WO2022199738A1 - Verfahren zur herstellung eines bauteils für ein radlager sowie radlager mit einem solchen bauteil - Google Patents

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WO2022199738A1
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forging
wheel bearing
hardened
functional surface
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Holger Paetzold
Jürgen HESSLER
Ralf GOTTMANN
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component for a wheel bearing of a vehicle. Furthermore, the invention also relates to a wheel bearing for a vehicle, including at least one such component.
  • Wheel bearings are known to be used for storing vehicle wheels and are known in many different embodiments.
  • DE 10 2005 060 113 B4 discloses a method for producing a bearing ring for a wheel bearing.
  • the process comprises the process steps of cold-forming (deep-drawing) a bearing ring made from a GKZ-annealed sheet steel and from a eutectoid or slightly hypereutectoid sheet steel, hardening the bearing ring by selectively controlled heating and maintaining the bearing ring at an austenitization temperature to produce a defined degree of austenitization and by selectively controlled quenching of the bearing ring for defined martensite formation in the area of the rolling element raceways, leaving the bearing ring on, and mechanical finishing of the bearing ring, with the bearing ring only being inductively hardened in the area of the rolling element raceways in an edge layer on the raceway side.
  • a component for a wheel bearing is forged at around 1200° C., with forging at this temperature forming both primary scale and secondary scale on the surface of the component.
  • Primary scale adheres firmly to the surface of the component, while secondary scale is not formed firmly but is easily detachable from the surface of the component.
  • the layer thickness of secondary scale is many times thicker than the layer thickness of primary scale.
  • the secondary scale has to be removed. To do this, the surface of the component, which was forged at around 1200°C, is treated by blasting. During blasting, material is removed, in particular by blasting.
  • JP 2010 007 798 A, JP 2010 025 291 A and JP 2009 106 995 A disclose such methods for producing wheel bearing components. Hot forging takes place at a maximum steel temperature of 1200°C, followed by a optional removal of secondary scale formed by blowing off, removal of secondary scale by machining in the area of at least the surfaces to be hardened, hardening, tempering, grinding and honing to produce the wheel bearing component.
  • the object of the present invention is to provide an alternative method for producing a component for a wheel bearing.
  • procedural steps are to be saved, with the method in particular being more efficient than known methods.
  • an improved wheel bearing is also to be created.
  • the component is forged at a temperature of less than 1000 ° C, with a formation of only primary scale on a Oberflä surface of the component and a formation of secondary scale is omitted, wherein by functional surfaces of the component are formed during forging, at least one functional surface of the component formed by forging being hardened immediately after forging, and only then the functional surface formed and hardened by forging is machined.
  • the forging of the component according to the invention at a temperature of less than 1000° C. prevents the formation of secondary scale.
  • only firmly adhering primary scale is formed on the surface of the component, this having a layer thickness of at least 1 ⁇ m and at most 10 ⁇ m.
  • treatment of the surface of the component before hardening is no longer necessary, meaning that at least this process step can be saved.
  • by reducing the forging temperature also Energy saved, making the process more efficient. Accordingly, immediately after the component has been forged at a temperature of less than 1000° C., no machining takes place, but at least one functional surface of the component formed by the forging is hardened. No further treatment is carried out on this functional surface of the component before flaring, but the component covered with primary scale is fed directly to the hardening process.
  • the functional surface of the component is particularly preferably hardened at a temperature of at least 850° C. and depending on the hardness depth to be achieved for at least 10 seconds. After hardening, the functional surface of the component is preferably tempered at a temperature of at least 150° C. for at least one minute, depending on the previous hardening process.
  • Machining is to be understood as meaning mechanical processing of the surface, which causes mechanical removal of material on the surface.
  • the component is forged at a temperature of at least 850°C and at most 980°C.
  • a temperature range particularly little but well-adhering primary scale is formed, with surface zone oxidation during forging being so low that a raw weight for the component to be forged essentially does not need to be increased.
  • decarburization of the peripheral zones and the introduction of thermally induced tensile stresses are reduced.
  • the forging weight or the raw weight describes the material that is present at the start of the process. During the process, for example, the weight is reduced by edge decarburization, removal of burrs or perforations. As a result, the forged component is lighter than the raw weight.
  • the component is made from a peeled semi-finished steel product.
  • round steel is processed into peeled bright steel by machining the outer peripheral surface by means of peeling.
  • skiving means a relatively wide mechanical chip removal compared to turning with a rotating tool and a stationary workpiece.
  • the peeled semi-finished steel product is thus designed to be rotationally symmetrical.
  • the peeled steel semi-finished product and thus also the component of the wheel bearing consists of a roller bearing steel.
  • the bearing steel is 100Cr6, C56 or 70Mn4.
  • the component is formed as a flange of the wheel bearing, inner ring of the wheel bearing or outer ring of the wheel bearing.
  • the flange of the wheel bearing has a number of functional surfaces, in particular a rolling element raceway, a receiving section for the inner ring and a receiving section for a sealing ring.
  • the inner ring of the wheel bearing has at least two functional surfaces, in particular a rolling element raceway and a seat that comes to rest on the receiving section for the inner ring on the flange of the wheel bearing.
  • the outer ring of the wheel bearing also has at least two functional surfaces, in particular a roller body track and a seat that comes to rest on a stationary component of the vehicle.
  • a functional surface is a surface of the respective component of the wheel bearing that has a specific technical function, for example the acceptance of rolling elements or the accommodation of another component.
  • the at least one functional surface of the component is/is designed as a rolling body track.
  • the rolling element raceway is intended to accommodate rolling elements.
  • a roller body raceway provided as an inner raceway for a first row of roller bodies is formed on the flange of the wheel bearing.
  • a roller body raceway provided as an inner raceway for a second row of roller bodies is formed on the inner ring of the wheel bearing.
  • two rolling element raceways each set up as an outer raceway are formed on the outer ring of the Radla gers, one rolling element raceway being provided for the first row of rolling elements and the other rolling element raceway being provided for the second row of rolling elements.
  • An essentially ferritic-pearlitic structure with a maximum grain size of 50 ⁇ m is preferably formed on the component by forging.
  • This maximum grain size corresponds to a microstructure index of 4.
  • This finer microstructure compared to the microstructure during forging at a temperature of 1200°C, improves the strength, in particular the fatigue strength, of the component.
  • the at least one functional surface formed and hardened by forging is reworked at least by grinding and floning.
  • the grinding and honing form the machining process steps that are provided for the mechanical finishing of the component.
  • the geometry of the respective functional surface is adjusted by grinding compared to the honing, with the fine adjustment of the geometry, form deviation of the 2nd to 4th order, being carried out by honing.
  • the aim of mechanical finishing by means of grinding and honing is not only to improve the dimensional accuracy and shape accuracy of the respective functional surface, but also to set an optimal surface quality, in particular waviness and roughness on the respective functional surface to improve the tribological properties.
  • the at least one functional surface formed and hardened by forging is reworked by hard turning and then smoothed. Consequently, hard turning forms the machining process step that is intended for mechanical post-processing of the component.
  • Hard turning means machining with a geometrically defined cutting edge in the hardened condition of the component.
  • Smoothing includes several manufacturing processes for the targeted adjustment of the surface roughness.
  • the functional surfaces are processed by rolling.
  • Hard turning adjusts the geometry of the respective functional surface compared to smoothing, with fine adjustment of the geometry, shape deviation of the 2nd to 4th order, being achieved by smoothing.
  • the aim of mechanical finishing by means of hard turning and smoothing is both to improve the dimensional accuracy and shape accuracy of the respective functional surface and to set an optimal len surface quality on the respective functional surface to improve the tribological properties.
  • a wheel bearing according to the invention for a vehicle comprises the components flange, inner ring, outer ring and rolling element, with the rolling elements rolling on rolling element raceways on the flange, on the inner ring and on the outer ring, and with at least one of these components being formed with at least one functional surface using a method according to the invention , wherein a remaining surface of this component outside of the at least one functional surface is covered with primary scale.
  • the flange, the inner ring and the outer ring are formed according to the inventions to the invention method.
  • the flange, the inner ring and/or the outer ring is forged at a temperature of less than 1000°C, in particular at a temperature of at least 850°C and at most 980°C.
  • a functional surface formed by forging on the flange, on the inner ring and/or on the outer ring is hardened, preferably also tempered, with the at least one functional surface formed and hardened by forging then being machined.
  • the respective component produced by the method according to the invention has, in particular, a ferritic-pearlitic structure with a maximum grain size of 50 ⁇ m.
  • Figure 1 is a greatly simplified schematic sectional view of an inventions to the invention wheel bearing for a vehicle
  • FIGS. 2 to 7 show a respective method step for forming a component for the wheel bearing according to FIG.
  • FIG. 1 shows a wheel bearing 1 according to the invention for a vehicle (not shown here), with the wheel bearing 1 being shown in a greatly simplified form. In particular, no sealing elements are shown here.
  • the wheel bearing 1 comprises a flange 2 on which an inner ring 3 is accommodated.
  • the wheel bearing 1 also has an outer ring 4 and a first and second row of rolling elements 5, 6, with the first row of rolling elements 5 being arranged between the flange 2 and the outer ring 4, and the second row of rolling elements 6 between the inner ring 3 and the outer ring 4 is arranged.
  • the flange 2 is produced using the method according to the invention.
  • the method according to the invention comprises at least the method steps of forging a component of the wheel bearing 1 at a temperature of less than 1000° C., immediately followed by flaring at least one functional surface 9 of the component formed by forging, and subsequent machining of the surface formed by forging and hardened functional surface 9.
  • the flange 2 is formed by forging at a temperature of at least 850° C. and at most 980° C. After forging, the flange 2 is covered over its entire surface by firmly adhering primary scale.
  • a functional surface 9 of the flange 2 designed as a rolling body track is hardened and tempered, with no other processing being carried out on the functional surface 9 after the forging of the flange 2 .
  • the functional surface 9 of the flange 2 and another functional surface 10 provided for receiving the inner ring 3 are machined by grinding, with the surface quality of the hardened functional surfaces 9 and the other functional surface 10 then being adjusted by means of a mechanical smoothing process after the grinding.
  • a surface 7 provided for receiving the wheel and an inner surface 8 of the flange 2 are machined by turning.
  • a bore 11, with or without a thread depending on the application, is drilled axially in a section of the flange 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Radlager (1) eines Fahrzeugs, wobei das Bauteil bei einer Temperatur von weniger als 1000°C geschmiedet wird, wobei eine Bildung von ausschließlich Primärzunder an einer Oberfläche des Bauteils erfolgt und eine Bildung von Sekundärzunder unterbleibt, wobei durch das Schmieden Funktionsflächen (9, 10) des Bauteils ausgebildet werden, wobei unmittelbar nach dem Schmieden mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete Funktionsfläche (9) des Bauteils gehärtet wird, und wobei erst anschließend die durch das Schmieden ausgebildete und gehärtete Funktionsfläche (9) spanabhebend bearbeitet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Radlager (1) für ein Fahrzeug mit mindestens einem Bauteil, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Radlaqer sowie
Radlaqer mit einem solchen Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Radlager ei nes Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Radlager für ein Fahrzeug, um fassend zumindest ein solches Bauteil.
Radlager werden bekanntermaßen zur Lagerung von Fahrzeugrädern verwendet und sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise geht aus der DE 10 2005 060 113 B4 ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings für ein Radla ger hervor. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte Kaltformen (Tiefziehen) ei nes Lagerrings aus einem GKZ-geglühten und aus einem eutektoiden oder leicht übereutektoiden Stahlblech, Härten des Lagerrings durch selektiv gesteuertes Erwär men und Halten des Lagerrings auf einer Austenitisierungstemperatur zur Erzeugung definierter Austenitisierungsgrade und durch selektiv gesteuertes Abschrecken des Lagerrings zur definierten Martensitbildung im Bereich der Wälzkörperlaufbahnen, An lassen des Lagerrings, und mechanische Endbearbeitung des Lagerrings, wobei der Lagerring nur im Bereich der Wälzkörperlaufbahnen in einer laufbahnseitigen Rand schicht induktiv gehärtet wird.
In der Regel erfolgt das Schmieden eines Bauteils für ein Radlager bei circa 1200°C, wobei durch Schmieden bei dieser Temperatur sowohl Primärzunder als auch Sekun därzunder auf der Oberfläche des Bauteils ausgebildet wird. Primärzunder haftet fest an der Oberfläche des Bauteils, wobei Sekundärzunder nicht fest, sondern leicht lös bar an der Oberfläche des Bauteils ausgebildet wird. Ferner ist die Schichtdicke von Sekundärzunder um ein Vielfaches dicker als die Schichtdicke von Primärzunder. Für eine nachfolgende Wärmebehandlung nach dem Schmieden muss der Sekundärzun der entfernt werden. Dazu wird die Oberfläche des Bauteils, das bei circa 1200°C ge schmiedet wurde, durch Strahlen behandelt. Beim Strahlen erfolgt ein Materialabtrag insbesondere durch Strahlspanen.
Die JP 2010 007 798 A, die JP 2010 025 291 A und die JP 2009 106 995 A offenba ren derartige Verfahren zur Herstellung von Radlagerbauteilen. Dabei erfolgt ein Warmschmieden bei einer Stahltemperatur von maximal 1200°C, eine nachfolgende optionale Entfernung von gebildetem Sekundärzunder durch Abblasen, eine Entfer nung von Sekundärzunder durch spanende Bearbeitung im Bereich mindestens der zu härtenden Oberflächen, ein Härten, Tempern, Schleifen und Honen zur Herstellung des Radlagerbauteils.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Radlager zu schaffen. Insbesondere sollen Verfah rensschritte eingespart werden, wobei das Verfahren insbesondere effizienter als be kannte Verfahren sein soll. Ferner soll auch ein verbessertes Radlager geschaffen werden.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Radlager mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Rad lager eines Fahrzeugs wird das Bauteil bei einer Temperatur von weniger als 1000°C geschmiedet, wobei eine Bildung von ausschließlich Primärzunder an einer Oberflä che des Bauteils erfolgt und eine Bildung von Sekundärzunder unterbleibt, wobei durch das Schmieden Funktionsflächen des Bauteils ausgebildet werden, wobei un mittelbar nach dem Schmieden mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete Funktionsfläche des Bauteils gehärtet wird, und wobei erst anschließend die durch das Schmieden ausgebildete und gehärtete Funktionsfläche spanabhebend bearbeitet wird.
Das erfindungsgemäße Schmieden des Bauteils bei einer Temperatur von weniger als 1000°C verhindert die Ausbildung von Sekundärzunder. Insbesondere wird nur fest haftender Primärzunder an der Oberfläche des Bauteils ausgebildet, wobei dieser eine Schichtdicke von mindesten 1 pm bis höchstens 10 pm aufweist. Weil Primärzunder fest an der Oberfläche des Bauteils haftet und gegenüber Sekundärzunder nur eine geringe Schichtdicke aufweist, ist eine Behandlung der Oberfläche des Bauteils vor dem Härten nicht mehr notwendig, sodass zumindest dieser Verfahrensschritt einge spart werden kann. Ferner wird durch die Verringerung der Schmiedetemperatur auch Energie eingespart, sodass das Verfahren effizienter wird. Unmittelbar nach dem Schmieden des Bauteils bei einer Temperatur von weniger als 1000°C erfolgt dem nach keine spanende Bearbeitung, sondern es wird mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete Funktionsfläche des Bauteils gehärtet. An dieser Funktions fläche des Bauteils wird also vor dem Flärten keine weitere Behandlung vorgenom men, sondern das mit Primärzunder bedeckte Bauteil unmittelbar dem Härtungsvor gang zugeführt.
Besonders bevorzugt wird die Funktionsfläche des Bauteils verfahrensabhängig bei einer Temperatur von mindestens 850°C und abhängig von der zu erzielenden Härte tiefe für mindestens 10 Sekunden gehärtet. Vorzugsweise wird nach dem Härten die Funktionsfläche des Bauteils in Abhängigkeit von dem vorherigen Härtungsprozess bei einer Temperatur von mindestens 150°C für mindestens eine Minute angelassen.
Anschließend wird die durch das Schmieden ausgebildete und gehärtete sowie optio nal angelassene Funktionsfläche spanabhebend bearbeitet. Unter einer spanabhe benden Bearbeitung ist eine mechanische Bearbeitung der Oberfläche zu verstehen, die einen mechanischen Materialabtrag an der Oberfläche bewirkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Bauteil bei einer Temperatur von mindestens 850°C bis höchstens 980°C geschmiedet. In diesem rela tiv engen Temperaturbereich wird besonders wenig, jedoch gut haftender Primärzun der ausgebildet, wobei eine Randzonenoxidation während des Schmiedens derart ge ring ist, dass eine Roheinwaage für das zu schmiedende Bauteil im Wesentlichen kei ner Anhebung bedarf. Ferner werden in diesem Temperaturbereich eine Randzo nenentkohlung sowie die Einbringung von thermisch bedingten Zugspannungen ver ringert. Das Schmiedegewicht oder auch die Roheinwaage beschreibt das Material, welches bei Prozessbeginn vorliegt. Im Prozess wird beispielsweise durch Randent kohlung, Abtrennen von Graten oder durch Lochungen das Gewicht reduziert. In Fol ge ist das geschmiedete Bauteil leichter als die Roheinwaage. Durch die geringe Randentkohlung und die gesenkten Schmiedetemperaturen kann ein Aufmaß zur Nachbearbeitung reduziert werden. Dadurch sinkt die Roheinwaage zum Schmieden, da ein Aufmaß nicht vorgehalten werden muss. Mithin wird Material eingespart. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Bauteil aus einem geschälten Stahlhalbzeug hergestellt. Insbesondere wird Rundstahl durch eine spa nende Bearbeitung der Außenumfangsfläche mittels Schälen zu geschältem Blank stahl verarbeitet. Unter dem Begriff Schälen ist eine gegenüber dem Drehen relativ breite mechanische Spanabnahme bei rotierendem Werkzeug und feststehendem Werkstück zu verstehen. Das geschälte Stahlhalbzeug ist somit rotationssymmetrisch ausgebildet. Beispielsweise besteht das geschälte Stahlhalbzeug und somit auch das Bauteil des Radlagers aus einem Wälzlagerstahl. Vorzugsweise ist der Wälzlagerstahl 100Cr6, C56 oder 70Mn4.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Bauteil als Flansch des Radlagers, Innenring des Radlagers oder Außenring des Radlagers aus gebildet. Der Flansch des Radlagers weist mehrere Funktionsflächen auf, insbesonde re eine Wälzkörperlaufbahn, einen Aufnahmeabschnitt für den Innenring sowie einen Aufnahmeabschnitt für einen Dichtring. Demgegenüber weist der Innenring des Rad lagers zumindest zwei Funktionsflächen auf, insbesondere eine Wälzkörperlaufbahn und einen Sitz, der an dem Aufnahmeabschnitt für den Innenring am Flansch des Radlagers zur Anlage kommt. Ferner weist der Außenring des Radlagers auch zumin dest zwei Funktionsflächen auf, insbesondere eine Wälzkörperlaufbahn und einen Sitz, der an einem stationären Bauteil des Fahrzeugs zur Anlage kommt.
Unter einer Funktionsfläche ist eine Oberfläche des jeweiligen Bauteils des Radlagers zu verstehen, die eine bestimmte technische Funktion hat, beispielsweise die Auf nahme von Wälzkörpern oder die Aufnahme eines anderen Bauteils.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird/ist die mindestens ei ne Funktionsfläche des Bauteils als Wälzkörperlaufbahn ausgebildet. Die Wälzkörper laufbahn ist zur Aufnahme von Wälzkörpern vorgesehen. Beispielsweise wird an dem Flansch des Radlagers eine als Innenlaufbahn vorgesehene Wälzkörperlaufbahn für eine erste Wälzkörperreihe ausgebildet. Beispielsweise wird an dem Innenring des Radlagers eine als Innenlaufbahn vorgesehene Wälzkörperlaufbahn für eine zweite Wälzkörperreihe ausgebildet. Beispielsweise werden an dem Außenring des Radla gers zwei jeweils als Außenlaufbahn eingerichtete Wälzkörperlaufbahnen ausgebildet, wobei die eine Wälzkörperlaufbahn für die erste Wälzkörperreihe vorgesehen ist, und wobei die andere Wälzkörperlaufbahn für die zweite Wälzkörperreihe vorgesehen ist. Vorzugsweise wird an dem Bauteil durch das Schmieden ein im Wesentlichen ferri- tisch-perlitisches Gefüge mit einer Korngröße von höchstens 50 pm ausgebildet. Die se maximale Korngröße entspricht einer Gefügekennzahl von 4. Durch dieses feinere Gefüge, gegenüber dem Gefüge beim Schmieden bei einer Temperatur von 1200°C, wird die Festigkeit, insbesondere Dauerfestigkeit des Bauteils verbessert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete und gehärtete Funktionsfläche zumindest durch Schleifen und Flonen spanabhebend nachbearbeitet. Mit anderen Worten bilden das Schleifen und Honen die spanabhebenden Verfahrensschritte, die zur mechanischen Endbearbeitung des Bauteils vorgesehen sind. Durch Schleifen wird die Geometrie der jeweiligen Funktionsfläche gegenüber dem Honen eingestellt, wobei die Feinein stellung der Geometrie, Formabweichung 2. bis 4. Ordnung, mittels Honens erfolgt. Insbesondere ist das Ziel der mechanischen Endbearbeitung mittels Schleifen und Honen nicht nur eine Verbesserung der Maßgenauigkeit und Formgenauigkeit der je weiligen Funktionsfläche, sondern auch die Einstellung einer optimalen Oberflächen güte, insbesondere Welligkeit und Rauigkeit an der jeweiligen Funktionsfläche zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete und gehärtete Funktionsfläche durch Hartdrehen spanabhebend nachbearbeitet und anschließend geglättet. Mithin bildet das Hartdre hen den spanabhebenden Verfahrensschritt, der zur mechanischen Nachbearbeitung des Bauteils vorgesehen ist. Unter Hartdrehen ist die Zerspanung mit geometrisch be stimmter Schneide im gehärteten Zustand des Bauteils zu verstehen. Das Glätten um fasst mehrere Fertigungsverfahren zur gezielten Einstellung der Oberflächenrauheit. Beispielsweise werden die Funktionsflächen durch Walzen bearbeitet. Durch Hartdre hen wird die Geometrie der jeweiligen Funktionsfläche gegenüber dem Glätten einge stellt, wobei die Feineinstellung der Geometrie, Formabweichung 2. bis 4. Ordnung, mittels Glätten erfolgt. Insbesondere ist das Ziel der mechanischen Endbearbeitung mittels Hartdrehen und Glätten sowohl eine Verbesserung der Maßgenauigkeit und Formgenauigkeit der jeweiligen Funktionsfläche als auch die Einstellung einer optima- len Oberflächengüte an der jeweiligen Funktionsfläche zur Verbesserung der tribologi- schen Eigenschaften.
Ein erfindungsgemäßes Radlager für ein Fahrzeug umfasst die Bauteile Flansch, In nenring, Außenring sowie Wälzkörper, wobei die Wälzkörper auf Wälzkörperlaufbah nen am Flansch, am Innenring und am Außenring abwälzen, und wobei zumindest eins dieser Bauteile nach einem erfindungsgemäßen Verfahren mit mindestens einer Funktionsfläche ausgebildet ist, wobei eine Restoberfläche dieses Bauteils außerhalb der mindestens einen Funktionsfläche mit Primärzunder bedeckt ist.
Insbesondere sind der Flansch, der Innenring und der Außenring nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren ausgebildet. Dazu ist der Flansch, der Innenring und/oder der Außenring bei einer Temperatur von weniger als 1000°C, insbesondere bei einer Temperatur von mindestens 850°C bis höchstens 980°C geschmiedet. Unmittelbar danach wird eine durch das Schmieden ausgebildete Funktionsfläche am Flansch, am Innenring und/oder am Außenring gehärtet, vorzugsweise auch angelassen, wobei anschließend die mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete und gehärtete Funktionsfläche spanabhebend bearbeitet wird.
Das jeweilige nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauteil weist ins besondere ein ferritisch-perlitisches Gefüge mit einer Korngröße von höchstens 50 pm auf.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
Figur 1 eine stark vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines erfin dungsgemäßen Radlagers für ein Fahrzeug, und
Figur 2 bis 7 einen jeweiligen Verfahrensschritt zur Ausbildung eines Bauteils für das Radlager gemäß Figur 1. Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Radlager 1 für ein hier nicht dargestelltes Fahr zeug, wobei das Radlager 1 stark vereinfacht dargestellt ist. Insbesondere sind vorlie gend keine Dichtungselemente dargestellt. Das Radlager 1 umfasst einen Flansch 2, an dem ein Innenring 3 aufgenommen ist. Ferner weist das Radlager 1 einen Außen ring 4 sowie eine erste und zweite Wälzkörperreihe 5, 6 auf, wobei die erste Wälzkör perreihe 5 zwischen dem Flansch 2 und dem Außenring 4 angeordnet ist, und wobei die zweite Wälzkörperreihe 6 zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 4 ange ordnet ist. Vorliegend ist der Flansch 2 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her gestellt. Ferner ist es denkbar, weitere Bauteile des Radlagers 1 , beispielsweise den Innenring 3 und/oder den Außenring 4, nach einem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die Verfahrens schritte Schmieden eines Bauteils des Radlagers 1 bei einer Temperatur von weniger als 1000°C, unmittelbar gefolgt von einem Flärten mindestens einer durch das Schmieden ausgebildeten Funktionsfläche 9 des Bauteils, und anschließende spana bhebende Bearbeitung der durch das Schmieden ausgebildeten und gehärteten Funk tionsfläche 9.
In den Figuren 2 bis 7 werden sechs Verfahrensschritte zur Herstellung des Flansches 2 des erfindungsgemäßen Radlagers 1 dargestellt.
Gemäß Figur 2 wird der Flansch 2 durch Schmieden bei einer Temperatur von min destens 850°C bis höchstens 980°C ausgebildet. Nach dem Schmieden ist der Flansch 2 an seiner kompletten Oberfläche von festanhaftendem Primärzunder be deckt.
Gemäß Figur 3 wird eine als Wälzkörperlaufbahn ausgebildete Funktionsfläche 9 des Flansches 2 gehärtet und angelassen, wobei an der Funktionsfläche 9 nach dem Schmieden des Flansches 2 keine anderweitige Bearbeitung vorgenommen wurde.
Gemäß Figur 4 werden die Funktionsfläche 9 des Flansches 2 sowie eine weitere zur Aufnahme des Innenrings 3 vorgesehenen Funktionsfläche 10 spanabhebend durch Schleifen bearbeitet, wobei danach mittels eines mechanischen Glättverfahrens nach dem Schleifen die Oberflächengüte der gehärteten Funktionsflächen 9 und der weite ren Funktionsfläche 10 eingestellt werden. In Figur 5 werden eine zur Radaufnahme vorgesehene Fläche 7 und eine Innenfläche 8 des Flansches 2 durch Drehen spanabhebend bearbeitet. In Figur 6 wird eine Bohrung 11 , anwendungsbezogen mit oder ohne Gewinde, in ei nem Abschnitt des Flansches 2 axial gebohrt.
Abschließend erfolgt gemäß Figur 7 ein Feindrehen der zur Radaufnahme vorgese hene Fläche 7 des Flansches 2.
In der jeweiligen Figur 3 bis 7 ist der jeweilige Abschnitt des Flansches 2, der in dem jeweiligen Verfahrensschritt bearbeitet wird, hervorgehoben dargestellt.
Bezuqszeichenliste
I Radlager 2 Flansch
3 Innenring
4 Außenring
5 erste Wälzkörperreihe
6 zweite Wälzkörperreihe 7 Fläche
8 Innenfläche
9 gehärtete Funktionsfläche
10 weitere Funktionsfläche
I I Bohrung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Radlager (1 ) eines Fahrzeugs, wobei das Bauteil bei einer Temperatur von weniger als 1000°C geschmiedet wird, wobei eine Bildung von ausschließlich Primärzunder an einer Oberfläche des Bauteils erfolgt und eine Bildung von Sekundärzunder unterbleibt, wobei durch das Schmieden Funktionsflächen (9, 10) des Bauteils ausgebildet wer den, wobei unmittelbar nach dem Schmieden mindestens eine durch das Schmieden ausgebildete Funktionsfläche (9, 10) des Bauteils gehärtet wird, und wobei erst anschließend die mindestens eine durch das Schmieden aus gebildete und gehärtete Funktionsfläche (9) spanabhebend bearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil bei einer Temperatur von mindes tens 850°C bis höchstens 980°C geschmiedet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus einem geschälten Stahlhalb zeug hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Flansch (2), Innenring (3) oder Außenring (4) des Radlagers (1) ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine gehärtete Funktionsflä che (9) des Bauteils als Wälzkörperlaufbahn ausgebildet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bauteil durch das Schmieden ein im Wesentlichen ferritisch-perlitisches Gefüge mit einer Korngröße von höchstens 50 pm ausgebildet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine gehärtete Funktionsflä- che (9) zumindest durch Schleifen und Honen spanabhebend bearbeitet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine gehärtete Funktionsflä che (9) zumindest durch Hartdrehen spanabhebend bearbeitet und anschlie- ßend geglättet wird.
9. Radlager (1) für ein Fahrzeug, umfassend die Bauteile Flansch (2), Innenring (3), Außenring (4) sowie Wälzkörper, wobei die Wälzkörper auf Wälzkörper laufbahnen am Flansch (2), Innenring (3) und Außenring (4) abwälzen, wobei zumindest eines dieser Bauteile (2, 3, 4) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einer gehärteten Funktionsflä che (9) ausgebildet ist, wobei eine Restoberfläche des Bauteils außerhalb aller vorhandenen Funktionsflächen (9, 10) mit Primärzunder bedeckt ist.
10. Radlager (1 ) nach Anspruch 9, wobei das gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellte Bauteil ein ferritisch-perlitisches Gefüge mit einer Korngröße von höchstens 50 pm aufweist.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004156764A (ja) * 2002-08-29 2004-06-03 Nsk Ltd フランジ付軸受装置及び該装置の製造方法
EP1541377A1 (de) * 2002-07-15 2005-06-15 NSK Ltd. Wälzlagereinheit für stützrad
JP2009106995A (ja) 2007-10-31 2009-05-21 Nsk Ltd 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法
JP2010007798A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Nsk Ltd 車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法
JP2010014129A (ja) * 2008-06-30 2010-01-21 Nsk Ltd ハブユニット軸受およびその製造方法
JP2010025291A (ja) 2008-07-23 2010-02-04 Jtekt Corp 軸受装置の製造方法及び軸受装置
DE102005060113B4 (de) 2004-12-23 2016-08-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radlager sowie Verfahren zur Herstellung desselben

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1541377A1 (de) * 2002-07-15 2005-06-15 NSK Ltd. Wälzlagereinheit für stützrad
JP2004156764A (ja) * 2002-08-29 2004-06-03 Nsk Ltd フランジ付軸受装置及び該装置の製造方法
DE102005060113B4 (de) 2004-12-23 2016-08-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radlager sowie Verfahren zur Herstellung desselben
JP2009106995A (ja) 2007-10-31 2009-05-21 Nsk Ltd 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法
JP2010007798A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Nsk Ltd 車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法
JP2010014129A (ja) * 2008-06-30 2010-01-21 Nsk Ltd ハブユニット軸受およびその製造方法
JP2010025291A (ja) 2008-07-23 2010-02-04 Jtekt Corp 軸受装置の製造方法及び軸受装置

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