AT506965B1 - Verfahren zum herstellen einer lagerbuchse - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT506 965B1 2010-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Lagerbüchse, wobei eine ebene Platine zunächst im Bereich zweier einander gegenüberliegender Ränder entsprechend dem Krümmungsradius der Lagerbüchse gebogen wird, bevor die Platine durch eine tangentiale Bewegung entlang einer den jeweiligen gebogenen Endabschnitt aufnehmenden, an die Außenform der Lagerbüchse angepassten Gleitfläche im Anschluss an den gebogenen Endabschnitt zur Lagerbüchse eingerollt wird.

[0002] Zum Rundbiegen von Buchsen wird üblicherweise von einem eine entsprechende Platine bildenden, ebenen Zuschnitt ausgegangen, wobei die Platine zunächst mit Hilfe eines entsprechenden Biegewerkzeuges U-förmig um einen Dorn gebogen wird, bevor die vom Dorn abstehenden Schenkel der in Anlage am Dorn gehaltenen, U-förmigen Platine an den Dorn angedrückt werden, sodass die dann stumpf stoßenden, parallel zur Dornachse verlaufenden Schenkelränder miteinander verschweißt werden können. Nachteilig bei diesen bekannten Herstellungsverfahren zum Rundbiegen von Lagerbüchsen ist vor allem, dass die Durchmesser- und Rundlaufgenauigkeit höheren Ansprüchen insbesondere bei größeren Lagerdurchmessern nicht gerecht werden kann.

[0003] Zum Herstellen von Lagern in Form von durch einen Pressvorgang geformten Buchsen ist es darüber hinaus bekannt (US 4 660 401 A), die ebene Platine zunächst im Bereich zweier einander gegenüberliegender Ränder über einen Winkel von 90° entsprechend dem Krümmungsradius der zu fertigenden Buchse vorzubiegen und dann zwischen zwei Formwerkzeugen zur Buchse einzurollen. Zu diesem Zweck sind die Formwerkzeuge mit an die Außenform der Fertigbuchse angepassten Gleitflächen versehen, sodass beim Zusammenfahren der beiden Formwerkzeuge gegen einen Dorn mit einem dem Innendurchmesser der Buchse entsprechenden Durchmesser die beiden vorgebogenen Randabschnitte entlang der Gleitflächen bewegt werden und der zwischen den vorgebogenen Randabschnitten verbleibende Platinenabschnitt fortschreitend eingerollt wird, bis die Ränder der vorgebogenen Abschnitte stumpf aneinanderstoßen und die Platine vollständig zur Buchse umgeformt ist. Mit Hilfe dieses bekannten Einrollverfahrens lassen sich Lager hersteilen, die im Zusammenwirken mit einer radialen Abstützung innerhalb einer sie aufnehmenden Lagerbohrung, nicht aber für sich den gestellten Ansprüchen genügen, wenn die stumpf stoßenden Ränder miteinander verschweißt werden und die Buchse nicht nur die Lagerschicht, sondern auch eine Stützschale bilden soll.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer geschlossenen Lagerbüchse anzugeben, die einen stählernen Mantel mit einer inneren Lagermetallschicht aufweist und durch einen vergleichsweise einfachen Einrollvorgang aus einer ebenen Platine mit hoher Genauigkeit ohne aufwendige Nachbearbeitung gefertigt werden.

[0005] Ausgehend von einem Verfahren der eingangs geschilderten Art zur Herstellung einer Lagerbüchse löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die einen stählernen Mantel mit einer inneren Lagermetallschicht aufweisende ebene Platine zunächst mit einer die Umfangslänge der Lagerbüchse übersteigenden Länge hergestellt, im Bereich ihrer beiden gegenüberliegenden Ränder über einen Winkel kleiner als 90° gebogen und dann nach dem Einrollen auf die Umfangslänge der Lagerbüchse gestaucht wird, bevor die stumpf stoßenden Ränder miteinander verschweißt werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nur dann die geforderten engen Herstellungstoleranzen auch für größere Lagerdurchmesser gewährleistet werden können, wenn durch eine zusätzliche Kaltverformung des stählernen Mantels der Lagerbüchse deren Formstabilität gesichert werden kann. Zu diesem Zweck wird die Platine zunächst mit einer die Umfangslänge der Lagerbüchse übersteigenden Länge hergestellt und dann nach dem Rundbiegen auf die Umfangslänge der Lagerbüchse gestaucht, sodass durch diesen Kalibriervorgang eine Lagerbüchse mit dem Vorteil erhalten wird, dass durch die damit verbundene Kaltverformung die Streckgrenze des stählernen Mantels erhöht und eine hohe Formstabilität erreicht wird. Eine Verlängerung der Platine um 1 bis 5 % gegenüber der Umfangslänge der Lager- 1/6 österreichisches Patentamt AT506 965B1 2010-01-15 buchse hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft herausgestellt.

[0007] Die Beschränkung des gebogenen Endabschnittes auf einen Winkelbereich kleiner als 90° stellt nicht nur gute Formungsbedingungen für die vorzubiegenden Endabschnitte der Platine, sondern auch vorteilhafte Ausgangsverhältnisse für das anschließende Einrollen der Platine sicher, wenn aufgrund der tangentialen Förderbewegung der Platine gegenüber der jeweiligen Gleitfläche zunächst der vorgebogene Endabschnitt an die Gleitfläche angedrückt wird, bevor der Einrollvorgang im Anschluss an den vorgebogenen Endabschnitt eingeleitet wird. Wegen der Überlänge der Platine spielt es auch keine Rolle, wenn die beiden randseitigen Stoßflächen der Platine beim Rundbiegen nicht über die gesamte Länge der zu verschweißenden Ränder gleichzeitig flächig aufeinandertreffen, weil der nachfolgende Stauchvorgang sonst über die axiale Länge auftretende Dickenschwankungen ausgleicht.

[0008] Um ein Verlaufen der tangential entlang der Gleitfläche bewegten Platine während des Einrollens zu vermeiden, kann die Platine während des Einrollens entlang der Gleitfläche an den in Umfangsrichtung der späteren Lagerbüchse verlaufenden Rändern geführt werden.

[0009] Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigen [0010] Fig. 1 eine Vorrichtung zum Biegen der Endabschnitte einer zu einer Lagerbüchse einzurollenden Platine in einem vereinfachten Längsschnitt, [0011] Fig. 2 eine Vorrichtung zum Einrollen der im Bereich ihrer Endabschnitte vorgebogenen

Platine in einem vereinfachten Längsschnitt in einer Arbeitsstellung zu Beginn des Einrollvorganges und [0012] Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung dieser Vorrichtung, jedoch in einer

Arbeitsstellung für die vollständig eingerollte Platine.

[0013] Um eine Lagerbüchse erfindungsgemäß herzustellen, wird von einer ebenen Platine 1 ausgegangen, die aus einem Stahlblechzuschnitt mit einer aufgebrachten Lagermetallschicht besteht. Diese Platine 1 wird zunächst im Bereich ihrer beiden in Längsrichtung der späteren Lagerbüchse verlaufenden, zu verschweißenden Ränder 2 über einen Winkelbereich kleiner als 90°, vorzugsweise über einen Winkelbereich von 80°, entsprechend dem Krümmungsradius der zu fertigenden Buchse vorgebogen, bevor diese in ihren Endabschnitten vorgebogene Platine 1 zur Lagerbüchse eingerollt wird. In der Fig. 1 ist ein Umformwerkzeug zum Anbiegen der Endabschnitte der Platine 1 schematisch dargestellt, das einen Stempel 3 und eine mit diesem Stempel 3 zusammenwirkende Matrize 4 umfasst. Der gegenüber der Matrize 4 auf Säulen 5 verschiebbar geführte Stempel 3 wird mit der Matrize 4 in eine Presse eingesetzt, um die zwischen stirnseitigen Anschlägen 6 für die Ränder 1 gegenüber der Matrize 4 positionierte Platine 1 im Bereich der randseitigen Endabschnitte entsprechend zu biegen. Um ein Biegen der Platine 1 zwischen den umzuformenden Endabschnitten zu unterbinden, wird die Platine 1 während ihrer endseitigen Umformung in einen Mittenbereich durch einen entsprechend beaufschlagten Gegenhalter 7 an den Stempel 3 angedrückt gehalten.

[0014] Die zwischen der Matrize 4 und dem Stempel 3 im Bereich der randseitigen Endabschnitte entsprechend dem Krümmungsradius der zu fertigenden Lagerbüchse vorgebogene Platine 1 wird dann in einem nachfolgenden Umformungsschritt zur Lagerbüchse eingerollt, und zwar mit Hilfe zweier einander diametral gegenüberliegender, symmetrisch zusammenfahrbarer Formwerkzeuge 8, die an die Außenkrümmung des stählernen Mantels der zu fertigenden Lagerbüchse angepasste Gleitflächen 9 bilden, in denen zunächst die vorgebogenen Endabschnitte der Platine 1 aufgenommen werden, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. Werden die Form-Werkzeuge 8 aus der in der Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung symmetrisch in Richtung der Beaufschlagungspfeile 10 zusammengefahren, so wird der ebene Abschnitt der Platine 1 tangential gegen die Gleitflächen 9 der Formwerkzeuge 8 mit der Wirkung bewegt, dass die vorgebogenen Endabschnitte der Platine 1 unter einer entsprechenden Andrückkraft entlang der Gleitflächen 9 verschoben werden, wobei die in die Formwerkzeuge 8 einlaufenden Abschnitte der Platine 1 ausgehend von den vorgebogenen Endabschnitten kontinuierlich entsprechend dem Krümmungsradius der Gleitflächen 9 eingerollt werden, bis beim Schließen der 2/6 österreichisches Patentamt AT506 965B1 2010-01-15

Formwerkzeuge 8 die Platine 1 vollständig zur Lagerbüchse eingerollt ist, wie dies der Fig. 3 entnommen werden kann.

[0015] Beim symmetrischen Zusammenfahren der Formwerkzeuge 8 ist der ebene Platinenabschnitt einer erheblichen Druckbelastung ausgesetzt, die die Gefahr eines Ausknickens dieses Platinenabschnittes mit sich bringt. Es empfiehlt sich daher, diesen Platinenabschnitt zwischen den Formwerkzeugen 8 ausknicksicher zu führen. Dies erfolgt gemäß der Fig. 2 durch einen zwischen den Formwerkzeugen 8 vorgesehenen Dorn 11, der einen dem Innendurchmesser der Lagerbüchse entsprechenden Außendurchmesser aufweist und mit einem die Platine 1 in Anlage am Dorn 11 haltenden Stempel 12 zusammenwirkt. Da dieser Stempel 12 eine dem Außendurchmesser der Lagerbüchse entsprechende Formfläche 13 aufweist, kann mit Hilfe dieses Stempels 12 die Platine 1 während des Schließens der Formwerkzeuge 8 zusätzlich an den Dorn 11 angedrückt werden, sodass auch im Bereich des Stempels 12 die Sollkrümmung für die Platine 1 sichergestellt wird. Die nach dem Einrollen der Platine 1 in Längsrichtung der Lagerbüchse verlaufenden, stumpf stoßenden Ränder 2 der Platine 1 können dann miteinander verschweißt werden, um die fertige Lagerbüchse vom Dorn 11 abziehen zu können.

[0016] Besteht die Gefahr, dass die Platine 1 aufgrund unsymmetrischer Belastungsverhältnisse beim Zusammenfahren der Formwerkzeuge 8 quer zur Bewegungsrichtung der Formwerkzeuge 8 verlagert wird, so können die Formwerkzeuge 8 axial verstellbare Führungsanschläge 14 für die in Umfangsrichtung der späteren Lagerbüchse verlaufenden Platinenränder aufweisen. Die axiale Verstellmöglichkeit dieser Führungsanschläge 14 erlaubt nicht nur eine Anpassung an die jeweilige Buchsenlänge, sondern erleichtert auch die Entformung der gefertigten Lagerbüchse, wenn die Lagerbüchse durch die abgestellten Führungsanschläge 14 freigegeben wird.

[0017] Die Platine 1 wird mit einer die Umfangslänge der fertigen Lagerbüchse vorzugsweise um 1 bis 5 % übersteigenden Länge ausgebildet, sodass die Platine 1 in Umfangsrichtung einer Druckbelastung unterworfen wird, die aufgrund der radialen Umfassung der Platine 1 durch die Formwerkzeuge 8 einen Stauchvorgang nach sich zieht, bis die Formwerkzeuge 8 geschlossen sind. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine Kalibrierung der Lagerbüchse mit dem Vorteil einer Kaltverfestigung, die nicht nur die Belastbarkeit der Lagerbüchse erhöht, sondern auch die Formstabilität so verbessert, dass auch hohen Anforderungen an die Durchmesser- und Rundlaufgenauigkeit entsprochen werden kann.

[0018] Der Dorn 11 ist nicht notwendigerweise über seinen vollen Umfang kreiszylindrisch entsprechend der Innenform der herzustellenden Lagerbüchse auszubilden. Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, genügt eine kreiszylindrische Form im Bereich der stoßenden Ränder 2 der Platine 1 sowie auf der gegenüberliegenden Umfangsseite im Bereich des Stempels 12, weil beim Einrollen der Platine 1 während des Gleitens entlang der Gleitflächen 9 keine Platinenabstützung durch den Dorn 11 erforderlich ist. 3/6

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT506 965B1 2010-01-15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen einer Lagerbüchse, wobei eine ebene Platine zunächst im Bereich zweier einander gegenüberliegender Ränder entsprechend dem Krümmungsradius der Lagerbüchse gebogen wird, bevor die Platine durch eine tangentiale Bewegung entlang einer den jeweiligen gebogenen Endabschnitt aufnehmenden, an die Außenform der Lagerbüchse angepassten Gleitfläche im Anschluss an den gebogenen Endabschnitt zur Lagerbüchse eingerollt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die einen stählernen Mantel mit einer inneren Lagermetallschicht aufweisende ebene Platine zunächst mit einer die Umfangslänge der Lagerbüchse übersteigenden Länge hergestellt, im Bereich ihrer beiden gegenüberliegenden Ränder über einen Winkel kleiner als 90° gebogen und dann nach dem Einrollen auf die Umfangslänge der Lagerbüchse gestaucht wird, bevor die stumpf stoßenden Ränder miteinander verschweißt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine während des Einrollens entlang der Gleitfläche an den in Umfangsrichtung der späteren Lagerbüchse verlaufenden Rändern geführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang der Gleitflächen eingerollte Platine an einen Dorn angedrückt wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 4/6