DE1777223A1 - Automatic device for pressing ball bearing inner rings - Google Patents
Automatic device for pressing ball bearing inner ringsInfo
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Kugellagerinnenringen ™ Ball bearing inner races ™
Die Erfindung "betrifft eine von einer Presse "betätigte Vorrichtung zur Herstellung von Innenringen radial-axialer Wälzlager mit plastisch verformten Laufbahnen durch plastische Kaltverformung kurzer Rohrrohlinge.The invention "relates to a device operated by a press" for the production of inner rings of radial-axial rolling bearings with plastically deformed raceways through plastic Cold forming of short pipe blanks.
Bekannt ist die Herstellung von Wälzlagerringen durch plastisches Verformen der Laufbahn durch Warmwalzen von Ringen mit rechteckigem Ausgangsquerschnitt. Durch das Erwärmen Λ wird jedoch die Oberfläche des zu walzenden Materials beschädigt, was eine nachträgliche Spanabnahme mit erhöhtem Aufmass, zwecks Entfernung der schadhaften Oberfläche und der Warmbehandlung eigenen Unebenheiten nach sich zieht.The production of rolling bearing rings by plastic deformation of the raceway by hot rolling of rings with a rectangular initial cross section is known. However, heating Λ will damage the surface of the material to be rolled, which will result in subsequent chip removal with increased allowance for the purpose of removing the damaged surface and heat treatment of its own unevenness.
Bekannt ist auch das Kaltwalzen durch Einführen einer der Laufbahn entsprechenden Profilrolle in den in einer Drehvorrichtung eingeschlossenen Ring und radiales Andrücken It is also known that cold rolling by inserting one of the raceway corresponding profile role in the trapped in a rotating device and radially pressing ring
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dieser Rolle mit steigender Kraft an den sich drehenden Ring. Dies Verfahren hat erhöhten Verschleiss der Werkzeuge zur Folge, bedingt durch die hohen spezifischen Drücke.this role with increasing force on the rotating ring. This process results in increased wear and tear on the tools, due to the high specific pressures.
Beide Walzverfahren für Wälzlagerringe haben noch den Nachteil, dass an der Stelle, wo die Walzrolle in den Stahl eindringt, das Material seitlich herausgedrückt wird und somit Verschiebungen im Gefüge stattfinden, die Ermüdung des Materials begünstigen. Both rolling processes for rolling bearing rings still have the disadvantage that at the point where the rolling roller penetrates the steel, the material is pushed out laterally and thus displacements in the structure take place, which promote fatigue of the material.
Die Vorrichtung nach der Erfindung beseitigt diese Nachteile durch einen einzigen Pressgang, bei dem beide Schultern der laufbahn des Ringes gleichzeitig geformt werden und das Material in seiner ganzen Masse ausschliesslich durch Druck verformt wird, was ein Verdichten des Materials, ohne Wegfliessen desselben von dem Verformungswerkzeug, zur Folge hat. Während der Verformung umschliesst das Material zwangsläufig fortschreitend das Werkzeug.The device according to the invention eliminates these disadvantages by a single pressing step in which both shoulders of the The raceway of the ring is formed at the same time and the material is deformed in its entirety solely by pressure which results in a compaction of the material without flowing away from the deformation tool. During the Deformation inevitably encircles the material progressively around the tool.
Da als Rohmaterial gezogenes Rohr verwendet wird, ist die anfängliche Kornstruktur des Wälzlagerstahles durch Walzen in Faserstruktur übergeführt und durch Ziehen des Rohres noch weiter verbessert. Dieser betonte Faserverlauf verleiht den gepressten Rohlingen der Wälzlagerringe bestimmte Eigenschaften, wobei die Erfindung die Art der günstigen Anordnung in den zu iCugellagerringen verformten Rohlingen angibt* Since drawn tube is used as the raw material , the initial grain structure of the roller bearing steel is converted into a fiber structure by rolling and is further improved by drawing the tube. This accentuated fiber course gives the pressed blanks of the rolling bearing rings certain properties, whereby the invention specifies the type of favorable arrangement in the blanks formed into iC ball bearing rings *
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Um eine maximale Lebensdauer der Wälzlager zu erreichen, zeigt die praktische Betriebserfahrung, dass der Faserverlauf so angeordnet sein muss, dass bei der Bearbeitung durch Spanabnahme des Rohlings die Fasern weder schräg noch radial aus der Laufrille austreten, um nicht zerschnitten zu werden.In order to achieve the maximum service life of the rolling bearings, practical operating experience shows that the fiber orientation is so must be arranged that when machining by cutting the blank, the fibers neither obliquely nor radially out of the Escape the running groove so as not to be cut.
Die Ermüdungserscheinungen,- die zum Ausfall eines Kugellagers führen, treten zuerst am Innenring auf. Folglich ist die günstig: Anordnung des Faserverlaufs bei Innenringen angezeigt und zweckentsprechend.The signs of fatigue, - the failure of a ball bearing occur first on the inner ring. Hence the Favorable: the arrangement of the fiber orientation in the case of inner rings is displayed and appropriately.
g-- llagcrinnenringe, deren Faserverlauf genau dom Profil der Laufbahn (Ring im Schnitt gesehen) angepasst ist, v/erden aus Präzisionsrohr kalt gepresst, wobei der Innendurchmesser des Rohres etv.ras grosser als der gewünschte Innendurchmesser des Pren-rohliiigs ist, der Aussondurchmesser etwas kleiner als der Lanfbahndurchmesser ist und die Länge dem Volumen des Pro sgIings c- ut s pri clvt.G-- bearing trough rings, the fiber course of which is precisely adapted to the profile of the raceway (ring in section seen), are cold-pressed from precision tube, whereby the inner diameter of the tube etv. r is larger than the desired inner diameter of the pren-blank, the cut-out diameter is somewhat smaller than the runway diameter and the length corresponds to the volume of the projecting c-ut s pri clvt.
Beim automatischen Ablauf der Pressvorganges werden Teile solcher Rohre "0" in das Zuführmagazin A der Vorrichtung gelegt (Fig. 1).During the automatic sequence of the pressing process, parts of such tubes "0" are placed in the feed magazine A of the device (Fig. 1).
Die Teile werden Stück für Stück über ein Loch in der Grundplatt: gebracht. LIn Dorn 1 wird in sie eingeführt und dann erfolgt die plastische Verformung durch axiales Zusammendrücken der Teile zwischen zwei Flächen (Grundplatte und Stössel 3).The parts are placed piece by piece through a hole in the base plate: brought. LIn mandrel 1 is inserted into it and then plastic deformation takes place by axial compression of the parts between two surfaces (base plate and ram 3).
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Die Laufbahn wird durch eine ringförmige Matritze 2 geformt, die aus zwei Teilen mit torroidalem Querschnitt "besteht. Diese "bewegen sich gleichlaufend mit Stössel 3 und halter Geschwindigkeit desselben entlang der Teile abwärts. Diese Matritze ist so angebracht, dass sie sich ständig auf halber Höhe zwischen den zwei axialen Druckflächen (Stössel und Grundplatte) befindet.The raceway is formed by an annular die 2, which consists of two parts with a toroidal cross-section ". This "move at the same time as ram 3 and holder speed the same along the parts downwards. This matrix is attached in such a way that it is always halfway up is located between the two axial pressure surfaces (ram and base plate).
Nach dem Pressen entfernen sich die beiden Matritzenteile radial voneinander und der Dorn 1 zieht sich aus dem gepressten Ring zurück.After pressing, the two parts of the die are removed radially from each other and the mandrel 1 withdraws from the pressed ring.
Die Matritze, die die Laufbahn des Ringes formt, ist massiv und starr, aus zwei Segmenten gebildet, sie ist seitlich geführt und radial von Je einer Kolbenstange 4 des Zylinders 5 betätigt. Die Gegenseite der Kolbenstange 4 wird im geschlossenen Zustand der Matritze durch einen Keil 6, der durch den Kolben eines Zylinders 7 betätigt wird, und die schiefe Ebene 8 verriegelt.The die that forms the raceway of the ring is solid and rigid, made up of two segments, it is guided laterally and radially from each of a piston rod 4 of the cylinder 5 actuated. The opposite side of the piston rod 4 is in the closed state of the die by a wedge 6, which is through the Piston of a cylinder 7 is actuated, and the inclined plane 8 is locked.
Beim Öffnen der Matritze gibt der Keil 6 in der schiefen Ebene eine öffnung frei, durch welche sich die Kolbenstange 4 zurückziehen kann.When the die is opened, the wedge 6 releases an opening in the inclined plane, through which the piston rod 4 retracts can.
Bei der praktischen Anwendung des automatischen Pressens, als Beispiel in Fig. 1 dargestellt, wird die Vorrichtung durch eine Presse mit entsprechender Druckkraft betätigt. Die Presse jIn the practical application of automatic pressing, shown as an example in Fig. 1, the device is through a press operated with the appropriate pressure force. The press j
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hebt (Pfeil "S") und senkt (Pfeil "J") den Stössel 3 der Vorrichtung. Die Bewegungen der übrigen Elemente der Vorrichtung werden durch hydraulische oder pneumatische Kräfte über verschiedene Kolben gesteuert.lifts (arrow "S") and lowers (arrow "J") the plunger 3 of the device. The movements of the other elements of the device are made by hydraulic or pneumatic forces via various Piston controlled.
Die axiale Bewegung des Laufbahnformrahmens mit schliessbarer Matritze, mit halber Stösselgeschwindigkeit erfolgt über die Zahnräder 9 und Zahnstangen 10 mit der Übersetzung 1:2. Die kleinen Zahnräder 9 greifen in die am starren Rahmen der Matritze befestigten Zahnstangen. Die grossen Zahnräder 9 greifen in die am Stössel 3 befestigten Zahnstangen, The axial movement of the raceway frame with lockable The die, at half the ram speed, takes place via the gears 9 and racks 10 with a ratio of 1: 2. the small gears 9 engage in the racks attached to the rigid frame of the die. The large gears 9 engage in the racks attached to the ram 3,
Die pneumatische oder hydraulische Steuerung der Vorrichtungselemente wird zentral von einem Verteiler P gesteuert, der abhängig vom Takt der Presse und Vorrichtung von einem Zeitrelais R betätigt wird (Pig. 4).The pneumatic or hydraulic control of the device elements is controlled centrally by a distributor P, the depending on the cycle of the press and device is actuated by a timing relay R (Pig. 4).
Durch die Druckverteilung mittels Verteiler P in die zwei Richtungen a oder b werden die zwei Bewegungszyklen des Pressvorgangs bewirkt.By distributing the pressure by means of distributor P in the two directions a or b, the two movement cycles of the pressing process become causes.
Druck in den Anschlüssen a bewirkt Zyklus I1 und zwar:Pressure in port a causes cycle I 1 , namely:
Radiale Annäherung der Matritzensegmente 2 und deren Verriegelung durch Keil 6 und Stange 4. Radial approach of the die segments 2 and their locking by wedge 6 and rod 4.
Materialtransport aus dem Zuführmagazin A an die Pressstelle durch Transport syst em 11. 109840/0530 Material transport from the feed magazine A to the press station by the transport system 11. 109840/0530
Ausfahren des Zentrierdornes 1Extending the centering mandrel 1
Senken des Presstössels mit gleichzeitigem Senken der Matritze über Zahnräder 9 und Zahnstange 10.Lowering the ram with simultaneous lowering of the die Via gear wheels 9 and rack 10.
Am Ende dieses Zyklus ist der Ring fertig gepresst.At the end of this cycle the ring is finished pressed.
Druck in den Anschlüssen Td bewirkt Zyklus II und zwar:Pressure in connections Td causes cycle II, namely:
Rückzug des Transportes 11,Withdrawal of transport 11,
Entriegelung der Matritze und radiales Zurückziehen der Matritzensegmente. Unlocking of the die and radial retraction of the die segments.
Einziehen des Zentrierdornes 1 "bis auf Ebene der Pressfläche des Stössels %Pulling in the centering mandrel 1 "up to the level of the pressing surface of the ram%
Heben des Presstössels und des Matritzenrahmens, Betätigen des Hebels 12, um die gepressten Rohlinge von der Grundplatte der Vorrichtung zu entfernen.Lifting the press ram and the die frame, actuating the lever 12 to remove the pressed blanks from the Remove the base plate of the device.
In den Bildern 2 und 5 sind die Draufsichten auf Zu- und Abführvorrichtungen gezeigt.In the pictures 2 and 5 the top views of the inlet and Discharge devices shown.
Das Pressen wird kalt durchgeführt.The pressing is carried out cold.
Das neue Verfahren hat gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren folgende Vorteile:The new process has compared to the known manufacturing process the following advantages:
- Es bewirkt genau parallel verlaufende Pasern zu Profil und Laufbahn des gepressten Ringes.- It results in lines running exactly parallel to the profile and Raceway of the pressed ring.
- Die Kugellagerringe können mit minimalem Aufmass für evtl, - The ball bearing rings can be made with minimal allowance for
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spanabhebende Nachbearbeitung hergestellt werden, d.h. geringe KetalIverbrauch und Arbeitsaufwand.machining post-processing are produced, i.e. low Ketal consumption and workload.
- Das Pressen erfolgt in kaltem Zustand, d. h. viel kleinere Betriebskosten (Werkzeuge und Wärmeenergie) im Vergleich zur plastischen Warmverformung.- The pressing takes place in the cold state, i.e. H. much lower operating costs (tools and thermal energy) in comparison for plastic hot deformation.
- Das Verformen erfolgt nur durch Druckbeanspruchung des Materials und der Werkzeuge, wobei die plastische Verformung in der ganzen Masse des Materials fortschreitend stattfindet. Dies führt zur Verdichtung des Materials ohne Gefügeverschiebungen. - The deformation takes place only by compressive loading of the material and the tools, whereby the plastic deformation takes place progressively throughout the bulk of the material. This leads to the compression of the material without any structural shifts.
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