WO1999007495A2 - Verfahren zur herstellung von wälzlagerringen aus stahl - Google Patents

Verfahren zur herstellung von wälzlagerringen aus stahl Download PDF

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WO1999007495A2
WO1999007495A2 PCT/DE1998/001899 DE9801899W WO9907495A2 WO 1999007495 A2 WO1999007495 A2 WO 1999007495A2 DE 9801899 W DE9801899 W DE 9801899W WO 9907495 A2 WO9907495 A2 WO 9907495A2
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Karl Tenbrack
Wilfried FÖRSTER
Roland Stephan
Herbert Sommerfeld
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P15/003—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass bearings
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    • Y10T82/16—Severing or cut-off
    • Y10T82/16016—Processes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing roller bearing rings made of steel according to the preamble of patent claim 1.
  • Rolling bearing rings are manufactured as a starting product for rolling bearings, because of the high carbon content it is one of the hypereutectoid steels.
  • the following processes are used to produce a hot-worked pipe as the starting material for the production of individual rolling bearing rings.
  • a block is cast, which is rolled on a roughing mill to a tube round.
  • This round tube is preferably formed into a hot-finished tube using the Assel process (see Stahlrohr- Handbuch 10th Edition, Vulkan-Verlag, Essen 1986, pages 141-143).
  • Asselstrasse usually has a rotary hearth furnace as the heating system, which is followed by a perforating machine designed as a cross-rolling mill to produce a hollow body.
  • This hollow body is fed to an Assel rolling mill consisting of three diagonally arranged diagonally distributed rollers, which are equipped with a shoulder calibration.
  • the intermediate tube is reheated and the hot-finished tube is produced via a multi-stand reducing roller mill and a downstream measuring roller mill.
  • the disadvantage of this method is that the tube round used must be close to the dimension of the hot-finished tube and a large number of rolled or forged tube round material is required to cover the additional program
  • Assel Street is the preferred plant for the production of roller bearing tubes, but other tube production systems, such as push bench systems or tube continuous lines, are always used using pre-deformed and diffusion-annealed feed material
  • the mentioned rolling or forging process is always preceded by a diffusion annealing in order to largely reduce or reduce the segregation and coarse carbide precipitations resulting from the casting process.
  • All the manufacturing processes mentioned for the primary material are costly, since large capital-intensive systems are required for the forming and the material is moved several times Extensions always w If there is a need to split them up, there is also a corresponding amount of scrap material.
  • Each additional work and transport step entails a risk of generating further or increasing errors, the elimination of which increases the costs
  • the front pipes are processed, i.e. they are pickled, separated or greased.
  • the tubes are inserted as so-called rods in magazines of a multi-spindle machine (6 or 8 spindles) and a rolling bearing ring is machined from them.
  • the rings are then remunerated, i.e. hardened and tempered. Since the rings scale and warp during this heat treatment, the ring must be ground to its final dimensions.
  • the rolling bearing manufacturer then assembles the rolling bearing by joining the outer and inner ring, rolling elements and
  • the object of the invention is, based on this known prior art, to provide a method for producing roller bearing rings made of steel, which enables a further reduction in costs.
  • the essence of the invention is the cost-effective use of a hot-finished tube as a starting material in connection with a hot cutting to produce a Pipe ring, from which a green or soft ring of a rolling bearing ring, ie an outer or inner ring, is inexpensively produced by means of efficient cold processing.
  • the main part of cold processing is turning, which allows high cutting speeds and therefore short cycle times.
  • the cost-intensive production of a cold-piled or cold-drawn tube as the starting product for the ring production is omitted in the method according to the invention, as are all the transport and handling steps associated therewith.
  • Hot cutting without internal support If these conditions are taken into account, it has proven to be advantageous to precede the actual cold processing with a punching and pressing operation and / or a partial finish grinding.
  • the partial finish grinding on an outer ring consists of grinding the two end faces and / or the outer surface of the pipe ring to a soft ring dimension. In this way, multi-stage turning can take place in an optimal range and tool wear is reduced.
  • the preliminary grinding of the outer diameter of the pipe ring makes it possible to dispense with turning the outer diameter to the final dimension and thus to save one work step, which means an increase in the cycle time.
  • only one clamping is required in this case, so that a re-clamping is not necessary.
  • the pretreated pipe ring can also be machined on conventional lathes with double clamping.
  • Another tool to increase the cutting performance is the supply of a lubricant.
  • a pulse-like supply of a mixture of compressed air and conventional drilling emulsion has proven to be particularly advantageous. In this context, impulsive should mean that the supply takes place only during the actual machining process and remains switched off during the clocking and advancing of the tools.
  • the otherwise customary remuneration of the so-called green or soft ring can advantageously be integrated into the machining process.
  • this tempering can be carried out directly after the punching and pressing operation.
  • Another possibility is to carry out the hot cutting at a temperature above the transition temperature and to quench the pipe ring immediately thereafter, for example by dropping it into a water or oil bath.
  • the pipe ring has the hardness required for the rolling bearing. Machining cold processing is then hard turning and / or hard grinding, for which a corresponding processing technology has recently been developed.
  • An additional cost advantage is achieved by cold processing adapted to the preliminary stages.
  • the advantages resulting from the preliminary stages such as a higher degree of purity, lower decarburization, less distortion in the final tempering (less finishing allowance), longer service life due to the fine-grained structure, which is retained in this process, can be shared, so that there is a corresponding overall advantage .
  • the manufacture of a rolling bearing ring according to the invention is explained in more detail below using an example.
  • An outer ring for roller bearing type 6202 (35.2 x 11.2 mm) is to be manufactured.
  • the front pipe required for this is finish-rolled as a hot-ready pipe in the roll stands 1 of a stretch-reducing mill, as shown in FIG. Taking into account the tolerances for a pipe ready for production, the nominal dimension of the front pipe is 35.70 mm OD and 3.80 mm wall thickness.
  • the pipe to be cooled on the cooling bed 2 has the fine-grained pearlitic structure required for further processing, so that the otherwise required GKZ annealing (annealing on spherical cementite) can be dispensed with.
  • the tubes combined into tube layers 3 are fed to a cold circular saw and bundled in tube lengths 5 of approximately six meters. No further post-treatment steps on the downpipe are required for the preferred production route.
  • the coils are fed to the chute 7 via a support and separating section 6.
  • a rotary drive 8 of the hot cutting device detects the tube and moves it axially and shortly before it enters a cutting roll mill 11 with the required rotational speed.
  • the pipe to be separated can be
  • Rotary drive 8 are released, since the further process takes place intrinsically kinematically, so that the rotary drive 8 can be returned to the starting position and can grasp the next pipe.
  • the pipe start of the next pipe is brought up to the pipe end of the pipe that is already in the cutting process, so that the hot cutting takes place almost abruptly.
  • the pipe to be cut is heated to a separation temperature (> 720 ° C. but ⁇ transition temperature) by means of an induction heating system 10.
  • the actual separating process is carried out by special tools, which are characterized by helically arranged cutting edges of increasing height on the lateral surface.
  • the pipe rings are conveyed into a container 13.
  • it can be removed via conveyor belts while cooling in still air.
  • the pipe rings obtained in this way after they have cooled to room temperature, are fed to a processing machine which, in a multi-stage turning process, produces the complete rolling bearing outer ring (soft ring) (FIG. 3).
  • the machined ring is then fed to a measuring station 20, in which a 100% check of all rings for geometry and freedom from errors takes place.
  • the outer ring (soft ring) obtained in this way has an outer diameter of 35.2 mm as the main dimensions
  • the out-of-roundness of the ring thus produced is ⁇ 0.05 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Stahl, ausgehend von einem warmgewalzten Rohr, dessen Gefüge dem auf kugeligen Zementit geglühten (GKZ) Gefüge ähnlich ist und von dem kontinuierlich gleich breite Ringe unter Zufuhr eines Schmiermittels warm abgetrennt und nach einer Abkühlung weiterverarbeitet werden. Das Warmabtrennen erfolgt bei einer Temperatur unterhalb oder oberhalb der Umwandlungstemperatur des eingesetzen mit einer daran anschliessenden Abkühlung. Aus dem Rohring wird mittels zerspanenden Kaltweiterverarbeitung ein Grün- oder Weichring eines Wälzlagerringes mit engen Toleranten seiner Formelemente hergestellt.

Description

Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Stahl
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Stahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Der Werkstoff mit der DIN-Bezeichnung 100 Cr 6 und entsprechende Stähle anderer Normen und Regelwerke, aus denen im europäischen Raum überwiegend
Wälzlagerringe als Ausgangsprodukt für Wälzlager hergestellt werden, zählt wegen des hohen Kohlenstoffgehaltes zu den übereutektoiden Stählen. Zur Herstellung eines warmgefertigten Rohres als Ausgangsmaterial für die Herstellung einzelner Wälzlagerringe werden folgende Verfahren angewendet.
Ausgehend vom Roheisen über das LD-Stahlwerk und einem Pfannenofen sowie einer Pfannenentgasung oder alternativ ausgehend vom E-Stahlwerk, einem Pfannenofen und einer Pfannenentgasung und in besonderen Fällen über ein Umschmelzstahlwerk wird ein Block gegossen, der auf einer Vorblockwalzstraße zu einem Röhrenrund gewalzt wird. Dieses Röhrenrund wird vorzugsweise mittels des Assel-Verfahrens zu einem warmgefertigten Rohr umgeformt (siehe hierzu Stahlrohr- Handbuch 10. Auflage, Vulkan-Verlag, Essen 1986, Seiten 141-143). Die Assel- Straße weist üblicherweise einen Drehherdofen als Erwärmungsanlage auf, dem ein als Schrägwalzwerk ausgebildeter Lochapparat zur Erzeugung eines Hohlkörpers folgt. Dieser Hohlkörper wird einem Assel-Walzwerk bestehend aus drei am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Schrägwalzen zugeführt, die mit einer Schulterkalibrierung versehen sind. Nach dem Herausziehen der als Innenwerkzeug dienenden Stange wird das Zwischenrohr nacherwärmt und über ein mehrgerüstiges Reduzierwalzwerk und über ein nachgeschaltetes Maßwalzwerk das warmgefertigte Rohr erzeugt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass das eingesetzte Rohrenrund abmessungsnah dem warmgefertigten Rohr sein muß und zur Abdeckung des üeferprogrammes eine Vielzahl von gewalztem bzw geschmiedetem Rohrenrundmateπal erforderlich ist
Die Assel-Straße ist zwar die bevorzugte Anlage zur Herstellung von Walzlagerrohren, aber auch andere Rohrerzeugungsanlagen, wie Stoßbankanlagen oder Rohrkontistraßen, werden benutzt immer unter Verwendung von vorverformten und diffusionsgegluhtem Einsatzmaterial
Bekannt ist auch, statt eines Gußblockes (Ingot) einen Stranggußblock (Bloom) - überwiegend im Rechteckformat - zu erzeugen und diesen über einen Walz- oder Schmiedeprozeß zu einem Rohrenrund umzuformen Alternativ wird statt eines Rechteckformates ein Rundstrangguß hergestellt, wobei auch dieser Stranggußblock nach dem Abtrennen gewalzt oder geschmiedet wird (siehe La Revue de Metallurgie CIT, April 1989, Seiten 344-350) Nach dem Stand der Technik wird der Umformgrad derart gewählt, dass ein Verschmiedungs- oder Walzgrad von λ = 5 erzielt wird Dem erwähnten Walz- oder Schmiedeprozeß ist immer eine Diffusionsgluhung vorgeschaltet, um die vom Gießverfahren herrührenden Seigerungen und groben Karbid-Ausscheidungen weitgehend abzubauen bzw zu verringern Alle erwähnten Herstellverfahren für das Vormaterial sind kostenaufwendig, da große kapitalintensive Anlagen für die Umformung benotigt werden und das Material mehrfach bewegt wird Da die Stabe durch die Streckungen immer wieder aufgeteilt werden müssen, fallt auch eine entsprechende Menge an Schrottmateπal an Jeder zusätzliche Arbeits- und Transportschritt bedeutet eine Gefahr der Erzeugung weiterer oder sich verstärkender Fehler, deren Beseitigung die Kosten erhöht
In der DE-PS 37 38 858 wird darauf verwiesen, dass die warmgewalzten Vorrohre vor der Reduzierung ihrer Innen- und Außendurchmesser auf die gewünschten Endmaße mittels Kaltpilgem oder Kaltziehen einem einformenden Langzeitgluhvorgang unterworfen werden, um den lamellaren in das Gefuge eingebetteten Zementit in globularen Zementit umzuwandeln Durch dieses Langzeitgluhen bilden sich aber vergleichsweise dicke Zunderschichten auf der Außen- und Innenoberflache der Vorrohre und die Randzonen werden stark entkohlt Die Vorrohre werden deshalb bezüglich ihrer Außendurchmesser geschält, wobei die äußeren Zunderschichten entfernt werden.
Im Anschluß an dieses Schälen werden die Vorrohre aufbereitet, d.h. sie werden gebeizt, gebondert bzw. gefettet. Nach dem Kaltpilgern bzw. Kaltziehen werden die Rohre als sogenannte Stangen in Magazine eines Mehrspindelautomaten (6 oder 8 Spindeln) eingelegt und zerspanend daraus einen Wälzlagerring hergestellt. Die Ringe werden anschließend vergütet, d.h. gehärtet und angelassen. Da bei dieser Wärmebehandlung die Ringe verzundern und sich verziehen, muß der Ring auf Endmaß geschliffen werden. Beim Wälzlagerhersteller erfolgt dann die Montage zu einem Wälzlager durch Zusammenfügen von Außen- und Innenring, Wälzkörper und
Käfig ggf. Abdeckscheiben.
Zur Reduzierung der Herstellkosten in den Vorstufen ist bereits vorgeschlagen worden (DE 195 20 833 A1), das Stranggußmaterial im Gußzustand und ohne Wärmebehandlung (Diffusionsglühung) einer Rohrerzeugungsanlage zuzuführen.
Ein weiterer Schritt in dieser Richtung war der Wegfall der Langzeitglühung (GKZ- Glühung) durch ein geregeltes Endwalzen in einem bestimmten Temperaturbereich mit vorgegebenen Verformungsgraden, was einem TM-Walzen sehr nahe kommt (DE 195 13 314 A1). Alternativ zum bisher bekannten Abstechen der Ringe im Zuge der zerspanenden Bearbeitung kaltgepilgerter bzw. kaltgezogener Rohre kann durch Warmabtrennen ein sogenannter Rohring erzeugt werden (WO 95/29777). Alle aufgeführten Vorschläge führen zu einer Kostenreduzierung der Herstellung von Wälzlagerringen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik, ein Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Stahl anzugeben, das eine noch weitere Kostenreduzierung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie ein Alternativverfahren sind Bestandteil von Unteransprüchen.
Kern der Erfindung ist der kostengünstige Einsatz eines warmgefertigten Rohres als Ausgangsmaterial in Verbindung mit einem Warmabtrennen zur Herstellung eines Rohringes, aus dem mittels einer leistungsfähigen Kaltweiterverarbeitung kostengünstig ein Grün- oder Weichring eines Wälzlagerringes, d.h. ein Außen- oder Innenring hergestellt wird. Der Hauptanteil der Kaltweiterverarbeitung ist ein Drehen, das hohe Schnittgeschwindigkeiten und damit kurze Taktzeiten erlaubt. Die kostenintensive Herstellung eines kaltgepilgerten oder kaltgezogenen Rohres als Ausgangsprodukt für die Ringherstellung entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, ebenso alle damit gekoppelten Transport- und Handhabungsschritte.
Als optimale Abfolge wird vorgeschlagen, das warmgefertigte Rohr ex Kühlbett ohne jede weitere Nachbehandlung, insbesondere ohne Richten, ohne Wärmebehandlung und ohne zerstörungsfreie Prüfung der Vorrichtung für das Warmabtrennen zuzuführen und aus dem Rohring in nur einer einzigen Einrichtung und mit nur einer Umspannung mittels einer optimiert zeitgetakteten mehrstufigen Drehoperation einen Wälzlagerring herzustellen und diesen hinsichtlich seiner Abmessung und Fehlerfreiheit zu prüfen. Um den erforderlichen Zerspanungsaufwand im Hinblick auf kurze Taktzeiten (< 8 sec.) niedrig zu halten, sollte der Rohring in seinen Maßen und seiner Kontur dem angestrebten Idealzustand so nahe wie möglich kommen. Dies ist aber verfahrensbedingt nicht immer gegeben. So sind beispielsweise die beiden Stirnflächen nicht immer genau planparallel. Weiterhin läßt sich meistenteils eine Gratbildung nach innen im Bohrbereich nicht ganz vermeiden, da das
Warmabtrennen ohne Innenabstützung erfolgt. Bei Beachtung dieser Gegebenheiten hat es sich als vorteilhaft herausgestellt der eigentlichen Kaltweiterverarbeitung eine Stanz- und Preßoperation und/oder ein partielles Fertigschleifen vorzuschalten. Das partielle Fertigschleifen bei einem Außenring besteht aus einem Schleifen der beiden Stirnflächen und / oder der Mantelfläche des Rohringes auf Weichringmaß. Auf diese Weise kann das mehrstufige Drehen in einem optimalen Bereich erfolgen und der Werkzeugverschleiß ist geringer. Insbesondere das vorgeschaltete Fertigschleifen des Außendurchmessers des Rohringes ermöglicht es, auf das Drehen des Außendurchmessers auf Endmaß zu verzichten und somit einen Arbeitsgang einzusparen, was eine Erhöhung der Taktzeit bedeutet. Außerdem ist in diesem Falle nur eine Aufspannung erforderlich, so daß eine Umspannung entfällt. Der zusätzliche Aufwand der vorgeschalteten Stanz- und Preßoperation und/oder des partiellen Fertigschleifens muß abgewogen werden gegen die Leistungssteigerung der Drehoperation. Alternativ kann der vorbehandelte Rohring auch auf herkömmlichen Drehmaschinen mit zweimaligen Spannen bearbeitet werden. Ein weiteres Hilfsmittel zur Erhöhung der Zerspanungsleistung ist die Zufuhr eines Schmiermittels. Als besonders vorteilhaft hat sich eine impulsartige Zufuhr eines Gemisches aus Druckluft und üblicher Bohremulsion herausgestellt. Impulsartig soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Zufuhr nur während des eigentlichen Zerspanungsvorganges erfolgt und während des Weitertaktens und Heranführen der Werkzeuge abgeschaltet bleibt.
Die ansonsten übliche Vergütung des sogenannten Grün- oder Weichringes kann vorteilhaft in den Zerspanungsprozeß integriert werden. Beispielsweise kann dieses Vergüten direkt nach der Stanz- und Preßoperation durchgeführt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Warmabtrennen bei einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur durchzuführen und den Rohring direkt danach abzuschrecken, beispielsweise in ein Wasser- bzw. Ölbad fallenzulassen. Nach dem anschließenden Anlassen weist der Rohring die für das Wälzlager erforderliche Härte auf. Die zerspanende Kaltweiterverarbeitung ist dann ein Hartdrehen und/oder ein Hartschleifen, wofür in letzter Zeit eine entsprechende Verarbeitungstechnologie entwickelt worden ist.
Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrensweges ist darin zu sehen, daß unter Beibehaltung der Kostenvorteile, die sich ergeben aus
- Direkteinsatz Stranggußmaterial
- geregeltes Endwalzen der warmfertigen Rohre
- Warmabtrennen
ein zusätzlicher Kostenvorteil durch die zu den Vorstufen angepaßte Kaltweiterverarbeitung erzielt wird. Die aus den Vorstufen sich ergebenden Vorteile wie höherer Reinheitsgrad, geringere Randentkohlung , weniger Verzug beim abschließenden Vergüten (weniger Fertigschleifaufmaß), höhere Lebensdauer aufgrund der Feinkörnigkeit des Gefüges, das bei diesem Verfahren erhalten bleibt, können mitgenutzt werden, so daß sich ein entsprechender Gesamtvorteil ergibt.
Nachfolgend wird anhand eines Beispieles die erfindungsgemäße Herstellung eines Wälzlagerringes näher erläutert. Hergestellt werden soll ein Außenring für den Wälzlagertyp 6202 (35,2 x 11,2 mm). Das dafür erforderliche Vorrohr wird gemäß der Darstellung in Figur 1 als warmfertiges Rohr in den Walzgerüsten 1 eines Streckreduzierwalzwerkes fertiggewalzt. Unter Beachtung der für ein warmfertiges Rohr herstellungsbedingten Toleranzen beträgt die Nennabmessung des Vorrohres 35,70 mm ä. D. und 3,80 mm Wanddicke. Das auf dem Kühlbett 2 abzukühlende Rohr weist bei Anwendung des speziellen in der Beschreibungseinleitung erläuterten Herstellungsprozesses das für die Weiterverarbeitung erforderliche feinkörnige perlitische Gefüge auf, so dass auf die ansonsten erforderliche GKZ-Glühung (Glühung auf kugeligen Zementit) verzichtet werden kann. Die zu Rohrlagen 3 zusammengefassten Rohre werden einer Kaltkreissäge zugeführt und in Rohrlängen 5 von ca. sechs Meter gebündelt. Für den bevorzugt gewählten Fertigungsweg sind keine weiteren Nachbehandlungsschritte am Vorrohr erforderlich.
Entsprechend der Darstellung in Figur 2 werden die Rohrbunde über eine Auflage und Vereinzelungsstrecke 6 der Einwurfrinne 7 zugeführt. Ein Rotationsantrieb 8 der Warmtrennvorrichtung erfasst das Rohr und bewegt es axial sowie kurz vor dem Einlaufen in ein Trennwalzwerk 11 zusätzlich mit der erforderlichen Rotationsgeschwindigkeit. In der Endstellung des Rotationsantriebes 8 (hier durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht) kann das zu trennende Rohr vom
Rotationsantrieb 8 freigegeben werden, da der weitere Prozess eigenkinematisch erfolgt, so dass der Rotationsantrieb 8 in die Ausgangsstellung zurückgeführt und das nächstfolgende Rohr erfassen kann.
In der Pufferstrecke 9 wird der Rohranfang des nächstfolgenden Rohres bis knapp an das Rohrende des bereits im Trennprozess befindlichen Rohres herangeführt, so dass das Warmabtrennen nahezu Stoß an Stoß erfolgt. Zur Absenkung des Verformungswiderstandes wird das zu trennende Rohr mittels einer Induktionswärmungsanlage 10 auf Trenntemperatur (> 720° C aber < Umwandlungstemperatur) erwärmt. Im eigentlichen Trennwalzwerk 11 erfolgt durch spezielle Werkzeuge, die durch wendeiförmig angeordnete Schneiden zunehmender Höhe auf der Mantelfläche charakterisiert sind, der eigentliche Trennprozess. Über eine Ablauf rutsche 12 werden die Rohringe in einen Behälter 13 befördert. Alternativ hierzu ist ein Abtransport über Förderbänder bei gleichzeitiger Abkühlung an ruhender Luft möglich. Die so gewonnenen Rohringe werden, nachdem sie auf Raumtemperatur abgekühlt sind, einer Bearbeitungsmaschine zugeführt, die in einem mehrstufigen Drehprozess den kompletten Wälzlageraußenring (Weichring) erzeugt (Fig. 3).
In der Bearbeitungsmaschine sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen.
a) Laden 14 b) beidseitig gleichzeitiges Planen und Vorbohren 15 c) Innenkontur kopieren (Schruppen) 16 d) Innenkontur kopieren (Schlichten) 17 e) beidseitig gleichzeitiges Einstechen der Nut für die Deckscheibe sowie des angrenzenden Steges 18 f) Außenkontur kopieren 19
Im Falle eines vorgeschalteten partiellen Fertigschleifens der Mantelfläche des Außenringes ist eine abgeänderte Schrittfolge vorgesehen (Fig. 4).
a) Laden 21 b) beidseitig gleichzeitiges Planen und Vorbohren 22 c) Innenkontur kopieren (Schruppen) 23 d) Innenkontur kopieren (Schlichten) 24 e) beidseitig gleichzeitiges Kopieren der Außenkonturen im Bereich der Kantenverkürzung sowie beidseitig gleichzeitiges Einstechen der Nut für die Deckscheibe sowie des angrenzenden Steges 25
Danach wird der bearbeitete Ring einer Mess-Station 20 zugeführt, in der eine 100%-ige Kontrolle aller Ringe auf Geometrie und Fehlerfreiheit erfolgt. Der so gewonnene Außenring (Weichring) weist als Hauptabmessungen auf Außendurchmesser 35,2 mm
Innendurchmesser 29,26 mm
Breite 11,21 mm
Die Unrundheit des so hergestellten Ringes ist < 0,05 mm.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Stahl, ausgehend von einem warmgewalzten Rohr, dessen Gefüge dem auf kugeligen Zementit geglühten (GKZ) Gefüge ähnlich ist und von dem kontinuierlich gleich breite Ringe unter Zufuhr eines Schmiermittels warm abgetrennt und nach einer Abkühlung weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmabtrennen bei einer Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur des eingesetzten Wälzlagerstahles aber größer 720°C mit einer daran anschließenden Abkühlung an ruhender Luft erfolgt und aus dem Rohring mittels einer optimiert zeitgetakteten mehrstufigen zerspanenden Kaltweiterverarbeitung ein Grün- oder Weichring eines Wälzlagerringes mit engen Toleranzen seiner Formelemente hergestellt wird, wobei der Hauptanteil der Kaltweiterverarbeitung ein Drehen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohring in einer ersten Stufe einer kombinierten Stanz- und Preßoperation unterworfen und dabei kalibriert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Bohrbereich hineinragende Grat ausgestanzt und auf die Stirnflächen eine vorgegebene Preßkraft ausgeübt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Stanz- und Preßoperation bereits Formelemente des Weichringes vorprofiliert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Außenring die beiden Stirnflächen und / oder die Mantelfläche des Rohringes auf Weichringmaß fertiggeschliffen und die übrigen Flächen in Form von Drehen bearbeitet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass an die Stanz- und Preßoperation und/oder das partielle Fertigschleifen sich ein mehrstufiges Drehen anschließt, wobei der Ring zweimal eingespannt wird und die Taktzeit < 8 sec. beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehoperation folgende Einzelschritte beinhaltet a) erste Aufspannung einen ersten Außenradius stechen und die Hälfte der Mantelfläche drehen
Innenbohrung drehen - eine Deckscheibennut sowie den angrenzenden Steg einstechen b) zweite Aufspannung zweiten Außenradius stechen und die zweite Hälfte der Mantelfläche drehen
Innenkontur kopieren - zweite Deckscheibennut sowie den angrenzenden Steg einstechen
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass an die Stanz- und Preßoperation und/oder das partielle Fertigschleifen sich bei einmaliger Umspannung getaktet eine mehrstufige Drehoperation in nur einer Einrichtung anschließt und der Drehoperation eine Eingabe vor- und eine Ausgabe nachgeschaltet ist, wobei bei den ersten Stufen der Drehoperation das Werkstück steht und bei der letzten Stufe das Werkstück gedreht wird und die Gesamttaktzeit < 8 sec. ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines vorgeschalteten Fertigschleifens der Mantelfläche des
Rohraußenringes sich an das Fertigschleifen mit nur einer Aufspannung getaktet eine mehrstufige Drehoperation in nur einer Einrichtung anschließt und der Drehoperation eine Eingabe vor- und eine Ausgabe nachgeschaltet ist, wobei bei allen Stufen der Drehoperation das Werkstück steht und die
Gesamttaktzeit
< 8 sec. ist.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass unter Wegfall der Stanz- und Preßoperation und/oder des partiellen Fertigschleifens der Rohring direkt der mehrstufigen Drehoperation unterworfen wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Außenring die Abfolge folgende Einzelschritte beinhaltet a) Stirnflächen beidseitig und gleichzeitig planen und vorbohren. b) Innenkontur der Lauffläche kopieren (schruppen). c) Innenkontur der Lauffläche kopieren (schlichten). d) Deckscheibennut sowie angrenzender Steg beidseitig und gleichzeitig einstechen e) Außendurchmesser auf Endmaß drehen.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Außenring mit fertiggeschliffener Mantelfläche die Abfolge folgende Einzelschritte beinhaltet: a) Stirnflächen beidseitig und gleichzeitig planen und verbolzen b) Innenkontur der Lauffläche kopieren (Schruppen) c) Innenkontur der Lauffläche kopieren (Schlichten) d) Außenkontur im Bereich der Kantenverkürzung beidseitig gleichzeitig kopieren und Deckscheibennut sowie angrenzenden Steg beidseitig und gleichzeitig einstechen
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Arbeitsschritten [b), c), d)] die Zerspanung überlagernd axial und radial erfolgt.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nur während der Zerspanung ein Schmiermittel impulsartig zugeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel ein Gemisch aus Druckluft und Bohremulsion ist, wobei die Bohremulsion nur tröpfchenweise der Druckluft zugesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Warmabtrennen der Rohring einer Wärmebehandlung (Vergüten) unterzogen und der gehärtete Rohring anschließend zerspanend bearbeitet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Warmabtrennen der Rohring unmittelbar abgeschreckt und anschließend angelassen wird und der gehärtete Rohring abschließend zerspanend bearbeitet wird.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Stanz- und Preßoperation der Rohring einer Wärmebehandlung (Vergüten) unterzogen und der gehärtete Vorring anschließend fertig zerspanend bearbeitet wird. Verfahren zur Herstellung von Walzlagernngen aus Stahl, ausgehend von einem warmgewalzten Rohr, dessen Gefuge dem auf kugeligen Zementit geglühten (GKZ) Gefuge ahnlich ist und von dem kontinuierlich gleich breite Ringe warm abgetrennt und nach einer Abkühlung weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmabtrennen bei einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur des eingesetzten Walzlagerstahles mit einem daran anschließenden Abschrecken und einem abschließenden Anlassen erfolgt und der gehartete Rohring in mehreren Stufen einer zerspanenden
Kaltweiterverarbeitung unterworfen wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 14-19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltweiterverarbeitung ein Hartdrehen und/oder Hartschleifen ist
Verfahren nach Anspruch 1 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die warmgewalzten Rohre nach dem Abkühlen zuerst spannungsarm geglüht, dann gerichtet und vor dem Warmabtrennen zerstörungsfrei auf Fehler geprüft werden
Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die zerstörungsfrei Prüfung eine US -Prüfung auf Längs- und Querfehler
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Kaltweiterverarbeitung jeder einzelne Walzlagerring einer
Abmessungs- und einer zerstörungsfreien Fehlerprufung unterzogen wird
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungsprüfung mittels Laser und die zerstörungsfreie Prüfung mittels Ultraschall oder Wirbelstrom erfolgt.
25. Verfahren nach den Ansprüchen 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verzicht einer zerstörungsfreien Prüfung des warmgewalzten Rohres nur die fertig bearbeiteten Wälzlagerringe einer Abmessungs- und zerstörungsfreien Fehlerprüfung unterzogen werden.
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