DE1185899B

DE1185899B - Process for the production of thin-walled bearing rings for needle and similar bearings

Info

Publication number: DE1185899B
Application number: DEP19890A
Authority: DE
Original assignee: Roulements a Aiguilles SA
Current assignee: Roulements a Aiguilles SA
Priority date: 1956-12-28
Filing date: 1957-12-23
Publication date: 1965-01-21

Description

Verfahren zum Herstellen dünnwandiger Lagerringe von Nadel- und ähnlichen Lagern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen dünnwandiger Lagerringe von Nadel- und ähnlichen Lagern mit länglichen Wälzkörpern, welche auf der einen Seite eine konvexe Laufbahn und auf der anderen Seite eine zylindrische Sitzfläche aufweisen.Process for the production of thin-walled bearing rings of needle bearings and the like Storage The invention relates to a method for manufacturing thin-walled Bearing rings of needle and similar bearings with elongated rolling elements, which on on one side a convex raceway and on the other side a cylindrical one Have seat.

Bislang ist es üblich, die konvexe Laufbahn derartiger Lagerringe mit Hilfe verwickelter Werkzeuge oder Formen sowie komplizierter kinematischer Einrichtungen zur Führung dieser Werkzeuge entlang der Erzeugenden der zu bearbeitenden Fläche herzustellen.So far it has been customary to use the convex raceway of such bearing rings with the help of intricate tools or molds as well as complicated kinematic devices to guide these tools along the generatrix of the surface to be machined to manufacture.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem es auf äußerst leichte Weise möglich ist, eine konvexe oder auch konkave Oberfläche außerordentlich hoher Genauigkeit ohne komplizierte Werkzeuge zu erreichen.The object of the invention is to create a method in which it a convex or concave surface is possible in an extremely easy way to achieve extremely high accuracy without complicated tools.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Laufbahnkrümmung durch größeres Sitzübermaß mit dem Lagerträger (Welle oder Gehäusebohrung) im mittleren Teil des Lagerringes als an den Enden erzielt wird. Durch diese erfindungsgemäße Profilumkehr beim Aufziehen bzw. Einsetzen des Lagerringes auf die Welle bzw. in die Gehäusebohrung wird aus einer ursprünglich zylindrischen Fläche, die sich mit großer Genauigkeit leicht herstellen und anschließend auf übliche Weise härten läßt, eine gekrümmte Laufbahn höchster Präzision.An essential feature of the invention is that the curvature of the track due to the larger seat oversize with the bearing bracket (shaft or housing bore) in the middle Part of the bearing ring than is achieved at the ends. By this invention Profile reversal when pulling on or inserting the bearing ring on the shaft or in the housing bore is made from an originally cylindrical surface, which is with can be easily manufactured with great accuracy and then hardened in the usual way, a curved track of the highest precision.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand einer Reihe von Axialschnitten näher veranschaulicht, und zwar zeigt F i g. 1 ein zylindrisch-rohrförmiges Vorwerkstück, F i g. 2 das Vorwerkstück nach bleibender oder elastischer Verformung, F i g. 3 einen Ring mit unterschiedlicher Wandstärke, die durch Abnahme von Metall an der konkaven Fläche des Vorwerkstückes nach F i g. 2 hergestellt wurde, F i g. 4 diesen Ring nach Härtung seiner zylindrischen Außenfläche, F i g. 5 den Ring nach F i g. 4 nach seinem Aufziehen auf die zu seiner Aufnahme bestimmte Welle unter Umkehr der Profile, F i g. 6 den während der Metallabnahme elastisch verformt gehaltenen Ring nach F i g. 3 nach der Aufhebung der elastischen Verformung unter Umkehr der Profile, F i g. 7 den Ring gemäß F i g. 6 nach Härtung seiner zylindrischen Fläche, so wie er als Werkstück für eine erneute Umkehr der Profile beim Einsetzen in eine Bohrung dient, F i g. 8 den Ring nach F i g. 7 nach seinem Einsetzen in eine Bohrung unter Umkehr der Profile, F i g. 9 eine weitere Verwendungsmöglichkeit des in Fig. 6 dargestellten Ringes als Lagerinnenring, dessen Außenfläche gehärtet worden ist, F i g. 10 den Ring gemäß F i g. 9 nach dem Aufziehen auf die zu seiner Aufnahme bestimmte Welle und F i g. 11 bis 13 Nadellager mit gemäß der Erfindung hergestellten Lagerringen.Further details, advantages and features of the invention emerge from the following description. In the drawing, the invention is illustrated in more detail by means of a series of axial sections, namely FIG. 1 a cylindrical-tubular preliminary workpiece, FIG. 2 the preliminary workpiece after permanent or elastic deformation, F i g. 3 a ring with different wall thicknesses, which by removing metal on the concave surface of the preliminary workpiece according to FIG. 2, FIG. 4 this ring after hardening of its cylindrical outer surface, F i g. 5 the ring according to FIG. 4 after it has been drawn onto the shaft intended for its reception, with the profiles reversed, FIG. 6 shows the ring according to FIG. 6, which is held elastically deformed during the metal removal. 3 after the elimination of the elastic deformation with reversal of the profiles, F i g. 7 the ring according to FIG. 6 after hardening of its cylindrical surface, as it serves as a workpiece for a renewed reversal of the profiles when inserting into a bore, FIG. 8 the ring according to FIG. 7 after it has been inserted into a bore with the profiles reversed, FIG. 9 shows another possible use of the ring shown in FIG. 6 as an inner bearing ring, the outer surface of which has been hardened, FIG. 10 the ring according to FIG. 9 after being drawn onto the shaft intended for its inclusion, and FIG. 11 to 13 needle roller bearings with bearing rings made according to the invention.

Um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern, sind die gehärteten Flächen der Lagerringe durch dicke Linien dargestellt. Aus dem gleichen Grund sind ferner die Krümmungsradien der konvexen Flächen der Lagerringe beträchtlich verkürzt dargestellt.To make the drawing easier to understand, the ones are hardened Bearing ring surfaces shown by thick lines. For the same reason furthermore, the radii of curvature of the convex surfaces of the bearing rings are considerably shortened shown.

In F i g. 1 ist ein durch einen Rohrabschnitt mit geradlinigen Erzeugenden gebildetes Vorwerkstück 1 veranschaulicht. Dementsprechend sind auch die Außenfläche 2 und die Innenfläche 3 des Vorwerkstückes 1 zylindrisch.In Fig. 1 illustrates a preliminary workpiece 1 formed by a pipe section with straight generatrices. Accordingly, the outer surface 2 and the inner surface 3 of the preliminary workpiece 1 are also cylindrical.

Dieses Vorwerkstück 1 wird, wie in F i g. 2 dargestellt, bleibend oder elastisch verformt. Dadurch erhält das Vorwerkstück eine konkave Außenfläche 4 und eine konvexe Innenfläche 5. Beide Flächen 4 und 5 liegen auch nach der Verformung zueinander parallel.This preliminary workpiece 1 is, as shown in FIG. 2 shown, permanently or elastically deformed. This gives the preliminary workpiece a concave outer surface 4 and a convex inner surface 5. Both surfaces 4 and 5 are parallel to one another even after the deformation.

Anschließend wird, wie in F i g. 3 dargestellt, von der Außenfläche des Vorwerkstückes 1 eine Metallschicht abgetragen (strichpunktierte Linie), so daß ein Ring mit einer zylindrischen Oberfläche 6 mit einer geradlinigen Außenerzeugenden entsteht. Die Innenfläche 5 bleibt dabei ohne Änderung konvex. Die zylindrische Außenfläche 6 des Ringes wird sodann gehärtet. Die Innenfläche 5 bleibt unverändert. Der so vorbereitete Ring wird anschließend auf eine Welle 7 fest aufgezogen, wie aus F i g. 5 ersichtlich. Beim Aufziehen des Ringes findet eine elastische Rin-Verformung unter Profilumkehrung statt, und zwar wird die konvexe Innenfläche 5 in eine zylindrische Sitzfläche 8 deformiert, und umgekehrt wird als Folge dieser Deformation die zylindrische Fläche 6 in die die Laufbahn bildende gewünschte konvexe Fläche 9 umgewandelt, die die für ein einwandfreies Arbeiten des Lagers ,emäß den F i a. 11 oder 12 erforderlichen Abmessun-en der inneren Lagerringe 10 aufv..,eist. In diesen Figuren sind mit 11 die Nadeln und mit 17 bzw. 12 die äußeren La-erringe bezeichnet, die in einen La!zerträ2er 13 eing esetzt sind.Then, as shown in FIG. 3, 1 is a metal layer removed from the outer surface of the preliminary workpiece (dash-dotted line), so that a ring is formed with a cylindrical surface 6 having a rectilinear outer generatrix. The inner surface 5 remains convex without any change. The cylindrical outer surface 6 of the ring is then hardened. The inner surface 5 remains unchanged. The ring prepared in this way is then pulled tightly onto a shaft 7 , as shown in FIG. 5 can be seen. When the ring is pulled up, an elastic Rin deformation takes place with a profile reversal, namely the convex inner surface 5 is deformed into a cylindrical seat surface 8 , and conversely, as a result of this deformation, the cylindrical surface 6 is converted into the desired convex surface 9 forming the raceway, which are necessary for the proper working of the camp, according to the F i a. 11 or 12 required dimensions of the inner bearing rings 10 onv .., eist. In these figures, 11 denotes the needles and 17 and 12, respectively, denote the outer bearing rings which are inserted into a bearing bearer 13 .

Bei einer Abwan(iiung äes erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in F i g. 1 gezeigte Vorwerkstück 1 C nicht bleibend, sondern nur elastisch verformt, und zwar so weit, bis seine Form derjenigen der F i g. 2 entspricht, d. h. bis es eine konkave Außenfläche und eine konvexe Innenfläche aufweist. Dies aeschieht z. B. mit Hilfe eines nicht dar gestellten Dornes konkaver Form.In a Abwan (not iiung äes method of the invention is the g in F i. Vorwerk piece shown 1 1 C change, but only elastically deformed, namely so far that its shape to that of the F i g. 2 corresponds, d. H. To it has a concave outer surface and a convex inner surface, This is done, for example, with the aid of a mandrel, not shown, with a concave shape.

Während das Vorwerkstück 1 in dem Zustand elastischer Verformung gehalten wird, wird auf seiner konkaven Außenfläche eine solche Metallschicht abgetragen, daß die konkave Außenfläche in die zylindrische Fläche 6 (F i g. 3) mit geradlinig C ger Au#benerzeugenden umgewandelt wird. Die konvexe Innenfläche bleibt dabei unverändert.While the preliminary workpiece 1 is kept in the state of elastic deformation, such a metal layer is removed on its concave outer surface that the concave outer surface is transformed into the cylindrical surface 6 ( Fig. 3) with rectilinear C- shaped shapes. The convex inner surface remains unchanged.

Anschließend wird der so gebildete Ring durch Fortnahme des Dornes und damit Beseitigung der elastischen Verformung, der er unterworfen war, in den Ausgangszustand zurückgeführt (Fig. 6). Dabei wird die zylindrische Außenfläche 6 nach F i g. J in eine konvexe Außenfläche 14 umgewandelt. Die Innenfläche 5 nimmt gleichzeitig wieder ihre ursprüngliche zyIindrische Form 3 an.The ring thus formed is then returned to its initial state by removing the mandrel and thus eliminating the elastic deformation to which it was subjected (FIG. 6). The cylindrical outer surface 6 according to FIG. J converted into a convex outer surface 14. The inner surface 5 simultaneously assumes its original cylindrical shape 3 again.

Je nachdem, ob der so gewonnene Rina zur Herstellung eines äußeren oder eines inneren Lagerringes verwendet werden soll, wird seine Innenfläche 3 oder seine Außenfläche 14 gehärtet.Depending on whether the Rina obtained in this way is to be used to manufacture an outer or an inner bearing ring, its inner surface 3 or its outer surface 14 is hardened.

F i g. 7 zeigt den Fall, in dem der in F i g. 6 veranschaulichte Ring eine gehärtete Innenfläche 3 erhält. Der so vorbereitete Ring wird in eine zylindrische Bohrung in dem Lagerträger 13 (F i g. 8) gezwängt. Dabei wird die konvexe Außenfläche 14 in eine zylindrische Sitzfläche 15 mit geradliniger Erzeugenden umgewandelt, wogegen die zylindrische Innenfläche 3 konvexe Gestalt, wie bei 16 dargestellt, annimmt. Die so gebildete Laufbahnfläche 16 besitzt die endgültige Form und die Abmessungen, die für eine einwandfreie Funktion in einem Nadellager erforderlich sind, wie es in den F i g. 11 oder 13 veranschaulicht ist, in denen 11 die Nadeln und 10 bzw. 18 jeweils die auf einer Welle angebrachten inneren Lagerringe darstellen. F i g. 9 zeigt den Fall, in dem der Ring nach F i g. 6 an seiner äußeren, konvexen Fläche 14 gehärtet worden ist, um einen auf eine Welle 7 (F i g. 10) aufgezogenen inneren Lagerring 19 zu bilden. Die Lauf-,bahn besitzt dann die endgültige Form und Abinessung, die ein einwandfreies Arbeiten sicherstellt.F i g. 7 shows the case in which the in FIG. 6 , the ring illustrated is given a hardened inner surface 3 . The ring prepared in this way is forced into a cylindrical bore in the bearing bracket 13 ( FIG. 8). In the process, the convex outer surface 14 is converted into a cylindrical seat surface 15 with a rectilinear generatrix, whereas the cylindrical inner surface 3 assumes a convex shape, as shown at 16. The raceway surface 16 formed in this way has the final shape and dimensions that are required for proper function in a needle roller bearing, as shown in FIGS. 11 or 13 is illustrated, in which 11 the needles and 10 or 18 each represent the inner bearing rings mounted on a shaft. F i g. 9 shows the case in which the ring of FIG. 6 has been hardened on its outer, convex surface 14 in order to form an inner bearing ring 19 drawn onto a shaft 7 ( FIG. 10) . The running track then has the final shape and dimensions that ensure perfect work.

Das vorbesehriebene Verfahren der Profilumkehr kann auch bei einem Vorwerkstück nach den F i g. 3 und 6 angewandt werden, das auf andere Weise, und zwar durch spanlose Formgebung hergestellt worden ist.The previously described method of profile reversal can also be used for a preliminary workpiece according to FIGS . 3 and 6 are applied, which has been produced in a different way, namely by non-cutting shaping.

Wie sich au-# den F i 11. bis 13 ergibt, können die vorbeschriebenen Lagerringe 10, 17 und 19 in Kornbination verwendet werden, beispielsweise in dem Nadellager nach F i g. 1 l,' bei dem sowohl der innere Lagerring 10 als auch der äußere Lagerring 17 konvexe Laufflächen aufweist, oder einer von ihnen, der innere Ring 10 in F i 12 oder der äußere Ring 17 in F i g. 13, kann eine konvexe Lauffläche besitzen und in Kombination mit einem Lagerring mit zylindrischer Lauffläche 12 in F i g. 12 und 18 in F i g. 13 ver,%7"endet werden.As can be seen from FIGS. 11 to 13 , the above-described bearing rings 10, 17 and 19 can be used in combination, for example in the needle roller bearing according to FIG . 1 l, and the outer bearing ring has' in which both the inner bearing ring 10 17 convex tread, or one of them, the inner ring 10 in F i 12 or the outer ring 17 in F i g. 13, can have a convex running surface and in combination with a bearing ring with a cylindrical running surface 12 in FIG. 12 and 18 in FIG. 13 ver,% 7 "will be ended.

Claims

Claims: 1. A method for producing thin-walled bearing rings of needle bearings and similar bearings with elongated rolling elements, which have a convex raceway on one side and a cylindrical seat surface on the other side, characterized in that the raceway curvature due to larger seat oversize with the bearing carrier ( Shaft or housing bore) is achieved in the middle part of the bearing ring than at the ends.

2. The method according to claim 1, characterized in that on an annular or tubular Vorwerkstück- which is convex to the extent of the track curvature on the side certain to the seat and cylindrical on the side certain to the track, by radial compressive forces when assembling with the bearing carrier the convex seat surface side can be deformed cylindrically and the cylindrical raceway side convexly. 3. The method according to claim 2, characterized in that the side intended for the raceway is hardened before the deformation. 4. The method according to claim 2, characterized in that the Vonverkstück is permanently deformed. 5. The method is * according to claim 2, characterized in that the preliminary workpiece is elastically deformed. Documents considered: German Patent No. 212 785; British Pat. No. 192,474.