Der Werkstoff mit der DIN-Bezeichnung 100 Cr 6 und entsprechende Stähle anderer Normen und Regelwerke, aus denen im europäischen Raum überwiegend Wälzlagerringe als Ausgangsprodukt für Wälzlager hergesteilt werden, zähit wegen des hohen Kohlenstoffgehaltes zu den übereutektoiden Stählen. Zur Herstellung eines warmgefertigten Rohres als Ausgangsmaterial für die Herstellung einzelner Wälzlagerringe werden folgende Verfahren angewendet.

Ausgehend vom Roheisen über das LD-Stahlwerk und einem Pfannenofen sowie einer Pfannenentgasung oder alternativ ausgehend vom E-Stahlwerk, einem Pfannenofen und einer Pfannenentgasung und in besonderen Fäilen über ein Umschmelzstahlwerk wird ein Block gegossen, der auf einer Vorblockwalzstraße zu einem Röhrenrund gewalzt wird. Dieses Röhrenrund wird vorzugsweise mittels des Assel-Verfahrens zu einem warmgefertigten Rohr umgeformt (siehe hierzu Stahlrohr- Handbuch 10. Auflage, Vulkan-Verlag, Essen 1986, Seiten 141-143). Die Assel- Straße weist üblicherweise einen Drehherdofen als Erwärmungsanlage auf, dem ein als Schrägwalzwerk ausgebildeter Lochapparat zur Erzeugung eines Hohtkörpers folgt. Dieser Hohlkörper wird einem Assel-Walzwerk bestehend aus drei am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Schrägwalzen zugeführt, die mit einer Schulterkalibrierung versehen sind. Nach dem Herausziehen der als Innenwerkzeug dienenden Stange wird das Zwischenrohr nacherwärmt und über ein mehrgerüstiges Reduzierwalzwerk und über ein nachgeschaltetes Maßwalzwerk das warmgefertigte Rohr erzeugt.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass das eingesetzte Röhrenrund abmessungsnah dem warmgefertigten Rohr sein muß und zur Abdeckung des Lieferprogrammes eine Vielzahl von gewalztem bzw. geschmiedetem Röhrenrundmaterial erforderlich ist.

Die Assel-Straße ist zwar die bevorzugte Anlage zur Herstellung von Wälzlagerrohren, aber auch andere Rohrerzeugungsanlagen, wie Stoßbankanlagen oder Rohrkontistraßen, werden benutzt immer unter Verwendung von vorverformten und diffusionsgeglühtem Einsatzmaterial.

Bekannt ist auch, statt eines Gußblockes (Ingot) einen Stranggußblock (Bloom) -überwiegend im Rechteckformat-zu erzeugen und diesen über einen Walz-oder Schmiedeprozeß zu einem Röhrenrund umzuformen. Alternativ wird statt eines Rechteckformates ein Rundstrangguß hergestellt, wobei auch dieser Stranggußblock nach dem Abtrennen gewalzt oder geschmiedet wird (siehe La Revue de Métallurgie CIT, April 1989, Seiten 344-350). Nach dem Stand der Technik wird der Umformgrad derart gewähtt, dass ein Verschmiedungs-oder Walzgrad von X = 5 erzielt wird. Dem erwähnten Walz-oder Schmiedeprozeß ist immer eine Diffusionsglühung vorgeschaltet, um die vom Gießverfahren herrührenden Seigerungen und groben Karbid-Ausscheidungen weitgehend abzubauen bzw. zu verringern. Alle erwähnten Herstellverfahren für das Vormaterial sind kostenaufwendig, da große kapitalintensive Anlagen für die Umformung benötigt werden und das Material mehrfach bewegt wird.

Da die Stäbe durch die Streckungen immer wieder aufgeteilt werden müssen, fällt auch eine entsprechende Menge an Schrottmaterial an. Jeder zusätzliche Arbeits- und Transportschritt bedeutet eine Gefahr der Erzeugung weiterer oder sich verstärkender Fehler, deren Beseitigung die Kosten erhöht.

In der DE-PS 37 38 858 wird darauf verwiesen, dass die warmgewalzten Vorrohre vor der Reduzierung ihrer Innen-und Außendurchmesser auf die gewünschten Endmaße mittels Kaltpilgern oder Kaltziehen einem einformenden Langzeitglühvorgang unterworfen werden, um den lamellaren in das Gefüge eingebetteten Zementit in globularen Zementit umzuwandeln. Durch dieses Langzeitgiühen bilden sich aber vergleichsweise dicke Zunderschichten auf der Außen-und Innenoberfläche der Vorrohre und die Randzonen werden stark entkohlt. Die Vorrohre werden deshalb

bezüglich ihrer Außendurchmesser geschält, wobei die äußeren Zunderschichten entfernt werden.

Im Anschluß an dieses Schälen werden die Vorrohre aufbereitet, d. h. sie werden gebeizt, gebondert bzw. gefettet. Nach dem Kaltpilgern bzw. Kaltziehen werden die Rohre als sogenannte Stangen in Magazine eines Mehrspindelautomaten (6 oder 8 Spindeln) eingelegt und zerspanend daraus einen Wälzlagerring hergestellt. Die Ringe werden anschließend vergütet, d. h. gehärtet und angelassen. Da bei dieser Wärmebehandlung die Ringe verzundern und sich verziehen, muß der Ring auf Endmaß geschliffen werden. Beim Wälzlagerhersteller erfolgt dann die Montage zu einem Wälzlager durch Zusammenfügen von Außen-und Innenring, Wälzkörper und Käfig ggf. Abdeckscheiben.

Zur Reduzierung der Herstellkosten in den Vorstufen ist bereits vorgeschlagen worden (DE 195 20 833 A1), das Stranggußmaterial im Gußzustand und ohne Wärmebehandlung (Diffusionsglühung) einer Rohrerzeugungsanlage zuzuführen.

Ein weiterer Schritt in dieser Richtung war der Wegfall der Langzeitglühung (GKZ- Glühung) durch ein geregeltes Endwalzen in einem bestimmten Temperaturbereich mit vorgegebenen Verformungsgraden, was einem TM-Walzen sehr nahe kommt (DE 195 13 314 A1). Alternativ zum bisher bekannten Abstechen der Ringe im Zuge der zerspanenden Bearbeitung kaltgepilgerter bzw. kaltgezogener Rohre kann durch Warmabtrennen ein sogenannter Rohring erzeugt werden (WO 95/29777). Alle aufgeführten Vorschläge führen zu einer Kostenreduzierung der Herstellung von Wälzlagerringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik, ein Verfahren zur Herstellung von Wälzlagerringen aus Stahl anzugeben, das eine noch weitere Kostenreduzierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie ein Alternativverfahren sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Kern der Erfindung ist der kostengünstige Einsatz eines warmgefertigten Rohres als Ausgangsmaterial in Verbindung mit einem Warmabtrennen zur Herstellung eines

Rohringes, aus dem mittels einer leistungsfähigen Kaltweiterverarbeitung kostengünstig ein Grün-oder Weichring eines Wälzlagerringes, d. h. ein Außen-oder Innenring hergestellt wird. Der Hauptanteil der Kaltweiterverarbeitung ist ein Drehen, das hohe Schnittgeschwindigkeiten und damit kurze Taktzeiten erlaubt. Die kostenintensive Herstellung eines kaltgepilgerten oder kaltgezogenen Rohres als Ausgangsprodukt für die Ringherstellung entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, ebenso alle damit gekoppelten Transport-und Handhabungsschritte.

Als optimale Abfolge wird vorgeschlagen, das warmgefertigte Rohr ex Kühlbett ohne jede weitere Nachbehandlung, insbesondere ohne Richten, ohne Wärmebehandlung und ohne zerstörungsfreie Prüfung der Vorrichtung für das Warmabtrennen zuzuführen und aus dem Rohring in nur einer einzigen Einrichtung und mit nur einer Umspannung mittels einer optimiert zeitgetakteten mehrstufigen Drehoperation einen Wälzlagerring herzustellen und diesen hinsichtlich seiner Abmessung und Fehlerfreiheit zu prüfen. Um den erforderlichen Zerspanungsaufwand im Hinblick auf kurze Taktzeiten (< 8 sec.) niedrig zu halten, sollte der Rohring in seinen Maßen und seiner Kontur dem angestrebten Idealzustand so nahe wie möglich kommen. Dies ist aber verfahrensbedingt nicht immer gegeben. So sind beispielsweise die beiden Stirnflächen nicht immer genau planparallel. Weiterhin Itiflt sich meistenteils eine Gratbildung nach innen im Bohrbereich nicht ganz vermeiden, da das Warmabtrennen ohne Innenabstützung erfolgt. Bei Beachtung dieser Gegebenheiten hat es sich als vorteilhaft herausgestellt der eigentlichen Kaltweiterverarbeitung eine Stanz-und Preßoperation und/oder ein partielles Fertigschleifen vorzuschalten. Das partielle Fertigschleifen bei einem Außenring besteht aus einem Schleifen der beiden Stirnflächen und/oder der Mantelfläche des Rohringes auf Weichringmaß. Auf diese Weise kann das mehrstufige Drehen in einem optimalen Bereich erfolgen und der Werkzeugverschleiß ist geringer. Insbesondere das vorgeschaltete Fertigschleifen des Außendurchmessers des Rohringes ermöglicht es, auf das Drehen des Außendurchmessers auf Endmaß zu verzichten und somit einen Arbeitsgang einzusparen, was eine Erhöhung der Taktzeit bedeutet. Außerdem ist in diesem Falle nur eine Aufspannung erforderlich, so daß eine Umspannung entfällt. Der zusätzliche Aufwand der vorgeschalteten Stanz-und Preßoperation und/oder des partielle Fertigschleifens muß abgewogen werden gegen die Leistungssteigerung der Drehoperation. Alternativ kann der vorbehandelte Rohring auch auf herkömmlichen Drehmaschinen mit zweimaligen Spannen bearbeitet werden. Ein weiteres Hilfsmittel

zur Erhöhung der Zerspanungsleistung ist die Zufuhr eines Schmiermittels. Als besonders vorteilhaft hat sich eine impulsartige Zufuhr eines Gemisches aus Druckluft und üblicher Bohremulsion herausgestellt. Impulsartig soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Zufuhr nur während des eigentlichen Zerspanungsvorganges erfolgt und während des Weitertaktens und Heranführen der Werkzeuge abgeschaltet bleibt.

Die ansonsten übliche Vergütung des sogenannten Grün-oder Weichringes kann vorteilhaft in den Zerspanungsprozeß integriert werden. Beispielsweise kann dieses Vergüten direkt nach der Stanz-und Preßoperation durchgeführt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Warmabtrennen bei einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur durchzuführen und den Rohring direkt danach abzuschrecken, beispielsweise in ein Wasser-bzw. Olbad fallenzulassen. Nach dem anschließenden Anlassen weist der Rohring die für das Wälzlager erforderliche Härte auf. Die zerspanende Kaltweiterverarbeitung ist dann ein Hartdrehen und/oder ein Hartschleifen, wofür in letzter Zeit eine entsprechende Verarbeitungstechnologie entwickelt worden ist.

Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrensweges ist darin zu sehen, daß unter Beibehaltung der Kostenvorteile, die sich ergeben aus -Direkteinsatz Stranggußmaterial -geregeltes Endwalzen der warmfertigen Rohre -Warmabtrennen ein zusätzlicher Kostenvorteil durch die zu den Vorstufen angepaßte Kaltweiterverarbeitung erzielt wird. Die aus den Vorstufen sich ergebenden Vorteile wie höherer Reinheitsgrad, geringere Randentkohlung, weniger Verzug beim abschließenden Vergüten (weniger Fertigschleifaufmaß), höhere Lebensdauer aufgrund der Feinkörnigkeit des Gefüges, das bei diesem Verfahren erhalten bleibt, können mitgenutzt werden, so daß sich ein entsprechender Gesamtvorteil ergibt.

Nachfolgend wird anhand eines Beispieles die erfindungsgemäße Herstellung eines Wälzlagerringes näher erläutert.

Hergestelit werden soll ein Außenring für den Wälzlagertyp 6202 (35,2 x 11,2 mm).

Das dafür erforderliche Vorrohr wird gemäß der Darstellung in Figur 1 als warmfertiges Rohr in den Walzgerüsten 1 eines Streckreduzierwalzwerkes fertiggewalzt. Unter Beachtung der für ein warmfertiges Rohr herstellungsbedingten Toleranzen beträgt die Nennabmessung des Vorrohres 35,70 mm ä. D. und 3,80 mm Wanddicke. Das auf dem Kühlbett 2 abzukühlende Rohr weist bei Anwendung des speziellen in der Beschreibungseinleitung erläuterten Herstellungsprozesses das für die Weiterverarbeitung erforderliche feinkörnige perlitische Gefüge auf, so dass auf die ansonsten erforderliche GKZ-Glühung (Glühung auf kugeligen Zementit) verzichtet werden kann. Die zu Rohrlagen 3 zusammengefassten Rohre werden einer Kaltkreissäge zugeführt und in Rohrlängen 5 von ca. sechs Meter gebündelt. Für den bevorzugt gewähiten Fertigungsweg sind keine weiteren Nachbehandlungsschritte am Vorrohr erforderlich.

Entsprechend der Darstellung in Figur 2 werden die Rohrbunde über eine Auflage und Vereinzelungsstrecke 6 der Einwurfrinne 7 zugeführt. Ein Rotationsantrieb 8 der Warmtrennvorrichtung erfasst das Rohr und bewegt es axial sowie kurz vor dem Einlaufen in ein Trennwalzwerk 11 zusätzlich mit der erforderlichen Rotationsgeschwindigkeit. In der Endstellung des Rotationsantriebes 8 (hier durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht) kann das zu trennende Rohr vom Rotationsantrieb 8 freigegeben werden, da der weitere Prozess eigenkinematisch erfolgt, so dass der Rotationsantrieb 8 in die Ausgangsstellung zurückgeführt und das nächstfolgende Rohr erfassen kann.

In der Pufferstrecke 9 wird der Rohranfang des nächstfotgenden Rohres bis knapp an das Rohrende des bereits im Trennprozess befindlichen Rohres herangeführt, so dass das Warmabtrennen nahezu Stoß an Stoß erfolgt. Zur Absenkung des Verformungswiderstandes wird das zu trennende Rohr mittels einer Induktionswärmungsanlage 10 auf Trenntemperatur (> 720° C aber < Umwandlungstemperatur) erwärmt. Im eigentlichen Trennwalzwerk 11 erfolgt durch spezielle Werkzeuge, die durch wendelförmig angeordnete Schneiden zunehmender Höhe auf der Mantelfläche charakterisiert sind, der eigentliche Trennprozess. Über eine Ablaufrutsche 12 werden die Rohringe in einen Behälter 13 befördert. Alternativ hierzu ist ein Abtransport über Förderbänder bei gleichzeitiger Abkühlung an ruhender Luft möglich.

Die so gewonnenen Rohringe werden, nachdem sie auf Raumtemperatur abgekühlt sind, einer Bearbeitungsmaschine zugeführt, die in einem mehrstufigen Drehprozess den kompletten Wälzlageraußenring (Weichring) erzeugt (Fig. 3).

In der Bearbeitungsmaschine sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen. a) Laden 14 b) beidseitig gleichzeitiges Planen und Vorbohren 15 c) Innenkontur kopieren (Schruppen) 16 d) Innenkontur kopieren (Schlichten) 17 e) beidseitig gleichzeitiges Einstechen der Nut für die Deckscheibe sowie des angrenzenden Steges 18 f) Außenkontur kopieren 19 Im Falle eines vorgeschalteten partiellen Fertigschleifens der Mantelfläche des Außenringes ist eine abgeänderte Schrittfolge vorgesehen (Fig. 4). a) Laden 21 b) beidseitig gleichzeitiges Planen und Vorbohren 22 c) Innenkontur kopieren (Schruppen) 23 d) tnnenkontur kopieren (Schlichten) 24 e) beidseitig gleichzeitiges Kopieren der Außenkonturen im Bereich der Kantenverkürzung sowie beidseitig gleichzeitiges Einstechen der Nut für die Deckscheibe sowie des angrenzenden Steges 25 Danach wird der bearbeitete Ring einer Mess-Station 20 zugeführt, in der eine 100%-ige Kontrolle aller Ringe auf Geometrie und Fehlerfreiheit erfolgt. Der so gewonnene Außenring (Weichring) weist als Hauptabmessungen auf Außendurchmesser 35,2 mm Innendurchmesser 29,26 mm Breite 11,21 mm Die Unrundheit des so hergestellten Ringes ist < 0,05 mm.