WO2012041740A1 - Verfahren und einrichtung zum herstellen eines führungssegmentes für pendelrollenlager oder dergleichen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum herstellen eines führungssegmentes für pendelrollenlager oder dergleichen Download PDF

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    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing guide segments for spherical roller bearings or the like.
  • At least one guide ring is provided which centers the cage guiding the rolling elements and also serves as a contact surface for the rolling elements.
  • a guide ring and two guide segments can be installed in a warehouse, each having a segment angle of almost 180 °.
  • the guide ring and the guide segments are profiled so that the mutually facing surfaces of the guide ring or guide segment on the one hand and the rolling elements on the other hand are parallel to each other and allow a surface contact.
  • the invention has for its object to provide a method and a device for producing a guide segment for spherical roller bearings or the like, which allow a cost-effective production of preferably hard guide segments.
  • the invention is based on the finding that it would be possible to further optimize the process sequence, in particular by advancing the profiling process step. In addition, it is considered possible to dispense with at least one method step performed in the known method, namely the welding of the ends of the open ring.
  • the invention is therefore based on a method for producing a guide segment for spherical roller bearings or the like. According to the invention, a method sequence is provided with the following method steps:
  • a section of the profiled wire material corresponding in its length to the circumference of the guide segment is bent in a bending device according to the radius of the desired guide segment, c) the bent wire material is shaped in a stamping and embossing device into the desired end geometry of the guide segment to be manufactured and this separated .
  • the separated guide segment is cleaned mechanically.
  • the terminal end of the guide segment to be produced and the leading end of the next guide segment to be produced are formed in one working step.
  • the guide segment is separated from the remaining profiled endless wire material by means of a separating device.
  • the process of profiling the continuously supplied round wire material in a phase in which this is not cut to length and bent into a guide segment is procedurally much easier and more economical than profiling each individual finished guide segment in a special press. It also requires less post processing.
  • step d) of the mechanical cleaning for example, the deburring and smoothing, carried out by vibratory grinding or brushing.
  • vibratory grinding a certain amount of workpieces to be machined is combined with Grinding elements (so-called chips) and usually an additive in aqueous solution as a bulk material processed in a container.
  • the separated guide segment is subjected to surface hardening.
  • the surface hardening takes place by nitrocarburizing.
  • the guide segments can also be used uncured. Even when Nitrocarburieren each a larger amount of guide segments can be processed simultaneously, so that a complex and expensive individual processing of the guide segments deleted.
  • the process steps a) to d) can take place in a production line set up for this, from which the finished guide segments fall out as soft parts. It should also be noted here that a process step in which the abutting ends of the guide segment are welded together, is eliminated, so that in this respect is also a simplification of the manufacturing process. The abutting ends can also be welded together or otherwise connected if necessary.
  • a device for producing a guide segment for spherical roller bearings or the like generally comprising a device for continuously supplying round wire material, further comprises a bending device, a separating device and a profiling, according to the invention characterized by arranged in the order listed in sequence to a production line facilities: a wire Unwinding reel, a first wire straightening device, a profiling device, a second wire straightening device, a wire retracting device and a press, the press having a bending device, a punching and embossing device and a separating device.
  • the round wire material passes through this device continuously until the separation of the finished bent guide segment, so that, for example, a transfer of workpieces from one device to another is not required.
  • a wire loop guide is arranged between the profiling machine and the stamping and embossing device.
  • Fig. 2 shows schematically a profiling device, wherein Fig. 2a shows a round wire material in the initial state and Fig. 2b shows the wire material after the profiling, and Fig. 3 shows a bending device and a combined punching, embossing and separating device.
  • the device shown in Fig. 1 comprises a wire reel 2 on which a round wire material supply is wound. From the wire reel 2, the round wire material 4 is withdrawn and a wire straightener 6 a Profileing device 8 supplied, in which the wire material receives its desired cross-sectional shape.
  • the profiling device 8 is shown in Fig. 2 in detail.
  • the profiling device 8 is followed by a wire loop guide 10, which forms a material buffer between the profiling device 8 and a second wire straightening device 16.
  • a wire retraction device 17 is arranged, which feeds the wire to a press 18.
  • This press 18 has a bending device 12, in which the profiled wire material 14 is bent ring-segment-shaped. This is shown in more detail in FIG.
  • the bending device 12 is in the press 18, a punching and embossing device 19 downstream, in which the end geometry of the terminal end of the currently produced guide segment 20 and the leading end of the subsequently produced guide segment is formed.
  • the guide segment formed at both ends is separated from the remaining wire material 14 by means of a separating device 21, which is structurally combined with the punching and embossing device 19.
  • the continuously separated guide segments 20 are ejected from the punching and embossing device 19 and collected, for example, in a container 22.
  • the separated guide segments 20 are then subjected to a mechanical cleaning treatment, for example by vibratory grinding and / or brushing, and surface hardened by nitrocarburizing if necessary.
  • a mechanical cleaning treatment for example by vibratory grinding and / or brushing, and surface hardened by nitrocarburizing if necessary.
  • FIG. 2 schematically shows the profiling device 8 from FIG. 1. It comprises two horizontal rollers 24 and 26 arranged side by side in a horizontal plane and two vertical rollers 28 and 30 arranged one above the other in a vertical plane, between which the round wire material shown in FIG becomes.
  • 3 shows the bending device 12 from FIG. 1. It comprises, in a manner known per se, three bending rollers 32, 34, 36 and optionally a mounting roller 40, between which the profiled wire material 14 is guided and bent into a guide segment 20.
  • the profiled and bent wire material 14 passes the punching and embossing device 19 arranged downstream of the bending device 12, this is formed at the terminating end 42 of the guide segment 20 into the desired end geometry, as shown enlarged at the already leading end 38 of the guide segment 20 in FIG is. At the same time, the leading end 38 of the guide segment to be produced next is also deformed. After the described deformation, the guide segment 20 is separated in the structurally combined with the punching and embossing device 19 separating device 21 of the remaining bent wire material 14.
  • the finished guide segments 20 present as so-called soft parts are subsequently mechanically cleaned by vibratory grinding and / or brushing and surface hardened by means of nitrocarburizing.
  • a welding of the ends of the guide segments is not provided, since they are held together centered, for example, in the outer ring of a spherical roller bearing.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Führungssegmenten für Pendelrollenlager oder dergleichen. Das Verfahren sieht folgende nacheinander folgende Verfahrensschritte vor: a) kontinuierlich angeliefertes Runddrahtmaterial (4) wird in einer Profiliervorrichtung (8) fortlaufend profiliert, b) ein in seiner Länge dem Umfang des Führungssegmentes (20) entsprechender Abschnitt des profilierten Drahtmaterials (14) wird in einer Biegevorrichtung (12) entsprechend dem Radius des gewünschten Führungssegmentes (20) gebogen, c) das gebogene Drahtmaterial (14) wird in einer Stanz-und Prägevorrichtung (19)in die gewünschte Endengeometrie des herzustellenden Führungssegmentes (20) geformt und diesesabgetrennt, d) dasabgetrennte Führungssegment (20) wird mechanisch geputzt.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren und Einrichtung zum Herstellen eines Führungssegmentes für
Pendelrollenlager oder dergleichen
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Führungssegmenten für Pendelrollenlager oder dergleichen.
Hintergrund der Erfindung Insbesondere bei Pendelrollenlagern, bei denen die Wälzkörper außer ihrer Umlaufbewegung um die Lagerachse auch seitliche Pendelbewegungen ausführen können, ist üblicherweise wenigstens ein Führungsring vorgesehen, welcher den die Wälzkörper führenden Käfig zentriert und außerdem als Anlauffläche für die Wälzkörper dient. Anstelle eines Führungsringes können auch zwei Führungssegmente in einem Lager verbaut sein, die jeweils einen Segmentwinkel von knapp 180° aufweisen. Der Führungsring bzw. die Führungssegmente sind so profiliert, dass die einander zugewandten Flächen des Führungsring bzw. Führungssegmentes einerseits und der Wälzkörper andererseits zueinander parallel sind und eine flächige Berührung ermöglichen. Bei zweireihigen Pendelrollenlagern mit einem zwischen den Wälzkörpern angeordneten Führungsring bzw. Führungssegmenten ergibt sich dabei ein im Wesentlichen trapezförmiger Führungsring- bzw. Führungssegmentquerschnitt.
Herkömmliche Führungssegmente sind nach dem Stand der Technik aus einem Sintermaterial gefertigt, wobei das Formen eines Grünlings durch einen Pressvorgang und die anschließenden Arbeitsschritte des Sinterns und Kalibrierens einen erheblichen Fertigungsaufwand mit den entsprechenden Fertigungskosten verursachen. Die mechanischen Eigenschaften gesinterter Führungssegmente hängen insbesondere vom eingesetzten Sinterwerkstoff ab. Harte Führungssegmente, wie sie für Pendelrollenlager üblicherweise notwenig sind, erfordern entsprechend kostenintensive Werkstoffe.
Aus der DD 84971 B1 ist es bereits bekannt, Wälzlagerteile, insbesondere auch Führungsringe für Pendelrollenlager, aus einem Runddrahtmaterial herzustellen. Dabei wird das drahtförmige Ausgangsmaterial zu einem schraubenfederförmigen Teil gedreht, und von diesem Teil wird jeweils eine Windung abgeschnitten. Sodann werden die Schnittkanten gegenseitig überlappt und durch Schweißen und Pressen miteinander verbunden. Anschließend wird der so hergestellte Ring durch Pressen profiliert und nachbearbeitet, so dass sich ein Ring mit glatten Seitenflächen ergibt. Auch dieses Verfahren ist insbesondere wegen der Arbeitsschritte des Verschweißens der überlappten Enden und des Profilierens des gesamten fertigen Ringes in einer Presse sehr aufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen eines Führungssegmentes für Pendelrollenlager oder dergleichen zu schaffen, welche eine kostengünstige Herstellung von vorzugsweise harten Führungssegmenten erlauben.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich sein müsste, den Verfahrensablauf insbesondere durch Vorverlegen des Profilier-Verfahrens- schrittes weiter zu optimieren. Außerdem wird es für möglich gehalten, auf wenigstens einen bei dem bekannten Verfahren durchgeführten Verfahrensschritt, nämlich das Verschweißen der Enden des offenen Ringes zu verzichten. Die Erfindung geht daher aus von einem Verfahren zum Herstellen eines Führungssegmentes für Pendelrollenlager oder dergleichen. Dabei ist erfindungsgemäß ein Verfahrensablauf mit den folgenden Verfahrensschritten vorgesehen:
a) kontinuierlich angeliefertes Runddrahtmaterial wird in einer Profiliervorrichtung fortlaufend profiliert,
b) ein in seiner Länge dem Umfang des Führungssegmentes entsprechender Abschnitt des profilierten Drahtmaterials wird in einer Biegevorrichtung entsprechend dem Radius des gewünschten Führungssegmentes gebogen, c) das gebogene Drahtmaterial wird in einer Stanz- und Prägevorrichtung in die gewünschte Endengeometrie des herzustellenden Führungssegmentes geformt und dieses abgetrennt,
d) das abgetrennte Führungssegment wird mechanisch geputzt. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass das Abschlussende des gerade herzustellenden Führungssegmentes und das vorlaufende Ende des nächsten herzustellenden Führungssegmentes in einem Arbeitsschritt geformt werden. Unmittelbar nach dieser Formgebung wird das Führungssegment vom restlichen profilierten endlosen Drahtmaterial mittels einer Abtrennvorrichtung abgetrennt.
Insbesondere der Vorgang des Profilierens des kontinuierlich angelieferten Runddrahtmaterials in einer Phase, in der dieses noch nicht abgelängt und zu einem Führungssegment gebogen ist, ist verfahrenstechnisch wesentlich einfacher und ökonomischer als das Profilieren jedes einzelnen fertigen Führungssegmentes in einer Spezialpresse. Außerdem erfordert es weniger Nachbearbeitung.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verfahrensschritt d) des mechanischen Putzens, beispielsweise also des Entgratens und Glättens, durch Gleitschleifen oder durch Bürsten erfolgt. Beim Gleitschleifen wird eine bestimmte Menge von zu bearbeitenden Werkstücken zusammen mit Schleifkörpern (so genannten Chips) und meist einem Zusatzmittel in wässriger Lösung als Schüttgut in einem Behälter bearbeitet.
Als zusätzlicher Verfahrensschritt e) kann vorgesehen sein, dass das abgetrennte Führungssegment einer Oberflächenhärtung unterzogen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Oberflächenhärtung durch Nitrocarburieren.
Die Führungssegmente können aber auch ungehärtet verwendet werden. Auch beim Nitrocarburieren kann jeweils eine größere Menge von Führungssegmenten gleichzeitig bearbeitet werden, so dass eine aufwendige und teure Einzelbearbeitung der Führungssegmente entfällt.
Die Verfahrensschritte a) bis d) können in einer dafür eingerichteten Fertigungslinie erfolgen, aus der die fertigen Führungssegmente als Weichteile herausfallen. Es sei hier außerdem darauf hingewiesen, dass ein Verfahrensschritt, bei dem die aneinander stoßenden Enden des Führungssegmentes miteinander verschweißt werden, entfällt, so dass auch insoweit eine Vereinfachung des Herstellungsverfahrens gegeben ist. Die aneinander stoßenden Enden können bei Bedarf aber auch miteinander verschweißt oder anders verbunden werden.
Eine Einrichtung zum Herstellen eines Führungssegmentes für Pendelrollenlager oder dergleichen, ganz allgemein umfassend eine Einrichtung zum kontinuierlichen Anliefern von Runddrahtmaterial, ferner eine Biegevorrichtung, eine Abtrennvorrichtung und eine Profiliervorrichtung, ist erfindungsgemäß durch die in der angegebenen Reihenfolge hintereinander zu einer Fertigungslinie angeordneten Einrichtungen gekennzeichnet: eine Draht-Abwickelhaspel, eine erste Drahtrichtvorrichtung, eine Profiliervorrichtung, eine zweite Drahtrichtvorrichtung, eine Drahteinziehvorrichtung und eine Presse, wobei die Presse eine Biegevorrichtung, eine Stanz- und Prägevorrichtung und eine Abtrennvorrichtung aufweist. Das Runddrahtmaterial durchläuft diese Einrichtung kontinuierlich bis zum Abtrennen des fertig gebogenen Führungssegmentes, so dass beispielsweise ein Überführen von Werkstücken von einer Vorrichtung in eine andere nicht erforderlich ist.
Um zwischen der jeweils mit einer Einziehvorrichtung versehenen Profiliermaschine einerseits und der Stanz- und Prägevorrichtung andererseits eine Pufferung des Materialflusses zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen, dass zwischen der Profiliermaschine und der Stanz- und Prägevorrichtung eine Drahtschlaufenführung angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 schematisch eine Fertigungslinie für die Herstellung von Führungssegmenten,
Fig. 2 schematisch eine Profiliervorrichtung, wobei die Fig. 2a ein Runddrahtmaterial im Ausgangszustand und die Fig. 2b das Drahtmaterial nach dem Profiliervorgang zeigen, und Fig. 3 eine Biegevorrichtung sowie eine kombinierte Stanz-, Präge- und Abtrennvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung umfasst eine Drahthaspel 2, auf welcher ein Runddrahtmaterialvorrat aufgewickelt ist. Von dem Drahthaspel 2 wird das Runddrahtmaterial 4 abgezogen und über eine Drahtrichtvorrichtung 6 einer Profiliervorrichtung 8 zugeführt, in der das Drahtmaterial seine gewünschte Querschnittsform erhält. Die Profiliervorrichtung 8 ist in Fig. 2 im Detail dargestellt.
Der Profiliervorrichtung 8 ist eine Drahtschlaufenführung 10 nachgeordnet, die einen Materialpuffer zwischen der Profiliervorrichtung 8 und einer zweiten Drahtrichtvorrichtung 16 bildet. In Produktionsrichtung hinter dieser zweiten Drahtrichtvorrichtung 16 ist eine Drahteinziehvorrichtung 17 angeordnet, welche den Draht einer Presse 18 zuführt. Diese Presse 18 hat eine Biegevorrichtung 12, in der das profilierte Drahtmaterial 14 ringsegmentförmig gebogen wird. Dies ist in Fig. 3 genauer dargestellt.
Der Biegevorrichtung 12 ist in der Presse 18 eine Stanz- und Prägevorrichtung 19 nachgeordnet, in der die Endengeometrie des Abschlußendes des gerade herzustellenden Führungssegmentes 20 und des vorlaufende Endes des nachfolgend herzustellenden Führungssegmentes geformt wird. Unmittelbar nach dieser Formgebung wird das an beiden Enden geformte Führungssegment vom schon restlichen Drahtmaterial 14 mittels einer Abtrennvorrichtung 21 abgetrennt, die baulich mit der Stanz- und Prägevorrichtung 19 zusammengefasst ist. Die fortlaufend abgetrennten Führungssegmente 20 werden aus der Stanz- und Prägevorrichtung 19 ausgeworfen und beispielsweise in einem Behälter 22 aufgefangen.
Wie nicht im einzelnen dargestellt zu werden braucht, werden die abgetrennten Führungssegmente 20 anschließend einer mechanischen Putzbehandlung unterzogen, beispielsweise durch Gleitschleifen und/oder Bürsten, sowie bei Bedarf durch Nitrocarburieren oberflächengehärtet.
Fig. 2 zeigt schematisch die Profiliervorrichtung 8 aus Fig. 1. Sie umfasst zwei in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordnete Horizontalrollen 24 und 26 sowie zwei in einer vertikalen Ebene übereinander angeordnete Vertikalrollen 28 und 30, zwischen denen das in Fig. 2a dargestellte Runddrahtmaterial hindurch geführt wird. Die zusammenwirkenden Umfangskanten der Horizontalrollen 24, 26 einerseits und der Vertikalrollen 28, 30 andererseits profilieren das Runddrahtmaterial 4 zu dem in Fig. 2b dargestellten profilierten Drahtmaterial 14, dessen Querschnitt dem des späteren Führungssegmentes 20 entspricht. Fig. 3 zeigt die Biegevorrichtung 12 aus Fig. 1. Sie umfasst in an sich bekannter Weise drei Biegerollen 32, 34, 36 und optional eine Aufziehrolle 40, zwischen denen das profilierte Drahtmaterial 14 hindurchgeführt und zu einem Führungssegment 20 gebogen wird. Wenn das profilierte und gebogene Drahtmaterial 14 die der Biegevorrichtung 12 nachgeordnete Stanz- und Prägevorrichtung 19 passiert, wird dieses an dem Abschlußende 42 des Führungssegmentes 20 in die gewünschte Endengeometrie geformt, wie in Fig. 3a vergrößert an dem schon vorlaufendem Ende 38 des Führungssegmentes 20 dargestellt ist. Dabei wird gleichzeitig auch das vorlaufende Ende 38 des als nächstes herzustellenden Führungssegmentes umgeformt. Nach der geschilderten Umformung wird das Führungssegment 20 in der mit der Stanz- und Prägevorrichtung 19 baulich zusammengefassten Abtrennvorrichtung 21 von dem restlichen gebogenen Drahtmaterial 14 abgetrennt.
We bereits weiter vorne erwähnt, werden die fertigen, als so genannte Weichteile vorliegenden Führungssegmente 20 anschließend durch Gleitschleifen und/oder Bürsten mechanisch geputzt und mittels Nitrocarburieren oberflächengehärtet. Ein Verschweißen der Enden der Führungssegmente ist nicht vorgesehen, da diese beispielsweise im Außenring eines Pendelrollenlagers zentriert zusammengehalten werden. Bezugszeichenliste
2 Drahthaspel
4 Runddrahtmaterial
6 Drahtrichtvorrichtung
8 Profiliervorrichtung
10 Drahtschlaufenführung
12 Biegevorrichtung
14 Profiliertes Drahtmaterial
16 Drahtrichtvorrichtung
17 Drahteinziehvorrichtung
18 Presse
19 Stanz- und Prägevorrichtung
20 Führungssegmente
21 Abtrennvorrichtung
22 Behälter
24 Horizontalrolle
26 Horizontalrolle
28 Vertikalrolle
30 Vertikalrolle
32 Biegerolle
34 Biegerolle
36 Biegerolle
38 Vorlaufendes Ende
40 Aufziehrolle
42 Abschlußende

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Herstellen eines Führungssegmentes für Pendelrollenlager oder dergleichen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) kontinuierlich angeliefertes Runddrahtmaterial (4) wird in einer Profiliervorrichtung (8) fortlaufend profiliert,
b) ein in seiner Länge dem Umfang des Führungssegmentes (20) entsprechender Abschnitt des profilierten Drahtmaterials (14) wird in einer Biegevorrichtung (12) entsprechend dem Radius des gewünschten Führungssegmentes (20) gebogen,
c) das gebogene Drahtmaterial (14) wird in einer Stanz- und Prägevorrichtung (19) in die gewünschte Endengeometrie des herzustellenden Führungssegmentes (20) geformt und dieses abgetrennt, d) das abgetrennte Führungssegment (20) wird mechanisch geputzt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlußende (42) des gerade herzustellenden Führungssegmentes (20) und das vorlaufende Ende (38) des nächsten herzustellenden Führungssegmentes (20) in einem Arbeitsschritt geformt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt d) des mechanischen Putzens durch Gleitschleifen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt d) des mechanischen Putzens durch Bürsten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt e) das abgetrennte Führungssegment (20) durch Nitrocarburieren oberflächengehärtet wird. Einrichtung zum Herstellen eines Führungssegmentes für Pendelrollenlager oder dergleichen, umfassend eine Einrichtung zum kontinuierlichen Anliefern von Runddrahtmaterial, ferner eine Biegevorrichtung, eine Abtrennvorrichtung und eine Profiliervorrichtung, gekennzeichnet durch die folgenden, hintereinander zu einer Fertigungslinie angeordneten Einrichtung:
eine Draht-Abwickelhaspel (2), eine erste Drahtrichtvorrichtung (6), eine Profiliervorrichtung (8), eine zweite Drahtrichtvorrichtung (16), eine Drahteinziehvorrichtung (17) und eine Presse (18), wobei die Presse (18) eine Biegevorrichtung (12), eine Stanz- und Prägevorrichtung (19) und eine Abtrennvorrichtung (21 ) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Profiliervorrichtung (8) und der zweite Drahtrichtvorrichtung (16) eine Drahtschlaufenführung (10) angeordnet ist.
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