Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerbauteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung von Wälzlagerbauteilen. In bevorzugter, bekannter Weise werden z. B. die Laufringe von Wälzlagern derart hergestellt, dass Rohrstücke von einem gezogenen Stahl rohr oder Stücke von einem Bandstahl in geeigneter Länge abgeschnitten werden, worauf diese Rohr- oder Bandstahlstücke zu einem Ring so bearbeitet werden, dass sie annähernd die gewünschten Abmessungen erlan gen.
Wenn der Ring zur Verwendung bei einem Kugel lager bestimmt ist, betrifft die Bearbeitung auch das Formen einer Rinne in eine der zylindrischen Ring flächen zum Bilden der Lauffläche für die Kugeln. Der Ring wird dann warmbehandelt (vergütet) und fertig geschliffen. Dieses bekannte Verfahren weist jedoch ver schiedene Nachteile auf. Das Rohrmaterial ist ver gleichsweise teuer und im Hinblick auf das Erreichen der gewünschten Abmessungen und Form bringen die Be arbeitungen einen beträchtlichen Materialverlust, das bedeutet Abfallmaterial mit sich.
Einfachere Verfahren zur Herstellung von Laufringen wurden bereits vorge schlagen, wobei ein Rohrstück von einem in der üblichen Weise hergestellten, also gewalzten Rohr abgeschnitten wird, worauf die Vertiefungen in den zylindrischen Flächen in irgend einem geeigneten Arbeitsgang her gestellt werden. Solche zur Verwendung kommenden unbearbeiteten Rohre weisen jedoch bezüglich des Rund laufes und infolge verschiedener Wanddicken keine be friedigende Qualität auf und sind deshalb zur Herstel lung von Laufringen nicht sehr geeignet. Besonders nicht für solche Laufringe, deren Lauffläche durch einen Roll vorgang hergestellt wird, so dass also besondere Arbeiten notwendig sind, um Laufringe mit den gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
Es wird bezweckt, ein Verfahren zu zeigen, mit dem die erwähnten Nachteile vermieden werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeich net, dass zuerst aus einem Bandmaterial ein rohrförmiger Körper gebildet wird, dass dann dieser in Körperstücke aufgeteilt wird und dass dann in jedes dieser erhaltenen Körperstücke an der inneren oder äusseren Fläche durch Rollvorgänge zumindest eine Umfangssicke erzeugt und/ oder zumindest ein Rand des Körperstückes zum Bil den eines Flansches in einem Winkel zur Mantelfläche abgebogen wird.
In der Zeichnung sind verschiedene Verfahrens schritte des neuartigen Verfahrens dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Verfahrensschritt zur Herstellung eines Rohres, Fig. 2-7 verschiedene Rollvorgänge und Fig. 8 ein nach dem neuartigen Verfahren herge stelltes Wälzlager mit Lagerkörper, in vergrösserter Dar stellung.
Fig. 1 zeigt die zuerst notwendigen Verfahrens schritte zur Herstellung der Wälzlagerbauteile, wobei ein blanker Bandstreifen in der Form 1 angeliefert wird. Der Bandstreifen wird in bevorzugter Weise als Band stahl, also als gut kalibriertes Material angeliefert, und diesCr Bandstahl wird dann im Bereich 2 mittels nicht dargestellter automatischer Einrichtungen zu einem Rohr geformt.
Im in Fig. 1 rechts liegenden Teil des Bereiches 2 liegen dann noch ebenfalls nicht dargestellte automa tische Schweissvorrichtungen zum Verbinden der an einandergrenzenden Kanten des Streifens. Innerhalb des Bereiches 3 wird der rohrförmige Körper in Ringe 4 unterteilt, deren Länge entsprechend der gewünschten Breite des Wälzlagerbauteiles gewählt wird. Ein auf diese Weise hergestelltes Rohrstück 4 weist viele Vor teile gegenüber einem in konventioneller Weise herge stellten Rohr auf, und zwar z. B. sehr geringe Abwei chungen vom Kreisquerschnitt und eine gleichmässige Wanddicke. Es ist daher möglich, allein durch die Anwendung der erfindungsgemässen Verfahrensschritte Wälzlagerbauteile im fertigen Zustand zu erreichen.
Die Fig. 2 bis 7 zeigen verschiedene Arten des letzten Verfahrensschrittes des Herstellungsverfahrens, nämlich das Rollen.
Fig. 2 zeigt das Rollen eines äusseren Laufringes 5, der zwei Flansche aufweist. Dieser Arbeitsschritt wird auch als sogenanntes Nach-Aussenrollen bezeichnet, wobei die Flansche durch ein gegen ein äusseres Werk zeug 7 arbeitendes Werkzeug 6 von innen nach aussen gebildet werden, aber nach innen ragen. Das Werkzeug 7 wird mit Vorteil geteilt.
Während des Rollvorganges nach Fig.3 sitzt das mit strichpunktierten Linien gezeigte Rohrstück 8 in einem Halter 9, worauf die Ränder des Rohrstückes durch Rollwerkzeuge 10 so nach innen gedrückt wer den, dass ein Laufring mit zwei Flanschen entsteht.
Die Fig. 4 zeigt ein Nach-Aussenrollen zur Herstel lung des Laufringes. Ein Rohrstück 12 liegt in einem Halter 13 ohne inneres Abstützglied. Zum besseren Halten des Rohrstückes 1 während des Rollvorganges wird der Halter 13 in vorteilhafter Weise mit O-Ringen 14 versehen. Durch die Rollwerkzeuge 15 werden die Ränder des Stückes 12 so gebogen, dass ein Laufring mit zwei strichpunktiert dargestellten Flanschen 16 entsteht.
Um eine genaue Form des Laufringes zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn zuerst in nicht dargestellter Weise eine flache Vertiefung am Rohrstück 12 erzeugt wird, die dann als Biegestelle am entsprechenden Ringteil dient. Die Fig. 5 zeigt einen nach innen gerichteten Roll- vorgang unter Verwendung einer inneren Abstützung. Das Rohrstück 17 liegt in einem Halter 13, wie bei Fig. 4, und ist an der abzubiegenden Stelle durch ein Rollglied 18 abgestützt. Der eine Rand oder beide Ränder des Stückes 17 sollen mittels eines bzw. zwei solcher Werkzeuge 19 von aussen nach innen gerollt werden.
In Fig. 5 ist die bereits erwähnte, zuerst ge fertigte, flache Vertiefung am Rohrstück 17 dargestellt, die als Markierung für die beabsichtigte Biegung des Flansches bzw. der Flansche dient. Diese flache Vertie fung wird also durch einen äusseren Walzring des Roll gliedes 18 hergestellt. Es ist ebenfalls möglich, einen nach innen gerichteten Rollvorgang vorzunehmen, bei dem das innere Abstützglied feststehend ist. Es ist wei terhin möglich, die Flanschbildung als einen kombinier ten Roll- und Pressvorgang auszuführen.
Die Rollvor- gänge nach den Fig. 2 bis 5 sind nicht auf einen be stimmten Winkel zwischen dem zylindrischen Ringteil und dem Flansch beschränkt, und es ist möglich, sowohl Innen- als auch Aussenringe für Wälzlager mit einem oder zwei Flanschen zu fertigen.
Es ist weiterhin auch möglich, andere Teile von Wälzlagern nach diesem neuartigen Verfahren herzu stellen, so z. B. Käfige für Rollen- oder Nadellager, welche Schlitze für die Wälzkörper aufweisen. Das als Ausgangsmaterial dienende blanke Band wird dann mit Serien von ausgestanzten Taschen oder Löchern ver sehen. Dieses Band wird dann zu einem gelochten Rohr geformt, worauf die aneinander angrenzenden Ränder wieder miteinander verschweisst werden. Dann wird das Rohr in einzelne Käfigstücke derart geschnitten, dass an einer oder an beiden Stirnseiten des Käfigstückes ein um den Umfang reichender unperforierter Teil verbleibt.
Auf diese Weise wird ein Käfig der offenen oder ge schlossenen Art erzielt, wonach dann der Rollvorgang so durchgeführt wird, dass der vorerwähnte, unperfo- rierte Teil bzw. Teile zum perforierten, zylindrischen Teil des Käfigs gering geneigt ist bzw. sind. Fig. 6 zeigt einen Rollvorgang, bei dem zwei Lauf rinnen 20 durch zwei Werkzeuge 22 in einem in der Matrize 23 liegenden Laufring 21 gefertigt werden, der als Innenring für ein Kugellager dienen soll. Um eine zufriedenstellende Toleranz der Dicke bei 25 zu erreichen, ist es notwendig, dass der Ring 21 an einer festen Abstützung 24 anliegt.
Bei einer solchen Her stellung des Innenringes kann auch gleich die innere Ringfläche mit den zwei Stegen versehen werden, so dass ein auf einer Welle montierter Ring 21 nur mit diesen beiden Stegen an der Welle anliegt. Dadurch sind an der Welle und am Ring 21 keine langen Passflächen für den Laufringsitz notwendig. Die Fig. 7 zeigt den Rollvorgang bei einem Wälzlageraussenring mit auch solchen vorerwähnten Stegen für den Sitz. Während des Rollens liegt der Ring 26 innerhalb eines feststehenden Halters 27 und die beiden Laufrinnen werden durch Werkzeuge 28 gerollt.
Der Halter 27 ist mit zwei Um fangsnuten 29 versehen, so dass gleichzeitig die vor erwähnten Stege für den Laufringsitz während dieses Rollvorganges gebildet werden. Gemäss dem Rollvorgang nach den Fig. 6 und 7 kann an Stelle der zwei Lauf rinnen natürlich auch nur eine Laufrinne in einem Ring eingerollt werden.
Die vergrösserte Fig. 8 zeigt ein Kugellager, das in einem kleinen Rad eingebaut ist. Der Aussen- und Innenring dieses Kugellagers ist nach dem neuartigen Verfahren hergestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Rad körper in bevorzugter Weise z. B. aus einem Kunst stoff oder Gummi, der dann direkt auf den Wälzlager aussenring aufgegossen oder ab Extruder direkt aufge bracht wird. Ähnliche nach aussen weisende Stege des Aussenringes, wie bei Fig. 7, dienen dann zum Halten des Radkörpers auf dem Aussenring.
Method for the production of roller bearing components The invention relates to a method for the production of roller bearing components. In a preferred, known manner, for. B. the races of rolling bearings are made in such a way that pipe pieces of a drawn steel pipe or pieces of a steel strip are cut to a suitable length, whereupon these pieces of pipe or steel strip are processed into a ring so that they approximate the desired dimensions.
If the ring is intended for use in a ball bearing, the machining also relates to the shaping of a groove in one of the cylindrical ring surfaces to form the running surface for the balls. The ring is then heat-treated (tempered) and finish-ground. However, this known method has various disadvantages. The pipe material is comparatively expensive and in terms of achieving the desired dimensions and shape, the workings bring a considerable loss of material, which means waste material with it.
Easier methods of making races have already been proposed, with a piece of pipe being cut from a pipe produced in the usual way, ie rolled pipe, whereupon the recesses in the cylindrical surfaces are made in any suitable operation. Such coming unmachined pipes, however, have no satisfactory quality with regard to the concentricity and as a result of different wall thicknesses and are therefore not very suitable for the manufacture of races. Especially not for those races whose running surface is produced by a rolling process, so that special work is necessary to achieve races with the desired properties.
The aim is to show a method with which the disadvantages mentioned can be avoided. The method according to the invention is characterized in that a tubular body is first formed from a strip material, that this is then divided into body pieces and that at least one circumferential bead is then produced and / or at least in each of these body pieces obtained on the inner or outer surface by rolling processes an edge of the body piece to the Bil a flange is bent at an angle to the lateral surface.
In the drawing, various process steps of the novel process are shown.
1 shows a method step for the production of a tube, FIGS. 2-7 different rolling processes and FIG. 8 shows a rolling bearing with a bearing body produced according to the novel method, in an enlarged illustration.
Fig. 1 shows the first necessary process steps for the production of the rolling bearing components, a bare strip of tape in the form 1 is delivered. The strip strip is preferably delivered as steel strip, that is to say as a well-calibrated material, and this Cr strip steel is then formed into a tube in area 2 by means of automatic devices (not shown).
In Fig. 1 on the right part of the area 2 are then also not shown automatic welding devices for connecting the adjacent edges of the strip. Within the area 3, the tubular body is divided into rings 4, the length of which is selected according to the desired width of the rolling bearing component. A pipe section 4 produced in this way has many parts before compared to a conventionally Herge presented pipe, namely z. B. very slight deviations from the circular cross-section and a uniform wall thickness. It is therefore possible to achieve rolling bearing components in the finished state simply by using the method steps according to the invention.
FIGS. 2 to 7 show different types of the last step of the manufacturing process, namely rolling.
Fig. 2 shows the rolling of an outer race 5, which has two flanges. This work step is also referred to as so-called outward rolling, the flanges being formed from the inside to the outside by a tool 6 working against an external tool 7, but protruding inward. The tool 7 is advantageously shared.
During the rolling process according to FIG. 3, the pipe section 8 shown with dash-dotted lines sits in a holder 9, whereupon the edges of the pipe section are pressed inwards by rolling tools 10 so that a raceway with two flanges is formed.
Fig. 4 shows an outward rolling for the produc- tion of the raceway. A pipe section 12 lies in a holder 13 without an inner support member. To better hold the pipe section 1 during the rolling process, the holder 13 is advantageously provided with O-rings 14. The edges of the piece 12 are bent by the rolling tools 15 in such a way that a raceway with two flanges 16 shown in dash-dotted lines is formed.
In order to obtain an exact shape of the race, it is advantageous if a shallow depression is first created on the pipe section 12 in a manner not shown, which then serves as a bending point on the corresponding ring part. FIG. 5 shows an inwardly directed rolling process using an inner support. The pipe section 17 lies in a holder 13, as in FIG. 4, and is supported by a rolling member 18 at the point to be bent. One or both edges of the piece 17 should be rolled from the outside inwards by means of one or two such tools 19.
In Fig. 5, the already mentioned, first GE made, shallow depression on the pipe section 17 is shown, which serves as a marker for the intended bending of the flange or the flanges. This flat Vertie fung is therefore produced by an outer roller ring of the rolling member 18. It is also possible to perform an inward rolling operation in which the inner support member is stationary. It is also possible to carry out the flange formation as a combined rolling and pressing process.
The rolling processes according to FIGS. 2 to 5 are not restricted to a specific angle between the cylindrical ring part and the flange, and it is possible to manufacture both inner and outer rings for roller bearings with one or two flanges.
It is also possible to provide other parts of rolling bearings according to this novel process, so z. B. cages for roller or needle bearings, which have slots for the rolling elements. The blank strip, which is used as the starting material, is then provided with a series of punched-out pockets or holes. This band is then formed into a perforated tube, whereupon the adjacent edges are welded together again. The tube is then cut into individual cage pieces in such a way that an imperforate part extending around the circumference remains on one or both end faces of the cage piece.
In this way, a cage of the open or closed type is obtained, after which the rolling process is carried out in such a way that the aforementioned imperforate part or parts is or are slightly inclined to the perforated, cylindrical part of the cage. Fig. 6 shows a rolling process in which two running grooves 20 are made by two tools 22 in a running ring 21 lying in the die 23, which is intended to serve as an inner ring for a ball bearing. In order to achieve a satisfactory tolerance of the thickness at 25, it is necessary that the ring 21 rests against a solid support 24.
With such a Her position of the inner ring, the inner ring surface can also be provided with the two webs, so that a ring 21 mounted on a shaft only rests on the shaft with these two webs. As a result, no long fitting surfaces are required on the shaft and on the ring 21 for the raceway seat. 7 shows the rolling process in the case of a roller bearing outer ring with the aforementioned webs for the seat. During rolling, the ring 26 lies within a stationary holder 27 and the two troughs are rolled by tools 28.
The holder 27 is provided with two circumferential grooves 29, so that at the same time the aforementioned webs for the raceway seat are formed during this rolling process. According to the rolling process according to FIGS. 6 and 7, instead of the two running troughs, only one running trough can of course be rolled up in a ring.
The enlarged FIG. 8 shows a ball bearing which is installed in a small wheel. The outer and inner ring of this ball bearing is manufactured using the novel process.
In this embodiment, the wheel body is preferably z. B. made of a plastic or rubber, which is then poured directly onto the bearing outer ring or brought up directly from the extruder. Similar outwardly facing webs of the outer ring, as in FIG. 7, then serve to hold the wheel body on the outer ring.