DE390391C - Process for the production of tapered rings for roller bearings - Google Patents
Process for the production of tapered rings for roller bearingsInfo
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Description
Die Massenherstellung kegelförmiger Lagerringe für Kugellager und Rollenlager erfolgte bisher regelmäßig dadurch, daß' zunächst durch Schmieden oder Pressen im Gesenk Rohlinge von annähernder Gestalt der fertigen Ringe, aber mit Materialüberschuß, hergestellt und die Flächen, insbesondere die Innenfläche, mittels Drehbank oder Fräsmaschine auf das nötige genaue Maß aus-The mass production of conical bearing rings for ball bearings and roller bearings took place hitherto regularly by the fact that 'initially by forging or pressing in a die Blanks of the approximate shape of the finished rings, but with excess material, produced and the surfaces, in particular the inner surface, by means of a lathe or milling machine to the necessary exact measure
X0 gearbeitet wurden, worauf sie durch geeignete Wärmebehandlung, in· der Regel Einsatzhärtung, gehärtet wurden und dann der gebrauchsfertige Kegelring durch Schleifen fertiggestellt wurde. Abgesehen von der teueren und kostspieligen Bearbeitung hatte hierbei das Härten ein Verziehen des Ringes um soviel zur Folge, daß durch das Schleifen ein beträchtlicher Teil der gehärteten Fläche ganz abgeschliffen wurde, so daß die Ringe für ihren Zweck unbrauchbar wurden. Demgegenüber kennzeichnet sich das X^erfahren gemäß der Erfindung dadurch, daß zylindrische Ringe oder flache Scheiben von gleichmäßiger Wandstärke unmittelbar mittels eines Kegeldornes von dem genauen Manteldurchmesser der späteren Lagerlauffläche mit einem gleich konischen oder weniger konischen Gesenk in die endgültige Kegelform des fertigen Ringes getrieben werden, worauf, und zwar, wenn man von Scheiben ausgeht, nach Abstechen von Boden- und Oberkante, das Härten'der Lauffläche und in Ausnahmefällen ein schwaches Nachschleifen derselben zur Fertigstellung der im Lager verwendbaren Kegelringe genügt. Werden als Ausgangs-■material zylindrische Ringe verwendet, so wird der Außendurchmesser gleich oder etwas größer genommen als der größte Außendurchmesser des fertigen Kegelringes, so daß beim Eintreiben des Ringes in das Gesenk das Material nicht gedehnt, sondern gestaucht und verdichtet wird. Weiter wird in diesem Falle, wenn die Ringe von einem gezogenen Stahlrohr abgeschnitten werden, die Innenwand durch Aufreiben oder Ausweiten mittels Treibdornes genau zylindrisch und glatt gemacht. Benutzt man flache Scheiben als Ausgangsmaterial, so werden diese aus auf beiden Seiten glatt bearbeiteten Blechen ausgeschnitten. . X 0 were worked, whereupon they were hardened by suitable heat treatment, usually case hardening, and then the ready-to-use conical ring was finished by grinding. Aside from the expensive and costly machining, the hardening resulted in so much warping of the ring that a considerable part of the hardened surface was completely abraded by the grinding, so that the rings were unusable for their purpose. In contrast, the X ^ experience according to the invention is characterized in that cylindrical rings or flat disks of uniform wall thickness are driven directly by means of a conical mandrel from the exact outer diameter of the later bearing running surface with an equally conical or less conical die into the final conical shape of the finished ring, whereupon, if you start with discs, after cutting off the bottom and top edge, hardening the running surface and, in exceptional cases, a slight regrinding of the same is sufficient to complete the tapered rings that can be used in the bearing. If cylindrical rings are used as the starting material, the outer diameter is taken to be equal to or slightly larger than the largest outer diameter of the finished conical ring, so that when the ring is driven into the die, the material is not stretched, but rather compressed and compressed. Furthermore, in this case, when the rings are cut from a drawn steel pipe, the inner wall is made precisely cylindrical and smooth by reaming or expanding with a driving mandrel. If flat disks are used as the starting material, these are cut out of sheet metal that has been machined smooth on both sides. .
Der Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß wesentlich an maschineller Bearbeitung gespart wird, wobei insbesondere zu beachten ist, daß das genaue'Aufweiten eines Rohres durch Aufreiber oder Treibdorn wesentlich einfacher ist als die Herstellung konisch bearbeiteter Flächen und ebenso das Planbearbeiten von Blechteilen. Ferner fällt die Schleifarbeit nahezu ganz fort, und wenn ein leichtes Nachschleifen erforderlich ist, so ist doch wegen der gewahrten genauen Konzentrizität nach dem Härten bei diesen getriebenen Ringen ein Durchschleifen der gehärteten Haut und damit Unbrauchbarwerden der Ringe für den Anwendungszweck nicht zu befürchten,. ■ . ■ . ■The advantage of the new process is that it requires a great deal of machining is saved, it should be noted in particular that the exact 'expansion of a Pipe by reamer or drift is much easier than the production conically machined surfaces as well as the plan machining of sheet metal parts. Further falls the grinding work continues almost entirely, and if a slight regrinding is required, so is driven because of the exact concentricity observed after hardening with these It is not possible to grind through the hardened skin and thus render the rings unusable for the intended use fear,. ■. ■. ■
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Die Zeichnung erläutert das neue Verfahren, und zwar zeigt Abb. ι die Endansicht eines zylindrischen Rohres, welches das Werkstück bildet, von dem die einzelnen Ringe abgelängt und fertig bearbeitet werden.The drawing explains the new process, namely Fig. Ι shows the end view a cylindrical tube which forms the workpiece from which the individual rings are cut to length and finished.
Abb. 2 ist eine Seitenansicht dieses Rohres, wobei die gestrichelten Linien die Ringabschnitte andeuten.Figure 2 is a side view of this tube, with the dashed lines indicating the ring sections imply.
Abb. 3 ist eine Seitenansicht eines abgeschnittenen rohen Ringes.Figure 3 is a side view of a cut green ring.
Abb..4 ist ein senkrechter Schnitt des Gesenkes mit dem abgeschnittenen Ring in der Anfangsstellung und dem Stempel in der oberen Stellung in Ansicht. Abb. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch Gesenk, Stempel und gepreßten Ring mit dem Stempel in der untersten Lage.Fig.4 is a vertical section of the die with the cut ring in the Starting position and the stamp in the upper position in view. Fig. 5 is a vertical section through Die, punch and pressed ring with the punch in the lowest position.
Abb. 6 zeigt einen fertigen Ring von gleicher Wandstärke,Fig. 6 shows a finished ring with the same wall thickness,
Abb. 7 einen ebensolchen mit größerer Neigung der Innenfläche als die der Außenfläche. Abb. 8 bis 12 zeigen verschiedene Herstellungsstufen eines solchen Lagerringes, wenn dieser aus einem flachen Blechstück gepreßt wird.Fig. 7 a similar one with a greater inclination of the inner surface than that of the outer surface. Fig. 8 to 12 show different stages of production of such a bearing ring, if this is pressed from a flat piece of sheet metal.
Abb. 8 zeigt das Blechstück, Abb. 9 einen Querschnitt durch dasselbe nach Vollendung des Ziehvorganges,Fig. 8 shows the piece of sheet metal, Fig. 9 a cross section through the same after completion of the drawing process,
Abb. 10 zeigt einen Schnitt durch den teilweise fertigen Ring nach Ausstoßen des Bodens,Fig. 10 shows a section through the partial finished ring after expelling the soil,
Abb. 11 zeigt den Ring mit der oberen Kante abgerichtet, währendFig. 11 shows the ring with the upper edge dressed while
Abb. 12 den Ring mit der unteren Kante abgerichtet zeigt.Fig. 12 shows the ring trimmed with the lower edge.
Bisher war es üblich, bei der Herstellung kegelförmiger Lagerringe zunächst ein geeignetes Werkstück im Innern auszubohren und die Innenfläche auf das gewünschte Maß auszuarbeiten, sie durch geeignete Wärmebehandlung zu härten und dann das Arbeitsstück durch Schleifen fertigzustellen. Ein häufiges Ergebnis der Wärmebehandlung bei diesem alten Verfahren war ein Verziehen oder Werfen des Ringes um so viel, daß djjrch den Sch!eifvorgang ein beträchtlicher Teil der gehärteten Fläche ganz abgeschliffen wurde, und in einigen Fällen war das Verziehen so stark, daß es nötig wurde, den Ring wegzuwerfen. Up to now, it has been customary to start with a suitable one in the manufacture of conical bearing rings Drill out the workpiece inside and work out the inside surface to the desired size, by means of suitable heat treatment to harden and then finish the work piece by grinding. A common result of heat treatment at this ancient procedure was a warping or throwing of the ring by so much that djjrch a considerable part of the hardened surface was completely sanded off during the grinding process, and in some cases the warping was so severe that it became necessary to discard the ring.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei der einen Ausführungsform des Verfahrens vorteilhaft ein nahtloses Rohr A aus gezogenem Stahl von zylindrischem Querschnitt benutzt. Dieses Rohr wird in kurzen Stücken oder Ringen A1 von ungefähr der gleichen oder einer etwas kleineren Länge der fertigen Ringe abgelängt. Sowohl die innere als auch die äußere Fläche des Ringes sind annähernd zylindrisch und konzentrisch, so daß eine Ringwand von durchgehend gleicher Stärke entsteht, um Genauigkeit und Konzentrizität der Innenfläche mit geringen Kosten zu erlangen, ist es vorteilhaft, das Innere des Ringes auf einen Durchmesser aufzuweiten, der etwas kleiner ist als der gewünschte, und ihn dann einfach dadurch fertigzustellen, daß er in einer Presse ausgerieben wird.According to the present invention, in one embodiment of the method, a seamless tube A made of drawn steel of cylindrical cross-section is advantageously used. This tube is cut to length in short pieces or rings A 1 of approximately the same or a slightly smaller length as the finished rings. Both the inner and outer surfaces of the ring are approximately cylindrical and concentric, so that a ring wall of the same thickness is formed throughout. In order to achieve accuracy and concentricity of the inner surface at low cost, it is advantageous to expand the inside of the ring to a diameter which is slightly smaller than the desired one and then finishing it simply by rubbing it out in a press.
Bei dieser Herstellungsstufe bildet der Ring A1 einen Zylinder; der nächste Vorgang ist dann, diesen Zylinder in einen genauen Kegelring mit innerer und äußerer konzentrischer Fläche umzubilden. Dies kann entweder durch Ausdehnung oder durch Stauchung des Zylinders geschehen, \vobei letzteres . vorzuziehen ist. Um den Zylinder in einen Kegel zu stauchen, wird der zylindrische Ringyi1 dem Ende nach in ein stark verjüngtes Gesenk C gepreßt, dessen wirksame Innenfläche 1 einen hohlen Kegel bildet, dessen Durchmesser von einem solchen etwas größer als der Gesamtdurchmesser des Ringes am Kopfende des Gesenkes in den Gesamtdurchmesser des fertigen Kegelringes am Boden der wirksamen Gesenkfläche übergeht, wobei unter wirksamer Fläche der Teil derselben zu verstehen ist, gegen den der Ring reibt.At this stage of manufacture, the ring A 1 forms a cylinder; the next step is to transform this cylinder into a precise conical ring with an inner and an outer concentric surface. This can be done either by expanding or compressing the cylinder, the latter being the case. is preferable. In order to compress the cylinder into a cone, the end of the cylindrical ring yi 1 is pressed into a strongly tapered die C , the effective inner surface 1 of which forms a hollow cone, the diameter of which is slightly larger than the total diameter of the ring at the head end of the die merges into the total diameter of the finished conical ring at the bottom of the effective die surface, whereby the effective surface is to be understood as the part of the same against which the ring rubs.
Mit dem Stempel D verbunden oder aus einem Stück mit ihm ist ein Dorn 3, der genau achsial mit der Gesenkbohrung· angeordnet ist und dessen Außenfläche ein Kegel ist, dessen Größe und Neigung dem Innern des fertigen Ringes entspricht. Wenn der Ring.'i1 in das Gesenk eingesetzt ist und durch den Stempel unter Druck gesetzt wird, wird der Ring in das Gesenk eingetrieben. Dieser Vorgang verringert den Durchmesser des Ringes um soviel, wie er mit der Innenfläche des Gesenkes in Berührung kommt, so daß die Außenfläche des Ringes der Innenfläche des Gesenkes gleich wird. Gleichzeitig wird die Innenfläche des Ringes gleich der Außenfläche des Domes. Durch einen geeigneten Austreiber E wird der Ring im Gesenk gelockert.Connected to the punch D or in one piece with it is a mandrel 3 which is arranged exactly axially with the die bore and the outer surface of which is a cone, the size and inclination of which corresponds to the inside of the finished ring. When the Ring.'i is inserted into the die 1 and is set by the punch under pressure, the ring is driven into the die. This process reduces the diameter of the ring by as much as it contacts the inner surface of the die so that the outer surface of the ring becomes equal to the inner surface of the die. At the same time, the inner surface of the ring becomes the same as the outer surface of the dome. A suitable ejector E loosens the ring in the die.
Wenn die Oberfläche des Domes dieselbe Schräge hat wie die Innenfläche des Gesenkes, so wird der zylindrische Ring von gleichmäßiger Wandstärke A1 in einen Kegelring A2 von der gewünschten Größe und Form von gleicher Wandstärke umgebildet, wie Abb. 6 zeigt. Wenn dagegen die Neigung der Dornfläche von der der inneren Gesenkfläche abweicht, so wird das Metall in den Ringraum zwischen Dorn und Gesenk gepreßt, um einen Kegelring As zu erhalten, dessen Innenfläche der Neigung des Domes und dessen Außenfläche der Neigung des Gesenkes entspricht, wie Abb. 7 zeigt. In beiden Fällen sind die Ringflächen genügend genau fertig, um eine weitere Bearbeitung nicht nötig zu haben, ehe das Härten oder Kohlen erfolgt. Der Ring ist nun fertig für die kleine zusätzliche weitereIf the surface of the dome has the same slope as the inner surface of the die, the cylindrical ring of uniform wall thickness A 1 is converted into a conical ring A 2 of the desired size and shape with the same wall thickness, as Fig. 6 shows. If, on the other hand, the inclination of the mandrel surface deviates from that of the inner die surface, the metal is pressed into the annular space between the mandrel and the die in order to obtain a conical ring A s , the inner surface of which corresponds to the inclination of the mandrel and the outer surface of which corresponds to the inclination of the die, such as Fig. 7 shows. In both cases, the ring surfaces are finished with sufficient precision that further processing is not necessary before hardening or coaling takes place. The ring is now ready for the little additional one
Bearbeitung, wie auf genauen Radius bringen oder Abrunden der inneren Kanten, Abschrägen oder sonstige Bearbeitung des Randes zum Zusammenpassen mit anderen Gliedern des Lagers. Diese Nebenbearbeitungen bilden nicht den Gegenstand der Erfindung. Machining, such as bringing to an exact radius or rounding the inner edges, bevelling or otherwise processing the rim to mate with other members of the bearing. These minor edits do not form the subject of the invention.
Die nächste Stufe des Verfahrens ist das Kohlen der Kegelringe in der üblichen WeiseThe next stage in the process is coaling the cone rings in the usual manner
ίο oder eine sonstige Wärmebehandlung zum ; Zwecke des Härtens. Da diese Ringe kreisförmigen Querschnitt haben und entweder Wände von gleicher oder allmählich zunehmen- ! der Wandstärke, so ist die Tendenz, sich zu verwerfen, sehr gering, wenn überhaupt eine i solche während der Wärmebehandlung auf- ; tritt. Die Form des Ringes gestattet leicht, kleine Unregelmäßigkeiten, die bei einem etwaigen geringen Werfen eintreten, auszu- :ίο or any other heat treatment for; Purposes of hardening. Since these rings have circular cross-sections and either walls of equal or gradually increasing-! the wall thickness, the tendency to warp is very small, if at all i those on during the heat treatment; occurs. The shape of the ring easily allows small irregularities that occur in the event of a slight throw, to be eliminated:
gleichen. Infolgedessen ergibt sich praktisch kein Ausschuß bei der Wärmebehandlung und nur wenig oder gar keine Notwendigkeit, die gehärtete Fläche nachzuschleifen. Mit anderen Worten: das bisher notwendige Schleifen kann ganz fortfallen. Außerdem gestattet die Form der Ringe, verschiedene Größen während der Wärmebehandlung ineinanderzustecken und bewirkt dadurch eine erhebliche Ersparnis. Die Möglichkeit dieses Ineinandersteckens kommt auch beim Aufbewahren und bei der Verschickung günstig in Betracht.same. As a result, there is practically no waste in the heat treatment and little or no need to regrind the hardened surface. With others In other words: the grinding that was previously necessary can be omitted entirely. In addition, the Shape of the rings to fit different sizes into each other during heat treatment and thereby results in considerable savings. The possibility of this interlocking is also beneficial for storage and shipping.
Der Hauptvorteil des ZusammenstauchensThe main advantage of collapsing
des Ringes an Stelle einer Dehnung ist der, daß hierdurch eine wesentliche Zugspannung vermieden wird, welche die Wand zerreißen kann. Außerdem eignet sich das Stauchen besser zur Ausgleichung von Unebenheiten in der Wandstärke und macht das Metall kornpakter und homogener.of the ring instead of an elongation is that this creates a substantial tensile stress which can tear the wall. Upsetting is also suitable better for leveling out unevenness in the wall thickness and makes the metal more granular and more homogeneous.
Wenngleich es vorteilhaft ist, ein zylindrisches Rohr A als Ausgangswerkstück zu benutzen, so kann das Verfahren auch mit einem Blechstück oder einem flachen Blechstreifen B als Ausgangswerkstück durchgeführt werden. Vorteilhaft werden die beiden Oberflächen des flachen Streifens genau bearbeitet. Dann wird das Werkstück von dem Streifen abgeschnitten, in ein Gesenk eingebracht und in die Form eines kegelförmigen Napfes B1 gezogen. Der Boden desselben ; wird dann ausgestoßen, so daß der Kegel- < ring B2 der Abb. 10 entsteht. Der obere Rand ! dieses Ringes Bs (Abb. 11) und der untere Rand des Kegelringes B1 (Abb. 12) werden dann abgerichtet, um das richtige Maß für den fertigen Lagerring zu erzielen. Dann wird der Kegelring gehärtet, und wenn eine sehr genau bearbeitete Oberfläche nötig ist, kann er noch leicht abgeschliffen werden. Wegen der Form des Ringes findet eine merkliehe Werfung durch die Wärmebehandlung nicht statt.Although it is advantageous to use a cylindrical tube A as the starting workpiece, the method can also be carried out with a piece of sheet metal or a flat sheet metal strip B as the starting workpiece. Advantageously, the two surfaces of the flat strip are precisely machined. Then the workpiece is cut from the strip, placed in a die and drawn into the shape of a conical cup B 1 . The bottom of the same ; is then ejected so that the conical ring B 2 of Fig. 10 is formed. The top edge! this ring B s (Fig. 11) and the lower edge of the conical ring B 1 (Fig. 12) are then dressed in order to achieve the correct dimension for the finished bearing ring. Then the cone ring is hardened, and if a very precisely machined surface is required, it can still be lightly sanded. Because of the shape of the ring, there is no noticeable warping due to the heat treatment.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US390391XA | 1918-04-15 | 1918-04-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE390391C true DE390391C (en) | 1924-02-18 |
Family
ID=21903326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET23932D Expired DE390391C (en) | 1918-04-15 | 1920-03-11 | Process for the production of tapered rings for roller bearings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE390391C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE851944C (en) * | 1949-05-07 | 1952-10-09 | Max Liebergeld | Process for the production of true rings |
-
1920
- 1920-03-11 DE DET23932D patent/DE390391C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE851944C (en) * | 1949-05-07 | 1952-10-09 | Max Liebergeld | Process for the production of true rings |
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