DE591146C

DE591146C - Verfahren zum Nachbearbeiten der Kugellaufbahnen von Fahrradnaben

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Publication number: DE591146C
Application number: DEG80093D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-07-05
Filing date: 1931-07-05
Publication date: 1934-01-17

Description

Es ist bekannt, Werkstücke mittels abrollender stählerner Drehkörper, die.der zu "erzielenden Form in ihrer wirksamen Fläche angepaßt sind, zu bearbeiten (Prägepolieren).
Die Erfindung besteht darin, die bisher übliche Nachbearbeitung von Kugellaufbahnen, insbesondere bei Fahrradnaben, mit Hilfe eines Kugeldrehsupports durch das Prägepolieren mit Hilfe von Polierkugeln zu ersetzen, welche einen dem Profil der zu bearbeitenden Hohlkehle entsprechenden Durchmesser haben, also größer sind als die später einzusetzenden Lagerkugeln. Beim Prägepolieren dieser Kugellaufbahnen wird erfindungsgemäß weiterhin die relative Axialbewegung zwischen dem Werkstück und der Führungsbahn der Polierkugeln durch einen auf die lehrengerechte Abmessung des Werkstückes eingestellten Anschlag begrenzt.
Die zur Ausübung des neuen Verfahrens benötigte Maschine kann bohrmaschinenartig gestaltet sein; sie kann aber auch' andere Gestalt erhalten. Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden.

In Abb. ι ist im Schema die Anwendung des neuen Verfahrens auf Konuskugellager dargestellt. Abb. 2 stellt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Bearbeiten zweier Konuskugellagerbahnen dar, wie sie an Freilaufnabenkörpern vorhanden sind. Hierzu ist Abb. 3 eine Sonderdarstellung der Werkzeuge in vergrößertem Maßstabe. Abb. 4 zeigt eine andere Vorrichtung zum Bearbeiten derselben Nabenkörper.

Schließlich stellen die Abb. 5 und 6 Vorrichtun gen zum Glätten der Kugelbahnen von Radiallagern dar, wobei Abb. 5 die Bearbeitung des äußeren und Abb. 6 die des inneren Lauf ringes veranschaulicht.

In Abb. ι ist W das Werkstück, 1 die senkrecht stehende Arbeitsspindel und 2 eine aus gehärtetem Stahl bestehende Schale, in der die von dem Käfig 3 gefangengehaltenen, gehärteten Stahlkugeln 4 umlaufen können. Wegen der Gestaltung des Werkstückes W ist die Schale 2 mit einer Bohrung 5 versehen. Am Grunde dieser Bohrung befindet sich der als Axialkugellager gebildete Anschlag 6, der den Vorschub der Arbeitsspindel 1 in bezug auf die Schale 2 begrenzt.

Während der Bearbeitung wird das Werkstück W von der Stirnfläche der Arbeitsspindel durch Reibung mitgenommen. Der Durchmesser der Arbeitskugeln 4 entspricht hier wie bei allen anderen Ausführungsformen der Erfindung dem Krümmungshalbmesser der Kugelbahn, ist also etwa doppelt so groß als der Durchmesser der später einzusetzenden Lager kugeln.

Sollen zwei Kugelbahnen eines Werkstückes gleichzeitig bearbeitet werden, so kann man eine Zwillingsanordnung schaffen, indem man z. B. (s. Abb. 2) die eine Arbeitsspindel i^a ortsfest und die andere, i^b, zur ersten gleichachsig verschiebbar anordnet, wobei an der verschiebbaren Arbeitsspindel das Gestänge 12, 13, 14, 15 mittels Gabel 16 und genuteter Scheibe 17 angreift. Die Gabel 16 und die das

Gewicht 14 tragende Hebelstange 13 sind bei 12 drehbar gelagert. Der Hebel 13 kann durch Linksdrehung des Winkelhebels 15 gestützt werden. Wird diese Stütze durch Rechtsdrehung des Hebels 15 aufgehoben, so erfolgt die relative Verschiebung zwischen Spindel und Werkstück durch einen vom Gewicht 14 über das Gestänge auf die Spindel i^& ausgeübten Druck in axialer Richtung. Das zu bearbeitende Werkstück, beispielsweise der Nabenkörper einer Freilaufnabe, wird bei der Ausführungsform nach Abb. 2 von einer Spannzunge 18 gehalten, die in einer Gleitführung 19 in Richtung der Spindelachse verschiebbar ist.

Man kann aber auch (s. Abb. 4) die Arbeitsspindel ι als Hohlspindel ausbilden, die an einem Teil 20 des Maschinengestelles ortsfest auf Kugeln gelagert ist und das Werkstück W" gleichachsig in ihrem Innern aufnimmt. Hierbei können die für die Speichen vorgesehenen Löcher in den Flanschend des Werkstückes im Zusammenwirken mit geeigneten Stiften der Hohlspindel ι als Mitnehmer dienen. Die Arbeitskugeln 4 mit ihren Käfigen 3 sitzen in diesem Falle auf den Enden der gleichachsig verschiebbar gelagerten Stangen 21, 22. Diese Stangen werden beide von den Belastungsgestängen 12, 13,14,15 mit der erforderlichen Druckbelastung gegeneinander und gegen das Werkstück vorgeschoben. Bringt man auf der einen Stange 21 in geeigneter Weise einen Anschlag 23 an, der den Vorschub dieser Stange begrenzt, so braucht

. nur das Belastungsgestänge der Stange 22 mit einem Entlastungshebel 15 versehen zu werden. '35 Vielfach befindet sich an den Werkstücken ein Drehkörper (radialer oder konischer Bund), der von der Mittelebene der Kugelbahnen einen bestimmten, genau einzuhaltenden Abstand haben muß. Gemäß der Erfindung sollen solche Drehkörper gleichzeitig mit der erfindungsgemäßen Bearbeitung der Kugelbahnen nachgerieben werden. Ein hierfür geeignetes Werkzeug, das bei der in Abb. 2 dargestellten Vorrichtung verwendet werden soll, ist in Abb. 3 in vergrößertem Maßstab gezeichnet. Es hat an seinem vorderen Ende eine Reibahle 23 und ist an der einen Arbeitsspindel i^b gegebenenfalls auswechselbar befestigt. Sobald die Stirnfläche der Arbeitsspindel i^a mit der Stirnfläche der Reibahle 23 zusammentritt, ist die richtige Entfernung zwischen den beiden Mittelebenen der Kugelbahnen und dem konischen Bund B des Werkstückes hergestellt.
' An Stelle der beschriebenen Anordnung der Reibahle an einem der Kugelbahnträger kann man auch den Bund vor dem Glätten der Kugelbahnen drehen und fertigreiben. In diesem Falle verwendet man lehrenartige Körper, wie sie in Abb. 4 dargestellt sind. Zwischen den Stirnflächen der Stangen 21, 22 befindet sich das Axialkugellager 36, der zylindrische Lehrenkörper 3J und der keglige Lehrenkörper 38, der von einer zwischen beiden eingeschalteten Feder 39 gegen den fertiggeriebenen kegligen Bund B gedrückt wird. Sobald die beiden Körper 37, 38 einerseits und der Körper 38 und die Stange 21 andererseits mit ihren Stirnflächen, zusammengestoßen sind, ist der Walzvorgang beendet, und die richtigen Abstandsmaße zwischen dem Bund und den beiden Kugelbahnen sind hergestellt.

Bei der in Abb. 5 dargestellten Vorrichtung zum Bearbeiten der äußeren Laufringe L^a von Radialkugellagern ist eine von einer Riemenscheibe 24 aus angetriebene, ortsfest gelagerte Spindel 25 vorhanden, an deren einem Ende eine Haltevorrichtung 26 für den Laufring L^a angebracht ist. Gegenüber der Spindel 25 ist gleichachsig die Stange 27, die mit einem Belastungsgestänge 12, 13, 14, 15 in der beschriebenen Weise versehen ist, verschiebbar gelagert. Sie trägt an ihrem vorderen Ende eine von zwei gegeneinander verschiebbaren Kegelkörpern 28, 29 gebildete Kugellaufbahn, deren Durchmesser beim Andrücken der Stange 27 gegen die Spindel 25 sich vergrößert, so daß die auf der Kugelbahn in einem mit genügendem Spielraum versehenen Käfig 3 laufenden Arbeitskugeln 4 in radialer Richtung gegen die natürlich vorgedrehte Kugelbahn des Lauf ringes L^a gedrückt werden. Der Kegelkörper 28 ist an der Stange 27 verschiebbar befestigt und trägt an seiner Stirnfläche ein Axialkugellager 30. Die Verschiebbarkeit des Körpers 28 und der Stange 27 wird derart begrenzt, daß die Verschiebbarkeit in dem Augenblick erschöpft ist, wo die Kugelbahn des Lauf ringes L^a die gewünschte Tiefe aufweist.

Die Haltevorrichtung für den Laufring besteht zweckmäßigefweise aus einem Futterring 33, in den der Laufring mit Gleitsitz eingepaßt ist. Der Futterring ist seinerseits mit der Spindel 25 durch eine Klauenkupplung 32 verbunden. Vermöge der Anordnung des Futterringes 33 kann während der eigentlichen Bearbeitungszeit der demnächst zu bearbeitende Laufring in einen zweiten Futterring eingeschoben werden, so daß beim Auswechseln des Werkstückes lediglich die Futterringe mit den darin befindlichen Werkstücken auszuwechseln sind.

Abb. 6 zeigt eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung zum Bearbeiten des inneren Laufringes. Hier entspricht dem Teil 28 der Abb. 5 ein mit einer hohlkegligen Bohrung versehener Teil 28', der in der Spindel 25 durch einen Schraubring 31 gefangengehalten wird. Zwischen dem Teil 28' und dem ebenfalls· mit einer hohlkegligen Bohrung versehenen Ende 29 der Stange 27 ist eine Klauenkupplung 35 vorgesehen. An Stelle des Futterringes 33 der Abb. 5 tritt bei dieser Vorrichtung ein Dorn, auf den

der innere Laufring Ü mit Gleitsitz paßt. Der Dorn wird durch Mitnehmerzähne 32 mit der Spindel 25 unverdrehbar verbunden. Er paßt lose in eine Bohrung 34 der Stange 27 und bleibt beim Auseinanderbewegen der Stange 27 und der Spindel 25 an den Mitnehmerzähnen dieser letzten hängen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zum Nachbearbeiten der Kugellaufbahnen von Fahrradnaben, insbesondere Freilaufnaben, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbearbeitung auf dem an sich bekannten Wege des Prägepolierens durch harte, achslos in einer gehärteten Führungsbahn rollende Stahlkugeln (Polierkugeln) mit einem dem Profil der zu bearbeitenden Hohlkehle entsprechenden Durchmesser geschieht und hierbei die relative Axialbewegung zwischen dem Werkstück und der Führungsbahn der Polierkugeln durch einen auf die lehrengerechte Abmessung des Werkstückes eingestellten Anschlag begrenzt wird.
2. Prägepoliervorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer relativ zum Werkstück drehbaren und axial verschiebbaren Spindel, an der sich die Laufbahn für die Polierkugeln befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der die relative Verschiebung zwischen Spindel und Werkstück begrenzende Anschlag (6) drehbar und auf Lauf kugeln gelagert ist.
3. Prägepoliervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Verschiebung zwischen Spindel und Werkstück durch Gewichtsbelastung bewirkt wird.
4. Prägepoliervorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung zweier Kugellaufbahnen an einem Werkstück (z. B. Fahrradnabenkörper), dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück zwischen zwei mit Laufbahnen für je eine Reihe von Polierkugeln versehenen, sich bei der Arbeit einander nähernden Spindeln (i^a, i^b; Abb. 2) undrehbar, aber axial frei verschiebbar gehalten und die relative Verschiebung zwischen Spindeln und Werkstück durch Aufeinandertreffen der beiden Spindeln begrenzt wird.
5. Prägepoliervorrichtung nach Anspruch 4 für Fahrradfreilaufnaben, ^dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Spindeln (i^b) zugleich als Reibahle (23) zum Nachreiben der Hohlkegelfläche (B) ausgestaltet ist.
6. Prägepoliervorrichtung nach Anspruch 2 zur gleichzeitigen Bearbeitung zweier Kugellaufbahnen an einem Werkstück (z. B. Fahrradnabenkörper), dadurch gekennzeichnet, daß sich das Werkstück mit einem ortsfest gelagerten Futter (1, Abb. 4) dreht und durch zwei unter Gewichtswirkung in das Werkstück von beiden Enden her eindringende, je mit einer Laufbahn für eine Reihe von Polierkugeln (4) versehene Spindein (21, 22) bearbeitet wird, wobei die relative Verschiebung zwischen Spindeln und Werkstück durch Aufeinandertreffen der beiden Spindeln begrenzt wird.
7. Prägepoliervorrichtung nach Anspruch 6 für Fahrradfreilaufnaben, dadurch gekennzeichnet, daß mit der einen der beiden Spindeln gegen Federdruck axial verschiebbar ein in die Hohlkegelfläche (B) des Werkstückes eindringender Lehrkegel (38) verbunden ist, der schließlich zwischen den beiden Spindeln eingepreßt wird und die relative Verschiebung zwischen Spindeln und Werkstück durch Aufeinandertreffen der beiden Spindeln begrenzt.
8. Prägepoliervorrichtung nach Anspruch 2 für die inneren bzw. äußeren Laufringe von Radialkugellagern, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander und gegen das zwischen ihnen auf einem Dorn (33, Abb. 6) bzw. in einem Futter (33, Abb. 5) frei verschiebbare Werkstück relativ verschiebbare Spindeln (25 und 27, Abb. 5 und 6) mit Kegelflächen angeordnet sind, zwischen denen die Reihe der Polierkugeln liegt, und die durch ihre Gcgeneinanderbewegung bis zur gegenseitigen Berührung hierfür vorgesehener Stirnflächen die radiale Anpressung der Kugeln bewirken und begrenzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen