown in the drawing. The calculation of the hardness volume ( 1, 1 ', 2 ) results approximately from the hardness cross-sectional area (shown in the drawing by closer hatching), multiplied by the circumferential diameter of the associated hardness surface center of gravity ( 10, 10', 11 ) and π .

Claims

1. A method for section-by-section surface hardening of rings or ring segments, characterized in that the internal stresses introduced by one or more section-by-section hardness volumes ( 1, 1 ' ) with tensions from one or more further section-by-section hardness volumes ( 2 ) to an equilibrium around the center of gravity ( 3 ) a half of the cross-section of the ring must be compensated.

2. The method according to claim 1, characterized in that based on a ring cross-section half the sum of the products from the hardness volume ( 1, 1 ', 2 ) and the plane-parallel distance ( 4, 6, 6' ) between the hardness surface center of gravity ( 10, 10 ', 11 ) and centroid ( 3 ) and the products of the hardness volume ( 1, 1 ', 2 ) and the plane-parallel distance ( 5, 7, 7' ) between the centroid area ( 10, 10 ', 11 ) and centroid ( 3 ) result in zero .

3. Ring or ring segment of a rolling bearing manufactured by the method according to Claims 1 and 2 with one or more hardened in the surface area Surface or running surfaces for rolling elements, characterized in that in addition at least one hardened compensation stress surface is attached and the hardened Surface or tread on the axially through half of the Ring-shaped section resulting cross-sectional area on one side of the cross-sectional area center of gravity lies or lie and the compensation stress area is located on the opposite side of the center of gravity or lie.

4. Ring or ring segment of a rolling bearing according to claim 3, characterized in that the curing width, depth and location of the, one or more hardened Surfaces or treads opposite hardened compensation surfaces so is chosen that in a mathematical division of the entire bearing ring in a very large number of ring segments, for each ring segment it applies that Integrally formed from the hardness surface elements times the average thickness of the associated hardness segment times the distance to the centroid of the by the ring segment mean cross-sectional area is equal to that in the same integral formed times from the associated hardness surface elements the average thickness of the compensation stress area times the distance to the center of area.