Verfahren zum Herstellen von Laufringen für Rollen- oder Kugellager Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Laufringen für Rollen- oder Kugellager, durch welches insbesondere eine spätere Verformung der Laufringe unter Arbeits bedingungen vermieden werden soll.
In der Regel werden derartige Lagerteile in der Weise hergestellt, dass Stahlringe, die weich vorge formt und durch eine geeignete Wärmebehandlung gehärtet sind, bis auf das Endmass abgeschliffen werden. Das Schleifen kann dabei in einem oder in mehreren Arbeitsgängen ausgeführt werden. Nach einem bekannten Verfahren wird dafür zuerst ein sogenanntes Grobschleifen zum Entfernen des grösse ren Teils des abzuschleifenden Ringmaterials ange wendet. Diesem Grobschleifen folgt ein Feinschleifen, bei dem bis auf die geforderten Endmasse geschliffen wird, wobei nur noch sehr wenig Material entfernt zu werden braucht. Diese beiden Schleifvorgänge können zu einem Arbeitsgang vereinigt oder auch in mehrere getrennte Arbeitsgänge aufgeteilt werden.
Weiterhin ist es in der Praxis bekannt, im geeigneten Zeitpunkt zwischen dem ersten und dem letzten Schleif-Arbeitsgang eine Ausgleichsbehandlung vor zunehmen, beispielsweise eine Wärmebehandlung mit nicht zu hohen Temperaturen oder eine Abkühlung oder auch beides. Durch diese Behandlung werden Spannungen, wie sie beim Schleifen im Ring ent stehen, beseitigt. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass Lagerteile, die unter diesen genannten Bedin gungen hergestellt werden, sich später unter den Arbeitsbedingungen verformen. Derartige Lager wer den daher unbrauchbar, lange bevor die Laufflächen der Lagerteile einen ernstlichen Fehler oder eine Ab nutzung aufweisen.
Die vorliegende Erfindung schlägt daher eine neue Fertigungsmethode vor, die ein mechanisches Vorspannen der Lagerringe in Verbindung mit Schlei- fen vorsieht. Durch dieses neue Verfahren können Laufringe hergestellt werden, die den Beanspruchun gen, für die sie bestimmt sind, gewachsen sind, ohne bleibende Verzerrungen zu erhalten.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von Laufringen für Rollen- oder Kugellager zeichnet sich dadurch aus, dass nacheinander die folgenden Arbeitsgänge durchgeführt werden: a) Weichverformen und Wärmebehandeln zur Her stellung einer oder mehrerer gehärteter Lauf flächen, b) Grobschleifen, c) Vor-Feinschleifen, bei welchem ein Materialüber- schuss auf der oder den Laufflächen stehen bleibt, um oberflächliche Unebenheiten nachträglich ent fernen zu können, d) Mechanisches Vordrücken des Laufringes, um durch plastische Verformung eine bleibende, end gültige Gestalt der Laufbahn-Oberflächen zu erhalten,
e) End-Feinschleifen des Ringes, um die oberfläch lichen Unebenheiten, die durch das Vordrücken hervorgerufen wurden, entfernen zu können, so dass ein die genauen Masse aufweisender, vorge- drückter Laufring entsteht.
Das mechanische Vordrücken des Ringes kann in geeigneter Weise mit Hilfe von Rollen oder Kugeln vorgenommen werden, die unter Druck, der etwa den Arbeitsbedingungen entspricht, auf der Lauffläche des Ringes entlang geführt werden.
Beim genannten Verfahren liegt der angewandte Druck vorzugsweise über der Elastizitätsgrenze des Ringmaterials und bewirkt dadurch eine plastische Materialverformung. Vorteilhafterweise wird das mechanische Vordrücken während des Feinschleifens, aber vor dem letzten Fertigschleif-Arbeitsgang aus geführt. Selbstverständlich wird das genannte Verfahren nicht an jenen Oberflächen angewendet, an denen nachträgliche Verformungen vernachlässigt werden können, wie z.
B. an Oberflächen, die nicht als Lauf fläche dienen sollen bzw. auf deren genaues End- mass es nicht ankommt.
Der angewendete Druck darf dabei nicht kleiner sein als die grösste Last, die der Laufring später aufnehmen soll und soll auch in der Angriffsrichtung den später anzutreffenden Arbeitsbedingungen ent sprechen. Der angewandte Druck kann weiterhin gleichmässig oder stossartig sein und kann aus ver schiedenen Richtungen erfolgen, um auch in dieser Hinsicht die späteren Arbeitsbedingungen nachzu ahmen.
Wenn eine derartige Belastung angewendet wird, verformt sich der Ring und nimmt eine bleibende Gestalt an. Die Belastung wird so lange aufrecht erhalten, bis sicher ist, dass überall diese Verformung stattgefunden hat. Dabei verbleiben auf den Ober flächen, die bisher nur teilweise bearbeitet wurden, Unebenheiten, die dann beim nachfolgenden Fertig schleifen entfernt wurden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vor richtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Sie ist gekennzeichnet durch einen im Rahmen unverdreh- baren Halter für den zu bearbeitenden Laufring und wenigstens eine auf einem zentralen Tragteil abge stützte Druckscheibe, die einen Satz Druckrollen oder -kugeln trägt, wobei Mittel vorgesehen sind, um über den Tragteil eine axiale Druckkraft auf die Druck scheibe auszuüben, während ein auf dem Tragteil unverdrehbar angeordneter Aussenring mit Antriebs mitteln in Verbindung treten kann, um der Druck scheibe eine rotierende oder drehoszillierende Bewe gung zu erteilen.
Die beiliegende Zeichnung zeigt als Ausführungs beispiel einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung, in der das mechanische Drücken an Laufringen mit zwei Laufflächen zur Verwendung in Kegelrollen- Lagern ausgeführt werden kann. Der zu bearbeitende Laufring ist in der Figur mit 1 bezeichnet und wird von einem geteilten Laufringhalter 21 getragen. Der Laufring 1 weist an gegenüberliegenden Seiten zwei konische Laufflächen 2 und 2' auf.
Der nur teil weise fertig bearbeitete Teil der Ringoberfläche ist mit 3, 4 und 5 und die Innenfläche, die kein genaues Endmass erfordert und deshalb schon vor dem Vor spannen fertig geschliffen wurde, mit der Bezugs zahl 6 versehen.
Das Vorspannen des Laufringes 1 geschieht durch zwei Lagen von Druck-Kegelrollen 7 und 8, die einerseits auf den beiden Laufflächen 2 und 2' und anderseits auf den konischen Laufflächen von zwei Druckscheiben 9 und 10 abrollen.
Die Druckscheiben 9 und 10 sind an einem im wesentlichen zylinderförmigen Tragteil 11, 12 der Druckeinrichtung angeordnet. Die untere Scheibe 10 stützt sich dabei auf einen Querflansch 12 des Trag- teils. Über den Zylinder 11 ist weiterhin noch ein Aussenring 13 geschoben, welcher auf der obern Scheibe 9 aufliegt. Die beiden Teile 11 und 13 sind durch einen Sperrstift 14 drehsicher miteinander ge kuppelt, so dass sie gemeinsam rotieren oder dreh oszillieren können. Der Stift 14 lagert dabei im ver breiterten obern Teil des Ringes 13 und greift in eine sich axial erstreckende Vertiefung 16 im Zylin der 11 ein, wodurch eine begrenzte, axiale Relativ bewegung zwischen den beiden Teilen 11 und 13 möglich ist.
Die Teile 11, 12 und 13 sind auf Stützen 31 an einem festen Rahmen 17 abgestützt und können von einer Antriebswelle 18 über einen Reibbelag 19 in Rotation oder Drehoszillation versetzt werden. Zwischen Reibbelag 19 und der oberen Traverse des Rahmens 17 ist noch ein Axiallager 20 vorgesehen. Die Rotation oder Drehoszillation wird durch den Sperrstift 14 auf den Zylinder 11 übertragen.
Auf den Tragteil 11, 12 wird während der Dreh bewegung ein Druck ausgeübt. Zu diesem Zweck greift ein Pressstempel 26, der in einem Presszylinder 27 gelagert ist, von unten an einer im Rahmen 17 gleitend geführten Platte 28 an. Diese stützt sich mit Lagern 30 auf eine Zwischenscheibe 29, auf der der Tragteil 11, 12 seinerseits aufruht.
Der hydraulische Zylinder 27 und sein Stempel 26 können in verschie dene Stellungen gegenüber der Platte 28 gebracht werden, beispielsweise in zentrale Stellung, wie sie in der Figur in ausgezogenen Linien dargestellt ist, oder nach einer Seite verschoben, wie es die strich punktierten Linien 26' und 27' zeigen, oder in ver- schwenkter Stellung gemäss den strichpunktierten Linien 26" und 27". Durch die Einstellung des Zylin ders in die eine oder die andere dieser Stellungen kann bewirkt werden, dass die Druckkraft zentral oder exzentrisch oder in einem beliebigen Winkel angreift. Die künftigen Arbeitsbedingungen können so sehr gut nachgeahmt werden. Der Tragteil 11, 12 ruht normalerweise auf den Stützen 31 auf.
Wird jedoch die Druckkraft wirksam, wird die den Laufring 1 aufnehmende Baugruppe vom Stempel angehoben, bis der Ring 13 mit seiner Oberfläche auf den Reib belag 19 trifft. Das obere Ende des Zylinders 11 kann dabei in eine Eindrehung 32 eintreten. Durch die Druckkraft und dann durch die Verformung des Laufringes verschieben sich der Zylinder 11 und der Ring 13 um einen geringen Betrag relativ zueinander, was durch das Langloch 16 ohne weiteres möglich ist. Rotiert oder drehoszilliert nur der Belag 19, so be wegen sich die Scheiben 9 und 10 in gleicher Weise, so dass die Druckrollen 7 und 8 unter Last auf der entsprechenden Lauffläche 2 bzw. 2' des feststehen den Laufringes 1 abrollen und auf den Ring 1 drücken.
Die Druckkraft wird so lange aufrechter halten, bis eine plastische Verformung stattgefunden hat.
Wenn die den Laufring 1 enthaltende Baugruppe durch den Stempel emporgehoben wird und der Ring 13 mit dem Belag 19 in Kontakt kommt, tritt der geteilte Laufringhalter 21 auf der einen Seite in eine Ausnehmung eines Armes 22 ein. Dieser Arm 22 ist mit einer Schraube 25 in einem Langloch 24 des Rahmens 17 befestigt und verhindert so ein Mit drehen des Ringes 1 während der Drehbewegung der Teile 9 bis 13. Der Arm 22 kann weiterhin die Aufwärtsbewegung eines Teils des Laufringhalters 21 verhindern, um dadurch ein Verkanten des Lauf ringes 1 herbeizuführen, so dass auf der einen Seite des Ringes 1 eine grössere Druckkraft angreift als auf der andern. Die Stellung des Armes 22 kann durch die Schraube 25 innerhalb des Langloches 24 variiert werden.
Falls gewünscht, kann an dem Arm 22 auch ein Schrägarm angebracht werden, der mit dem Halter 21 zusammenarbeitet, so dass auf diesen und damit auf den Ring 1 ein zusätzlicher seitlicher Druck oder Zug ausgeübt wird. Ein dem Arm 22 ähnlicher Arm kann ausserdem auch auf der gegen überliegenden Seite des Rahmens angebracht und, falls der Antrieb drehoszillierend ist, so angeordnet sein, dass eine Rotation der Spannvorrichtung in bei den Richtungen verhindert wird.
Nach dem Vorspannen des Laufringes 1, bei dem, wie oben beschrieben, eine Dauerverformung erzeugt wurde, werden die Oberflächenteile 3, 4 und 5 des Ringes fertiggeschliffen, um die bei der Ver formung entstandenen oberflächlichen Unebenheiten zu beseitigen und einen Laufring mit den genauen Abmessungen herzustellen.
Um einen Laufring mit nur einer Lauffläche anstatt zwei vorzuspannen, können zwei derartige Ringe anstelle des zwei Laufflächen aufweisenden einen Ringes 1 in dem geteilten Laufringhalter ein gesetzt werden.