KR20180041128A - 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법, 그리고 테이퍼 롤러 조립체 및 테이퍼 롤러 베어링 - Google Patents

테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법, 그리고 테이퍼 롤러 조립체 및 테이퍼 롤러 베어링 Download PDF

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ring
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KR1020187004361A
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마쿠스 만타우
라인하르트 킥-로덴뷔혀
안드레 샤데
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 복수의 구조 형상으로 내부 링, 외부 링 그리고 내부 링과 외부 링 사이에 구르도록 배열된 복수의 테이퍼 롤러를 구비하는 테이퍼 롤러 베어링에 관한 것이다. 본 발명의 과제는, 특히 간단하게 장착될 수 있는 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법을 제안하는 것이다. 이 목적을 위해, 내부 링(3) 및 롤러 링(12)을 갖는 테이퍼 롤러 조립체(1)를 제조하기 위한 방법이 제안되며, 이 방법은 다음과 같은 단계들, 즉 a) 내부 링(3)을 제공하는 단계로서, 이 경우 내부 링(3)은, 예비 플랜징 단계의 범주에서 내부 링(3)의 에지 영역(6)을 플랜징 오버(flangign over) 함으로써 제조되는 플랜지 장착 림(10)을 구비하는 단계와, b) 롤러 링(12)을 내부 링(3) 상에 장착하는 단계로서, 이 경우에는 롤러 링(12)이 플랜지 장착 림(10)을 통해서 내부 링(3) 위로 미끄러지는 단계와, c) 플랜지 장착 림(10)을 플랜지 림(15) 내부로 플랜징 오버 하는 단계로서, 이 경우에는 플랜지 림(15)이 고정 림으로서 롤러 링(12)을 분실되지 않게 고정시키는 단계와, d) 상기 단계 b) 또는 상기 단계 c) 전에 플랜지 장착 림(10)을 열처리하는 단계로서, 이 경우에는 플랜지 장착 림(10)의 경도가 내부 링(3)의 궤도면(5)의 경도에 비해 감소되는 단계를 포함한다. 또한, 상기와 같은 테이퍼 롤러 조립체(1)에 의해서 형성되는 테이퍼 롤러 베어링(20)이 제안된다.

Description

테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법, 그리고 테이퍼 롤러 조립체 및 테이퍼 롤러 베어링
본 발명은, 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법과 관련이 있으며, 이 경우 이 방법은 다음과 같은 단계들, 즉 내부 링을 제공하는 단계로서 이 경우에 내부 링은 플랜지 장착 림을 구비하는 단계와, 롤러 링을 내부 링 상에 장착하는 단계로서, 이 경우에 롤러 링은 플랜지 장착 림을 통해서 내부 링 위로 미끄러지는 단계와, 플랜지 장착 림을 플랜지 림 내부로 플랜징 오버(flanging over) 하는 단계로서, 이 경우에 플랜지 림은 고정 림으로서 롤러 링을 분실되지 않게 고정시키는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은, 이 방법에 의해서 제조된 테이퍼 롤러 조립체와, 테이퍼 롤러 조립체에 의해서 형성된 테이퍼 롤러 베어링과도 관련이 있다.
테이퍼 롤러 베어링은 복수의 구조 형상으로 내부 링, 외부 링 그리고 내부 링과 외부 링 사이에 구르도록 배열된 복수의 테이퍼 롤러를 구비한다. 테이퍼 롤러는 케이지(cage) 내에서 안내되는 경우가 많다. 내부 링 및 외부 링의 제조는 예를 들어 절단 제거 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우 내부 링은 반제품으로부터 분리되어 다듬질 된다. 변형 기술적으로 링을 제조하는 다른 가능성들도 제안된다.
따라서, 공보 DE 102011005326 A1호는, 베어링 링, 특히 테이퍼 롤러 베어링 링을 제조하기 위한 방법을 개시하며, 이 경우에는 원형 링 형상의 디스크로부터 출발하여 실질적으로 원통형인 베어링 링의 형성, 및 단 하나의 작업 단계에서 변형 공정, 특히 압출 가공에 의한 베어링 링의 궤도면의 제조가 이루어진다.
DE 1014795 B호는, 양측에 일체로 형성된 림을 갖는 경화된 베어링 링에 의해서 니들 링이 양측에서 축 방향으로 안내되는 니들 베어링을 개시한다. 림들 중 하나는 케이지 및 베어링 링이 축 방향으로 함께 안내된 후에 일체로 형성되며, 이 경우 상기 림의 영역에 있는 재료는 연성 상태에 있고, 변형 후에 비로소 경화된다. 베어링 링은, 케이지의 장착 후에 형성되는 림의 영역에서는 축소된 벽 두께를 갖는다.
JP 2015-025503 A호는, 테이퍼 롤러 베어링 및 이와 같은 베어링을 제조하기 위한 방법을 기술하며, 이 경우에는 소형 플랜지 및 대형 플랜지를 구비하는 내부 링이 제공된다. 내부 링 상에 롤러 링을 장착하는 작업이 이루어지며, 이 경우에는 고정 림으로서 롤러 링을 분실되지 않게 고정시키기 위하여, 롤러 링이 소프트 어닐링(soft annealing) 처리된 소형 플랜지를 통해서 내부 링 상으로 미끄러지고, 그 다음에 소형 플랜지가 변형된다. 이때, 소형 플랜지는 일 변형 단계에서 테이퍼 롤러의 방향으로 기울어지며, 이 경우에는 높은 변형도에 도달한다. 이때, 최고로 심한 변형 영역에 이미 존재하는 표면 결함들은 더욱 심해진다. 또한, 그곳에서는, 플랜징 오버 된 소형 플랜지의 추가적인 약화를 야기하는 균열 또는 주름 형성과 같은 내부 링 재료 내의 추가의 결함들이 발생한다.
본 발명의 과제는, 특히 간단하게 그리고 안전하게 장착될 수 있는, 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법을 제안하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 1의 특징들을 갖는 방법에 의해서 그리고 청구항 10의 특징들을 갖는 테이퍼 롤러 조립체에 의해서 해결된다. 또한, 이와 같은 테이퍼 롤러 조립체를 갖춘 테이퍼 롤러 베어링을 제공하는 것도 본 발명의 과제이다. 본 발명의 선호되거나 바람직한 실시예들이 종속 청구항들, 이하의 상세한 설명부 및 첨부된 도면들로부터 나타난다.
내부 링 및 롤러 링을 갖는 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법에 대한 과제가 해결되며, 이 경우 이 방법은 다음과 같은 단계들, 즉
a) 내부 링을 제공하는 단계로서, 이 경우 내부 링은, 예비 플랜징 단계의 범주에서 내부 링의 에지 영역을 플랜징 오버 함으로써 제조되는 플랜지 장착 림을 구비하는 단계와,
b) 롤러 링을 내부 링 상에 장착하는 단계로서, 이 경우에는 롤러 링이 플랜지 장착 림을 통해서 내부 링 위로 미끄러지는 단계와,
c) 플랜지 장착 림을 플랜지 림 내부로 플랜징 오버 하는 단계로서, 이 경우에는 플랜지 림이 고정 림으로서 롤러 링을 분실되지 않게 고정시키는 단계와,
d) 상기 단계 b) 또는 상기 단계 c) 전에 플랜지 장착 림을 열처리하는 단계로서, 이 경우에는 플랜지 장착 림의 경도가 내부 링의 궤도면의 경도에 비해 감소되는 단계를 포함한다.
본 발명의 대상은, 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법이다. 테이퍼 롤러 조립체는 내부 링 및 롤러 링을 구비한다. 롤러 링은 복수의 테이퍼 롤러와, 테이퍼 롤러가 고정되어 있는 케이지를 포함한다. 바람직하게는, 내부 링 및 케이지가 테이퍼 롤러를 분실되지 않게 반경 방향으로 고정시키는 것이 제안되었다. 이로써, 테이퍼 롤러는 반경 방향 내부로는 내부 링에 의해서 지지되어 있고, 반경 방향 외부로는 케이지에 의해서 분실되지 않게 파지되어 있다. 내부 링은 플랜지 림과, 테이퍼 롤러가 구르는 궤도면을 구비한다. 임의 선택적으로, 내부 링은 또한 고정 림도 구비한다. 궤도면은 축 방향으로 플랜지 림과 고정 림 사이에 배열되어 있다. 궤도면은 바람직하게 절두 원추형의 또는 원뿔형의 표면을 갖는다. 바람직하게, 내부 링은 강철, 특히 경화 가능한 강철로부터 제조되었다. 내부 둘레 면에서 내부 링은 바람직하게 직선으로, 중공 실린더 형상으로 형성되었다. 롤러 링은 플랜지 림과 고정 림 사이에, 특히 롤러 링이 두 가지 축 방향으로 형상 결합 방식으로 파지되도록 배열되어 있다. 특히, 내부 링 및 롤러 링을 포함하는 테이퍼 롤러 조립체는, 테이퍼 롤러 조립체의 구성 부품들이 분실될 수 없기 때문에 간단히 운송 및/또는 장착될 수 있는 자체 고정식 조립체로서 형성되어 있다.
이 방법은 적어도 다음과 같은 단계들을 포함한다:
먼저, 예비 플랜징 단계에서 내부 링이 제공되며, 이 경우 내부 링은 플랜지 장착 림 및 임의 선택적으로, 보완적인 고정 림을 구비한다. 플랜지 장착 림 및 고정 림은 내부 링의 축 방향으로 서로 마주 놓여 있는 단부에 배열되어 있다. 플랜지 장착 림과 고정 림 사이에는, 테이퍼 롤러를 위한 궤도면이 배열되어 있다. 플랜지 장착 림은 바람직하게는 내부 링의 축 방향 단부 섹션으로서 형성되며, 이러한 단부 섹션은 특히 내부 링의 가상의 실린더 형상 연장부에 대하여 반경 방향 외부로 확대되어 있다. 내부 링의 회전 축을 따라 내부 링을 절단한 종단면에서는, 플랜지 장착 림이 내부 링의 궤도면의 천이부로부터 출발해서 반경 방향 외부로 진행한다. 반경 방향 내측 및/또는 외측에서는, 플랜지 장착 림이 예컨대 원추형 또는 원뿔형으로 형성되어 있다.
장착 단계인 후속하는 일 단계에서는, 롤러 링이 내부 링 상에 장착되며, 이 경우 롤러 링은 플랜지 장착 림을 통해서 내부 링 위로 미끄러진다. 롤러 링은 바람직하게 예비 장착된 롤러 링으로 형성되어 있으며, 이 경우에는 이미 모든 테이퍼 롤러가 케이지 내에 배열되어 있다. 테이퍼 롤러는 케이지에 의해서, 반경 방향 외부로 떨어질 위험에 대하여 안전하게 보호되어 있다. 달리 표현하자면, 테이퍼 롤러는 케이지 내에서 반경 방향 외부에 대하여 파지되어 있다. 따라서, 케이지 및 테이퍼 롤러, 특히 모든 테이퍼 롤러를 포함하는 롤러 링은 플랜지 장착 림을 통해서 내부 링 위로 미끄러진다. 특히, 미끄러질 때 롤러 링의 케이지가 비틀리거나 달리 변형되지 않고, 오히려 테이퍼 롤러를 갖는 케이지 및 이로써 롤러 링이, 플랜지 장착 림을 초과하는 치수에 의해서 내부 링 위로 바람직하게는 변형 없이 미끄러지도록 치수 설계되는 것이 제안되었다.
플랜징 최종 단계인 후속하는 일 단계에서는, 플랜지 장착 림의 플랜징 오버가 이루어짐으로써, 결과적으로 플랜지 림이 생성된다. 플랜지 림은, 롤러 링을 특히 축 방향으로 분실되지 않게 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정시키는 고정 림으로서 형성되어 있다. 특히, 플랜지 장착 림이 계속 궤도면의 방향으로 기울어짐으로써, 결과적으로 롤러 링이 내부 링 내에 또는 내부 링 상에 파지된다.
본 발명의 한 가지 장점은, 플랜지 림이 2개의 단계에서 생성된다는 것이며, 이 경우에는 먼저 플랜지 장착 림이 제조되고, 그 다음에 롤러 링이 장착된 후에 비로소 플랜지 림으로의 변형이 이루어진다. 이와 같은 방식에 의해서는, 롤러 링의 케이지가 비틀리거나 달리 변형될 필요 없이, 테이퍼 롤러 조립체가 간단히 장착될 수 있다. 그럼에도, 방법이 종료된 후에는 롤러 링이 내부 링 내에 또는 내부 링 상에 분실되지 않게 고정됨으로써, 결과적으로 테이퍼 롤러 조립체의 구성 부품들 또는 부분들이 분실될 위험 없이, 테이퍼 롤러 조립체가 운송 및 장착될 수 있다.
본 발명에 따라, 플랜지 림 내부로 플랜징 오버하기 위해 플랜지 장착 림의 경도를 감소시키기 위하여, 플랜지 장착 림은 특히 국부적으로 열처리 된다. 특히, 내부 링은 오로지 플랜지 장착 림의 영역에서만, 특별히 플랜징 최종 단계의 휨 영역에서만 국부적으로 열처리 된다. 그와 달리, 열처리는 바람직하게 궤도면의 경도가 변경 없이 유지되도록 실행된다. 특히 바람직하게는, 열처리에 의해, 특히 플랜징 최종 단계에서 플랜징 오버로 인해 형상 변경이 이루어지는 영역에서, 플랜지 장착 림의 경도가 내부 링의 궤도면에 비해 더 낮게 형성되어 있다. 양 플랜징 공정들 사이에서 2개의 단계로 이루어지는 플랜징 오버 및 열처리로 인해, 플랜징 최종 단계에서 내부 링의 에지 영역에서 나타나는 재료 경화는, 특히 상기 내부 링의 영역에서 균열 형성 또는 주름 형성과 같은 재료 손상 위험이 최소로 될 정도까지 감소되었다. 이로써, 플랜지 림의 영역에서 본 발명에 따른 테이퍼 롤러 조립체를 장착할 때 내부 링이 샤프트 위로 미끄러지는 경우에는, 플랜지 림에서 손상이 발생하지 않는데, 그 이유는 플랜지 림이 2개 단계의 처리 방식으로 인해, 상기 플랜지 림에 압착되는 장착 공구에 탄성적으로 휘기에 충분한 잔류 연성을 갖기 때문이다. 또한, 바람직한 방식으로는, 예비 플랜징 된 플랜지 장착 림이 더욱 변형되어야만 하는 거리가 짧기 때문에 플랜징 최종 단계에서 장착 시간도 줄어들었다.
국부적으로 열처리 되지 않은 내부 링의 기본 경도는 한 편으로는 내부 링의 제조로부터 기인할 수 있다. 따라서, 예를 들어 선호되는 냉간 유동 압축과 같은 변형 기술적인 제조에서는, 재료 경화를 유도하는 응력이 발생한다. 대안적으로 또는 보완적으로, 내부 링은 또한 전체적으로 경화될 수 있으며, 이 경우에는 국부적인 열처리에 의해서 경도가 재차 국부적으로 감소된다. 또한, 내부 링의 기본 재료는, 특히 국부적인 열처리에 의해서 감소되는 기본 경도를 가질 수도 있다.
열처리는 선택적으로, 즉 롤러 링의 장착 전에 또는 롤러 링의 장착 후에 실행될 수 있다. 하지만, 접근 가능성과 관련된 문제점을 피하기 위해, 롤러 링의 장착 전에 열처리를 실행하는 것이 바람직한데, 그 이유는 롤러 링이 경우에 따라 열처리에 대한 장애 윤곽이 되기 때문이다.
특히 국부적인 열처리의 장점은, 한 편으로는, 휨 영역이 덜 단단하기 때문에 플랜지 림 내에서 플랜지 장착 림의 플랜징 오버 과정이 간소해진다는 데 있다. 또한, 이와 같은 방식에 의해서는, 플랜지 장착 림 또는 플랜지 림의 휨 영역의 영역에서의 파괴도 방지된다. 열처리가 고주파 열처리로서 형성되어 있는 경우가 특히 바람직하다.
본 발명에 따라, 플랜지 장착 림은 예비 플랜징 단계의 범주에서 내부 링의 에지 영역을 플랜징 오버함으로써 제조된다. 제조 과정 중에 내부 링을 관찰해보면, 예컨대 중공 실린더 형태로 축 방향으로 연장되는 내부 링의 에지 영역이 먼저 존재한다. 예비 플랜징 단계에서 에지 영역이 플랜징 오버 되어 궤도면 방향으로 기울어짐으로써, 결과적으로 후속하는 롤러 링의 장착이 이루어질 수 있다.
이 경우에는, 예비 플랜징 단계에서 플랜지 장착 림이 내부 링의 궤도면과 90 내지 180°의 범위에 있는 각을 형성하도록 형성된 경우가 바람직하다. 롤러 링의 장착 후에 플랜징 최종 단계가 이루어지며, 이 경우에는 플랜지 림을 형성하기 위하여 플랜지 장착 림이 궤도면 방향으로 더 기울어진다. 이때, 플랜지 림은 특히, 내부 링의 궤도면과 90° 미만의 범위에 있는 각을 형성하도록 형성된다.
제조 기술적으로 볼 때에는, 예비 플랜징 단계에서의 플랜징 오버 작업이, 내부 링의 에지 영역을 플랜지 장착 림으로 변형하기 위해 상기 에지 영역에 축력을 제공하고 축 방향으로 이동할 수 있는 플랜지 스탬프를 통해서 실행되는 것이 바람직하다.
에지 영역을 갖는 내부 링이 냉간 유동 압축에 의해서 제조되는 것이 특히 바람직하다. 특히 바람직하게는, 냉간 유동 압축을 위해 변형 장치가 사용된다. 이때에는, 냉간 유동 압축된 내부 링이 특히 자신의 궤도면의 영역에서는 재료 분리 공정에 의해서 영향을 받는 표면을 구비하지 않는 경우가 특히 바람직하다.
방법의 바람직한 일 개선예에서는, 에지 영역을 갖는 내부 링이 계속 변형 장치 내에 삽입되어 있는 경우에, 예비 플랜징 단계로의 플랜징 오버가 이루어진다. 이 위치에서 내부 링의 위치가 규정되어 있음으로써, 결과적으로 에지 영역은 충분히 높은 정확도로 플랜지 장착 림으로 변형될 수 있다.
특히 바람직하게, 변형 장치는, 적어도 궤도면을 생성하는 하나 이상의 공구부 및 변형 스탬프를 구비하며, 이 경우 변형 스탬프는 축 방향으로 이동된다. 이 경우에는, 플랜지 스탬프가 반대 방향으로 이동되는 것이 특히 바람직하다.
특히 바람직하게, 에지 영역을 갖는 내부 링은, 변형 장치에 의해 냉간 유동 압축에 의해서 내부 링으로 변형되는 원형 링 디스크, 특히 평평한 원형 링 디스크로부터 제조된다.
본 발명의 또 다른 대상은, 본 발명에 따른 방법에 따라서 제조되는 테이퍼 롤러 조립체와 관련이 있다. 이 방법으로부터 결과적으로 나타나는, 테이퍼 롤러 조립체 내에 설치되어 있는 것과 같은 플랜지 림을 갖는 내부 링 내에서의 경도 파형은 특유하고, 본 발명에 따른 방법의 사용을 입증할 수 있다.
이때, 테이퍼 롤러 조립체를 위해서는, 특히 냉간 유동 압축된 내부 링이 궤도면의 영역에서 6 mm의 최대 두께를 갖는 경우가 바람직하다. 또한, 특히 냉간 유동 압축된 내부 링은 에지 영역에서 바람직하게 상기 궤도면의 최대 두께의 최대 25%에 상응하는 두께를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 테이퍼 롤러 조립체 및 외부 링을 포함하는 테이퍼 롤러 베어링에 대한 과제가 해결된다. 테이퍼 롤러 베어링에 대해서는, 앞에서 이미 언급된 바와 같은 본 발명에 따른 테이퍼 롤러 조립체에 대한 장점들과 동일한 장점들이 적용된다.
테이퍼 롤러 베어링의 외부 링은 특히 냉간 유동 압축된 외부 링이다.
내부 링 및 외부 링이 냉간 유동 압축에 의해서 제조되고, 특히 내부 링의 궤도면의 영역 및 외부 링의 궤도면의 영역에, 재료 분리 공정에 의해서 영향을 받는 표면을 구비하지 않는 테이퍼 롤러 베어링이 특히 바람직하다. 이와 같은 베어링은 특히 신속하게 그리고 비용 절감 방식으로 제조될 수 있으며, 탁월한 장착 가능성 및 고정 가능성을 갖는다.
본 발명의 또 다른 특징들, 장점들 및 효과들은 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 나타난다.
도 1은 테이퍼 롤러 조립체를 제조하기 위한 방법의 복수의 단계들이 도시되어 있는 흐름도를 도시하고,
도 2는 테이퍼 롤러 조립체용 내부 링을 제조하기 위한, 절반 절단된 상태의 변형 장치를 매우 개략적으로 도시하며, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 테이퍼 롤러 베어링을 절반 절단된 상태에서 도시한다.
도 1은, 우측에서, 테이퍼 롤러 조립체(1)를 제조하기 위한 복수의 단계가 도시되어 있는 흐름도를 보여준다. 좌측에는, 테이퍼 롤러 조립체(1)를 제조하기 위한 출발 제품 및 중간 제품이 절반 절단된 상태에서 개략적으로 도시되어 있다.
방법은, 예를 들어 바람직하게 경화 가능한 강철로부터 제조된 원형 링 디스크(2)로부터 출발할 수 있다. 원형 링 디스크(2)는 평평한 디스크로서 형성되어 있고, 예를 들어 블랭크(blank)로부터 절단될 수 있다. 변형 단계로서 형성되어 있는 단계 100에서는, 원형 링 디스크(2)가 냉간 유동 압축에 의해서 내부 링(3)으로 변형되며, 이 경우에는 내부 링(3)이 고정 림(4), 원뿔 모양으로 진행하는 궤도면(5) 및 축 방향으로 진행하는 에지 영역(6)을 구비한다. 에지 영역(6)은 내부 링(3)의 중공 실린더 형상의 단부 섹션으로서 형성되어 있다.
예를 들어, 내부 링(3)은 단계 100 이후의 상태에서, 도 2에 절반 절단된 상태로 개략적으로 도시되어 있는 변형 장치(7) 내에서 제조될 수 있다. 변형 장치(7)는 2개의 공구부(8a, 8b)를 구비하며, 이 경우 공구부(8a)는 내부 링(3)의 궤도면(5)을 형성하고, 공구부(8b)는 고정 림(4)에서 내부 링(3)의 전면을 형성한다. 공구부들(8a와 8b) 사이에 원형 링 디스크(2)가 삽입되어 있고, 중앙 변형 스탬프(9)를 이용한 냉간 유동 압축에 의해서 내부 링(3)의 형상으로 변형된다. 이때, 에지 영역(6)은 공구부(8a)와 변형 스탬프(9) 사이에 있는 환상 갭에 의해서 형성된다.
예비 플랜징 단계로서 형성되어 있는 단계 200에서는, 에지 영역(6)이 궤도면(5)의 방향으로 기울어지거나 플랜징된다. 이때, 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측에 각각 주변을 둘러싸는 원뿔형 표면을 갖는 플랜지 장착 림(10)이 생성된다. 에지 영역(6)은, 예비 플랜징 단계에서의 변형에 의해, 단계 200에서는 중공 실린더 형상으로부터 출발하여 깔때기 형상으로 변형된다.
도 2에는, 단계 200의 가능한 실행이 도시되어 있다. 에지 영역(6)을 갖는 내부 링(3)이 제조되자마자, 플랜징 스탬프(11)가 축 방향으로 이송됨으로써, 결과적으로 에지 영역(6)은 기술된 방식에 의해서 플랜징 장착 림(10)으로 변형된다. 플랜징 스탬프(11)의 이송 방향은 변형 스탬프(9)의 이송 방향과 반대이며, 이들 이송 방향은, 플랜징 스탬프(11) 및 변형 스탬프(9)에 의해서 제공되고 반대 방향으로 작용하는 힘(F)에 의해서 도시되어 있다.
열처리 단계로서 형성되어 있는 단계 300에서는, 플랜지 장착 림(10)의 국부적인 열처리가 이루어지는데, 특히 궤도면(5)에 대한 연결 영역(16)에서 열처리가 이루어진다. 국부적인 열처리는 예를 들어 고주파 열처리에 의해서 이루어질 수 있다. 국부적인 열처리에 의해 플랜지 장착 림(10)의 연결 영역(16)이 예컨대 궤도면(5)보다 연하게 만들어짐으로써, 결과적으로 플랜지 장착 림(10)의 추가 플랜징 오버 과정이 간소해진다. 또한, 추가 플랜징 오버 과정에서의 파괴 및 균열도 방지된다.
장착 단계로서 형성되어 있는 단계 400에서는, 롤러 링(12)의 장착이 이루어지며, 이 경우 롤러 링(12)은 복수의 테이퍼 롤러(13)와, 이 테이퍼 롤러(13)가 그 내부에 배열되어 있는 케이지(14)를 포함한다. 케이지(14)는, 테이퍼 롤러(13)가 케이지(14)와 궤도면(5) 사이에 분실되지 않게 고정되도록 형성되어 있다. 특히, 테이퍼 롤러(13)는 케이지(14)로부터 반경 방향 외부로는 떨어질 수 없다. 플랜지 장착 림(10)의 기하학적 구조는, 플랜지 장착 림(10)에 의해서 형성된 장애 윤곽 직경이 롤러 링(12)의 자유 직경보다 작도록 선택되었으며, 그 결과 롤러 링(12)은 케이지(14)의 변형 없이 내부 링(3) 위로 미끄러지거나 내부 링(3) 위에 장착될 수 있다. 특히, 적합한 치수를 선택함으로써, 장착 단계에서 케이지(14)의 손상이 방지된다.
플랜징 최종 단계로서 형성되어 있는 단계 500에서는, 플랜지 장착 림(10)이 플랜지 림(15)으로 계속 휘어지거나 플랜징된다. 이로써, 에지 영역(6)은 2개의 단계에서 궤도면(5)의 방향으로 기울어진다. 플랜지 림(15)은, 테이퍼 롤러(13) 및 케이지(14)를 포함하는 롤러 링(12)을 분실 불가능하게 고정시키는 고정 림으로서 형성되어 있다. 이로써, 최종 제품, 즉 테이퍼 롤러 조립체(1)는 간단히 운송 및 장착될 수 있는 자체 고정식 어셈블리로서 형성되어 있다.
도 3은, 플랜징 최종 단계 이후의 도 1의 단계 500에 따른 테이퍼 롤러 조립체(1)와 함께 테이퍼 롤러 베어링(20)을 절반 절단된 상태에서 보여준다. 케이지(14) 및 테이퍼 롤러(13)를 포함하는 롤러 링(12) 그리고 또한 고정 림(4) 및 플랜지 림(15)을 갖는 내부 링(3)을 확인할 수 있다. 더 나아가서는, 궤도면(18)을 갖는 외부 링(17)도 제공되어 있다. 테이퍼 롤러 베어링(20)을 샤프트 상에 장착하는 경우, 내부 링(3)이 상기 샤프트 위로 미끄러질 때에는, 플랜지 림(15)의 영역에 있는 장착 공구가 힘(F)에 의해서 축 방향으로 내부 링(3)을 향해 가압된다. 이렇게 함으로써, 플랜지 림의 영역에서는 손상이 발생하지 않게 되는데, 그 이유는 플랜지 림이 2개 단계의 처리 방식으로 인해 그리고 이와 결부되어 플랜징 최종 단계에서 재료 경화가 감소함으로 인해, 플랜지 림에 압착되는 장착 공구에 탄성적으로 휘기에 충분한 잔류 연성을 갖기 때문이다.
1: 테이퍼 롤러 조립체
2: 원형 링 디스크
3: 내부 링
4: 고정 림
5: 궤도면
6: 에지 영역
7: 변형 장치
8a, 8b: 공구부
9: 변형 스탬프
10: 플랜지 장착 림
11: 플랜징 스탬프
12: 롤러 링
13: 테이퍼 롤러
14: 케이지
15: 플랜지 림
16: 연결 영역
17: 외부 링
18: 궤도면
20: 테이퍼 롤러 베어링
F: 힘

Claims (15)

  1. 내부 링(3) 및 롤러 링(12)을 갖는 테이퍼 롤러 조립체(1)를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    e) 내부 링(3)을 제공하는 단계로서, 내부 링(3)은, 예비 플랜징 단계의 범주에서 내부 링(3)의 에지 영역(6)을 플랜징 오버 함으로써 제조되는 플랜지 장착 림(10)을 구비하는 단계와,
    f) 롤러 링(12)을 내부 링(3) 상에 장착하는 단계로서, 롤러 링(12)이 플랜지 장착 림(10)을 통해서 내부 링(3) 위로 미끄러지는 단계와,
    g) 플랜지 장착 림(10)을 플랜지 림(15) 내부로 플랜징 오버 하는 단계로서, 플랜지 림(15)이 고정 림으로서 롤러 링(12)을 분실되지 않게 고정시키는 단계와,
    h) 단계 b) 또는 단계 c) 전에 플랜지 장착 림(10)을 열처리하는 단계로서, 플랜지 장착 림(10)의 경도가 내부 링(3)의 궤도면(5)의 경도에 비해 감소되는 단계를 포함하는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 예비 플랜징 단계에서 플랜지 장착 림(10)은, 내부 링(3)의 궤도면(6)과 90 내지 180°의 범위에 있는 각을 형성하도록 형성되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플랜지 림(15)은, 내부 링(3)의 궤도면(6)과 90° 미만의 범위에 있는 각을 형성하도록 형성되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열처리는 HF-열처리로서 실시되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 링(3)으로서는 냉간 유동 압축된 내부 링(3)이 사용되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 냉간 유동 압축된 내부 링(3)은 특히 궤도면(5)의 영역에서는 재료 분리 공정에 의해서 영향을 받는 표면을 구비하지 않는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜지 장착 림(10)의 플랜징 오버 과정은 예비 플랜징 단계에서, 축 방향으로 이동되는 플랜징 스탬프(11)를 통해서 실행되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 내부 링(3)의 냉간 유동 압축이, 적어도 궤도면(5)을 형성하는 하나 이상의 공구부(8a)를 갖는 변형 장치(7)에 의해서 이루어지며, 변형 장치(7)는 변형 스탬프(9)를 구비하고, 변형 스탬프(9)는 축 방향으로 이동되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 플랜징 스탬프(11)와 변형 스탬프(9)는 반대 방향으로 이동되는, 테이퍼 롤러 조립체의 제조 방법.
  10. 테이퍼 롤러 조립체(1)에 있어서, 테이퍼 롤러 조립체(1)는 제1항 내지 제9항 중 적어도 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는, 테이퍼 롤러 조립체(1).
  11. 제10항에 있어서, 내부 링(3)은 궤도면(5)의 영역에서 6 mm의 최대 두께를 갖는, 테이퍼 롤러 조립체(1).
  12. 제11항에 있어서, 내부 링(3)은 에지 영역(6)에서 궤도면(5)의 최대 두께의 적어도 25%에 상응하는 두께를 갖는, 테이퍼 롤러 조립체(1).
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 테이퍼 롤러 조립체(1) 및 외부 링(17)을 포함하는, 테이퍼 롤러 베어링(20).
  14. 제13항에 있어서, 외부 링(17)은 냉간 유동 압축된 외부 링(17)인, 테이퍼 롤러 베어링(20).
  15. 제13항에 있어서, 내부 링(3) 및 외부 링(17)은 냉간 유동 압축에 의해서 제조되고, 특히 내부 링(3)의 궤도면(5)의 영역에 그리고 외부 링(17)의 궤도면(18)의 영역에, 재료 분리 공정에 의해서 영향을 받는 표면을 구비하지 않는, 테이퍼 롤러 베어링(20).
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