DE591146C

DE591146C - Process for reworking the ball races of bicycle hubs

Info

Publication number: DE591146C
Application number: DEG80093D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-07-05
Filing date: 1931-07-05
Publication date: 1934-01-17

Description

Es ist bekannt, Werkstücke mittels abrollender stählerner Drehkörper, die.der zu "erzielenden Form in ihrer wirksamen Fläche angepaßt sind, zu bearbeiten (Prägepolieren).
Die Erfindung besteht darin, die bisher übliche Nachbearbeitung von Kugellaufbahnen, insbesondere bei Fahrradnaben, mit Hilfe eines Kugeldrehsupports durch das Prägepolieren mit Hilfe von Polierkugeln zu ersetzen, welche einen dem Profil der zu bearbeitenden Hohlkehle entsprechenden Durchmesser haben, also größer sind als die später einzusetzenden Lagerkugeln. Beim Prägepolieren dieser Kugellaufbahnen wird erfindungsgemäß weiterhin die relative Axialbewegung zwischen dem Werkstück und der Führungsbahn der Polierkugeln durch einen auf die lehrengerechte Abmessung des Werkstückes eingestellten Anschlag begrenzt.
Die zur Ausübung des neuen Verfahrens benötigte Maschine kann bohrmaschinenartig gestaltet sein; sie kann aber auch' andere Gestalt erhalten. Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden.It is known to machine workpieces by means of rolling steel rotating bodies which are adapted to the shape to be achieved in terms of their effective surface (embossing and polishing).
The invention consists in replacing the hitherto customary post-processing of ball races, especially in bicycle hubs, with the help of a rotary ball bearing support with the help of polishing balls, which have a diameter corresponding to the profile of the groove to be machined, i.e. are larger than the bearing balls to be used later . When these ball tracks are embossed, according to the invention the relative axial movement between the workpiece and the guide track of the polishing balls is limited by a stop set to the correct dimensions of the workpiece.
The machine required to carry out the new method can be designed in the manner of a drill; but it can also be given a different shape. In the drawing, various embodiments are shown, which are described in more detail below.

In Abb. ι ist im Schema die Anwendung des neuen Verfahrens auf Konuskugellager dargestellt. Abb. 2 stellt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Bearbeiten zweier Konuskugellagerbahnen dar, wie sie an Freilaufnabenkörpern vorhanden sind. Hierzu ist Abb. 3 eine Sonderdarstellung der Werkzeuge in vergrößertem Maßstabe. Abb. 4 zeigt eine andere Vorrichtung zum Bearbeiten derselben Nabenkörper.In Fig. Ι the application of the new method to conical ball bearings is shown in the scheme. Fig. 2 shows a device for the simultaneous processing of two conical ball bearing tracks how they are present on freewheel hub bodies. For this purpose, Fig. 3 is an enlarged special representation of the tools Scale. Fig. 4 shows another device for machining the same hub body.

Schließlich stellen die Abb. 5 und 6 Vorrichtun gen zum Glätten der Kugelbahnen von Radiallagern dar, wobei Abb. 5 die Bearbeitung des äußeren und Abb. 6 die des inneren Lauf ringes veranschaulicht.Finally, Figs. 5 and 6 show devices for smoothing the ball tracks of radial bearings Fig. 5 shows the machining of the outer and Fig. 6 that of the inner race illustrated.

In Abb. ι ist W das Werkstück, 1 die senkrecht stehende Arbeitsspindel und 2 eine aus gehärtetem Stahl bestehende Schale, in der die von dem Käfig 3 gefangengehaltenen, gehärteten Stahlkugeln 4 umlaufen können. Wegen der Gestaltung des Werkstückes W ist die Schale 2 mit einer Bohrung 5 versehen. Am Grunde dieser Bohrung befindet sich der als Axialkugellager gebildete Anschlag 6, der den Vorschub der Arbeitsspindel 1 in bezug auf die Schale 2 begrenzt.In Fig. Ι W is the workpiece, 1 is the vertical work spindle and 2 is a shell made of hardened steel in which the hardened steel balls 4 held captive by the cage 3 can rotate. Because of the design of the workpiece W , the shell 2 is provided with a bore 5. At the bottom of this hole is the stop 6, formed as an axial ball bearing, which limits the advance of the work spindle 1 with respect to the shell 2.

Während der Bearbeitung wird das Werkstück W von der Stirnfläche der Arbeitsspindel durch Reibung mitgenommen. Der Durchmesser der Arbeitskugeln 4 entspricht hier wie bei allen anderen Ausführungsformen der Erfindung dem Krümmungshalbmesser der Kugelbahn, ist also etwa doppelt so groß als der Durchmesser der später einzusetzenden Lager kugeln.During the machining, the workpiece W is carried along by the face of the work spindle by friction. The diameter of the working balls 4 corresponds here, as in all other embodiments of the invention, to the radius of curvature of the ball track, so it is about twice as large as the diameter of the balls to be used later.

Sollen zwei Kugelbahnen eines Werkstückes gleichzeitig bearbeitet werden, so kann man eine Zwillingsanordnung schaffen, indem man z. B. (s. Abb. 2) die eine Arbeitsspindel i^a ortsfest und die andere, i^b, zur ersten gleichachsig verschiebbar anordnet, wobei an der verschiebbaren Arbeitsspindel das Gestänge 12, 13, 14, 15 mittels Gabel 16 und genuteter Scheibe 17 angreift. Die Gabel 16 und die dasIf two ball tracks of a workpiece are to be processed at the same time, you can create a twin arrangement by z. B. (see Fig. 2) the one work spindle i ^a stationary and the other, i ^b , is arranged displaceably coaxially to the first, the rods 12, 13, 14, 15 engaging the displaceable work spindle by means of fork 16 and grooved disc 17 . The fork 16 and the that

Gewicht 14 tragende Hebelstange 13 sind bei 12 drehbar gelagert. Der Hebel 13 kann durch Linksdrehung des Winkelhebels 15 gestützt werden. Wird diese Stütze durch Rechtsdrehung des Hebels 15 aufgehoben, so erfolgt die relative Verschiebung zwischen Spindel und Werkstück durch einen vom Gewicht 14 über das Gestänge auf die Spindel i^& ausgeübten Druck in axialer Richtung. Das zu bearbeitende Werkstück, beispielsweise der Nabenkörper einer Freilaufnabe, wird bei der Ausführungsform nach Abb. 2 von einer Spannzunge 18 gehalten, die in einer Gleitführung 19 in Richtung der Spindelachse verschiebbar ist.Lever rod 13 carrying weight 14 are rotatably mounted at 12. The lever 13 can be supported by turning the angle lever 15 to the left. If this support is canceled by turning the lever 15 clockwise, the relative displacement between the spindle and the workpiece takes place in the axial direction ^{by a pressure exerted on the spindle i & by the weight 14 via the linkage.} The workpiece to be machined, for example the hub body of a freewheel hub, is held in the embodiment according to FIG. 2 by a clamping tongue 18 which is displaceable in a sliding guide 19 in the direction of the spindle axis.

Man kann aber auch (s. Abb. 4) die Arbeitsspindel ι als Hohlspindel ausbilden, die an einem Teil 20 des Maschinengestelles ortsfest auf Kugeln gelagert ist und das Werkstück W" gleichachsig in ihrem Innern aufnimmt. Hierbei können die für die Speichen vorgesehenen Löcher in den Flanschend des Werkstückes im Zusammenwirken mit geeigneten Stiften der Hohlspindel ι als Mitnehmer dienen. Die Arbeitskugeln 4 mit ihren Käfigen 3 sitzen in diesem Falle auf den Enden der gleichachsig verschiebbar gelagerten Stangen 21, 22. Diese Stangen werden beide von den Belastungsgestängen 12, 13,14,15 mit der erforderlichen Druckbelastung gegeneinander und gegen das Werkstück vorgeschoben. Bringt man auf der einen Stange 21 in geeigneter Weise einen Anschlag 23 an, der den Vorschub dieser Stange begrenzt, so brauchtBut you can also (see Fig. 4) train the work spindle ι as a hollow spindle, which is fixedly mounted on a part 20 of the machine frame on balls and the workpiece W ″ coaxially in its interior the flange end of the workpiece in cooperation with suitable pins of the hollow spindle ι serve as a driver. In this case, the working balls 4 with their cages 3 sit on the ends of the coaxially displaceable rods 21, 22. These rods are both supported by the loading rods 12, 13, 14, 15 are advanced against one another and against the workpiece with the required pressure load

. nur das Belastungsgestänge der Stange 22 mit einem Entlastungshebel 15 versehen zu werden. '35 Vielfach befindet sich an den Werkstücken ein Drehkörper (radialer oder konischer Bund), der von der Mittelebene der Kugelbahnen einen bestimmten, genau einzuhaltenden Abstand haben muß. Gemäß der Erfindung sollen solche Drehkörper gleichzeitig mit der erfindungsgemäßen Bearbeitung der Kugelbahnen nachgerieben werden. Ein hierfür geeignetes Werkzeug, das bei der in Abb. 2 dargestellten Vorrichtung verwendet werden soll, ist in Abb. 3 in vergrößertem Maßstab gezeichnet. Es hat an seinem vorderen Ende eine Reibahle 23 und ist an der einen Arbeitsspindel i^b gegebenenfalls auswechselbar befestigt. Sobald die Stirnfläche der Arbeitsspindel i^a mit der Stirnfläche der Reibahle 23 zusammentritt, ist die richtige Entfernung zwischen den beiden Mittelebenen der Kugelbahnen und dem konischen Bund B des Werkstückes hergestellt.
' An Stelle der beschriebenen Anordnung der Reibahle an einem der Kugelbahnträger kann man auch den Bund vor dem Glätten der Kugelbahnen drehen und fertigreiben. In diesem Falle verwendet man lehrenartige Körper, wie sie in Abb. 4 dargestellt sind. Zwischen den Stirnflächen der Stangen 21, 22 befindet sich das Axialkugellager 36, der zylindrische Lehrenkörper 3J und der keglige Lehrenkörper 38, der von einer zwischen beiden eingeschalteten Feder 39 gegen den fertiggeriebenen kegligen Bund B gedrückt wird. Sobald die beiden Körper 37, 38 einerseits und der Körper 38 und die Stange 21 andererseits mit ihren Stirnflächen, zusammengestoßen sind, ist der Walzvorgang beendet, und die richtigen Abstandsmaße zwischen dem Bund und den beiden Kugelbahnen sind hergestellt.. only the loading linkage of the rod 22 to be provided with a relief lever 15. 35 In many cases there is a rotating body (radial or conical collar) on the workpieces, which must be at a certain distance from the center plane of the ball tracks, which must be precisely maintained. According to the invention, such rotating bodies should be re-rubbed at the same time as the machining of the ball tracks according to the invention. A suitable tool to be used in the device shown in Fig. 2 is shown in Fig. 3 on an enlarged scale. It has a reamer 23 at its front end and is attached to the one work spindle i ^{b in an} exchangeable manner, if necessary. As soon as the end face of the work spindle i ^a meets the end face of the reamer 23, the correct distance between the two central planes of the ball tracks and the conical collar B of the workpiece is established.
'' Instead of the described arrangement of the reamer on one of the ball track carriers, the collar can also be rotated and finished before smoothing the ball tracks. In this case, gauge-like bodies as shown in Fig. 4 are used. The axial ball bearing 36, the cylindrical gauge body 3J and the conical gauge body 38, which is pressed by a spring 39 connected between the two, against the finished conical collar B are located between the end faces of the rods 21, 22. As soon as the two bodies 37, 38 on the one hand and the body 38 and the rod 21 on the other hand have collided with their end faces, the rolling process is ended and the correct distances between the collar and the two ball tracks are established.

Bei der in Abb. 5 dargestellten Vorrichtung zum Bearbeiten der äußeren Laufringe L^a von Radialkugellagern ist eine von einer Riemenscheibe 24 aus angetriebene, ortsfest gelagerte Spindel 25 vorhanden, an deren einem Ende eine Haltevorrichtung 26 für den Laufring L^a angebracht ist. Gegenüber der Spindel 25 ist gleichachsig die Stange 27, die mit einem Belastungsgestänge 12, 13, 14, 15 in der beschriebenen Weise versehen ist, verschiebbar gelagert. Sie trägt an ihrem vorderen Ende eine von zwei gegeneinander verschiebbaren Kegelkörpern 28, 29 gebildete Kugellaufbahn, deren Durchmesser beim Andrücken der Stange 27 gegen die Spindel 25 sich vergrößert, so daß die auf der Kugelbahn in einem mit genügendem Spielraum versehenen Käfig 3 laufenden Arbeitskugeln 4 in radialer Richtung gegen die natürlich vorgedrehte Kugelbahn des Lauf ringes L^a gedrückt werden. Der Kegelkörper 28 ist an der Stange 27 verschiebbar befestigt und trägt an seiner Stirnfläche ein Axialkugellager 30. Die Verschiebbarkeit des Körpers 28 und der Stange 27 wird derart begrenzt, daß die Verschiebbarkeit in dem Augenblick erschöpft ist, wo die Kugelbahn des Lauf ringes L^a die gewünschte Tiefe aufweist.In the device shown in Fig. 5 for machining the outer races L ^a of radial ball bearings, a stationary mounted spindle 25 driven by a pulley 24 is provided, at one end of which a holding device 26 for the race L ^{a is} attached. The rod 27, which is provided with a loading linkage 12, 13, 14, 15 in the manner described, is mounted displaceably on the same axis opposite the spindle 25. At its front end it carries a ball raceway formed by two mutually displaceable cone bodies 28, 29, the diameter of which increases when the rod 27 is pressed against the spindle 25, so that the working balls 4 running on the ball track in a cage 3 provided with sufficient clearance radial direction against the naturally pre-rotated ball track of the race ring L ^{a are} pressed. The cone body 28 is slidably attached to the rod 27 and carries on its end face an axial ball bearing 30. The displaceability of the body 28 and the rod 27 is limited such that the displaceability is exhausted at the moment when the ball track of the race ring L ^a the Has the desired depth.

Die Haltevorrichtung für den Laufring besteht zweckmäßigefweise aus einem Futterring 33, in den der Laufring mit Gleitsitz eingepaßt ist. Der Futterring ist seinerseits mit der Spindel 25 durch eine Klauenkupplung 32 verbunden. Vermöge der Anordnung des Futterringes 33 kann während der eigentlichen Bearbeitungszeit der demnächst zu bearbeitende Laufring in einen zweiten Futterring eingeschoben werden, so daß beim Auswechseln des Werkstückes lediglich die Futterringe mit den darin befindlichen Werkstücken auszuwechseln sind.The holding device for the race expediently consists of a lining ring 33, in which the race is fitted with a sliding fit. The feed ring is in turn with the spindle 25 is connected by a claw coupling 32. By virtue of the arrangement of the feed ring 33, the race to be machined soon can be pushed into a second chuck ring during the actual machining time be, so that when changing the workpiece only the feed rings with the the workpieces in it are to be replaced.

Abb. 6 zeigt eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung zum Bearbeiten des inneren Laufringes. Hier entspricht dem Teil 28 der Abb. 5 ein mit einer hohlkegligen Bohrung versehener Teil 28', der in der Spindel 25 durch einen Schraubring 31 gefangengehalten wird. Zwischen dem Teil 28' und dem ebenfalls· mit einer hohlkegligen Bohrung versehenen Ende 29 der Stange 27 ist eine Klauenkupplung 35 vorgesehen. An Stelle des Futterringes 33 der Abb. 5 tritt bei dieser Vorrichtung ein Dorn, auf denFig. 6 shows a correspondingly designed device for machining the inner race. Here corresponds to the part 28 of Fig. 5 is provided with a hollow conical bore Part 28 'which is held captive in the spindle 25 by a screw ring 31. Between the part 28 'and the end 29 of the Rod 27, a claw coupling 35 is provided. Instead of the lining ring 33 in Fig. 5 occurs in this device a mandrel on the

der innere Laufring Ü mit Gleitsitz paßt. Der Dorn wird durch Mitnehmerzähne 32 mit der Spindel 25 unverdrehbar verbunden. Er paßt lose in eine Bohrung 34 der Stange 27 und bleibt beim Auseinanderbewegen der Stange 27 und der Spindel 25 an den Mitnehmerzähnen dieser letzten hängen.the inner race Ü fits with a sliding fit. The mandrel is non-rotatably connected to the spindle 25 by driver teeth 32. It fits loosely in a bore 34 of the rod 27 and when the rod 27 and the spindle 25 are moved apart, it remains attached to the driver teeth of the latter.

Claims

Patent claims:

i. Method for reworking the ball races of bicycle hubs, in particular Freewheel hubs, characterized in that the post-processing takes place in the known way of burnishing through hard steel balls (polishing balls) rolling in a hardened guideway without axles happens with a diameter corresponding to the profile of the fillet to be machined and here the relative Axial movement between the workpiece and the guideway of the polishing balls by means of a dimension that is appropriate to the gauge of the workpiece set stop is limited.

2. Polishing embossing device for performing the method according to claim 1 with a Spindle that can be rotated and axially displaced relative to the workpiece and on which the raceway for the polishing balls is located, characterized in that the relative displacement between spindle and workpiece limiting stop (6) is rotatable and mounted on running balls.

3. burnishing device according to claim 2, characterized in that the relative Displacement between spindle and workpiece is caused by weight loading.

4. embossing polishing device for the simultaneous processing of two ball tracks on a workpiece (z. B. bicycle hub body), characterized in that the workpiece is provided between two with tracks for each a row of polishing balls, approaching spindles at work (i ^a , i ^b ; Fig. 2) non-rotatable, but held axially freely displaceable and the relative displacement between spindles and workpiece is limited by the meeting of the two spindles.

5. embossing polishing device according to claim 4 for bicycle freewheel hubs, ^ characterized in that one of the two spindles (i ^b ) is designed at the same time as a reamer (23) for rubbing the hollow conical surface (B) .

6. embossing and polishing device according to claim 2 for the simultaneous processing of two ball tracks on a workpiece (z. B. bicycle hub body), characterized in that the workpiece with a stationary chuck (1, Fig. 4) rotates and by two under the effect of weight in Spindein penetrating the workpiece from both ends and each provided with a track for a row of polishing balls (4) (21, 22) is machined, the relative displacement between spindles and the workpiece is limited by the meeting of the two spindles.

7. embossing polishing device according to claim 6 for bicycle freewheel hubs, characterized in that with one of the two spindles against spring pressure axially displaceable in the hollow conical surface (B) of the workpiece penetrating gauge cone (38) is connected, which is finally pressed between the two spindles and the relative displacement between spindles and workpiece is limited by the meeting of the two spindles.

8. embossing polishing device according to claim 2 for the inner and outer races of radial ball bearings, characterized in that two against each other and against the between them on a mandrel (33, Fig. 6) or in a chuck (33, Fig. 5) free displaceable workpiece relatively displaceable spindles (25 and 27, Figs. 5 and 6) are arranged with conical surfaces between which the row of polishing balls lies and which, through their mutual movement until the end surfaces provided for this purpose touch each other, cause and limit the radial pressure of the balls.

For this purpose 2 sheets of drawings