Verfahren zur spanlosen Herstellung von Schmiernuten in Gleitlagern Gleitlager, insbesondere für höhere Drehzahlen, benötigen Schmiernuten, die reichlichen Schnliermit- teldurchfluss, gute Ausfüllung des Nutenquerschnittes, sanften übergang zu den Gleitflächen und die Er füllung anderer strömungstechnischer Forderungen ge währleisten, müssen. Im allgemeinen bestehen solche.
Schmiernuten aus einer Hauptnut und gegen die beiden Lagerstirnseiten zu anschliessenden, seichteren Nebennuten, die zufolge ihres verringerten Durch- flussquerschnittes eine Stauung des Schmiermittels be wirken und das Beherrschen der Durchflussmengen erleichtern. Der ölzuffuss erfolgt durch eine meist in der Mitte der Hauptnut e-inmündende Bohrung.
Alle übergänge der Begrenzungsflächen sollen dabei gut abgerundet sein, und der übergang der Nut zur Lagerlauf- bzw. Gleitfläche im Umlaufsinn der Welle muss unter einem möglichst kleinen Winkel besonders sanft ausgebildet werden, um die Schmierkeilbildung zu begünstigen. Dies ist, wenn durch die Nuten nur wenig Gleitfläche verlorengehen soll, nur bei un symmetrischem Nutenquerschnitt erreichbar.
Die Herstellung von derart geformten bzw. alle diese Bedingungen erfüllenden Schmiernuten durch spanabhebende Bearbeitung ist ausserordentlich schwierig, zumal die im Inneren der Lagerbohrung angeordneten Nuten schwer zugänglich sind. Durch Handarbeit ist zwar jede Nutenform herstellbar, es handelt sich dabei aber um eine mühsame und zeit raubende Arbeit, die keine Gewähr dafür bietet, dass mehrere Einzelstücke dann untereinander völlig gleich sind. Wird das Werkzeug, z.
B. ein Stossmesser, von einer Maschine geführt, so ist die genaue Ein haltung des Profiles bestenfalls in einer einzigen Richtung, nämlich in Umfangs- oder Achsrichtung möglich, wobei von vornherein nur eine beschränkte Auswahl von Schmiernutenprofilen gegeben ist. Zu sätzliche Schwierigkeiten bereiten noch die über- gangsabrundungen. Um die hiefür erforderlichen komplizierten Maschinen zu vermeiden, wird in der Praxis bisher so vorgegangen, dass auf entsprechenden Maschinen nur eine vereinfachte, Nutengrundforin her ausgearbeitet wird und die Abrundungen dann von Hand hergestellt werden.
Bei der bevorzugten An wendung geringer Ausgussdicken sind namentlich bei grösseren Lagern die, Schmiernuten tiefer als die Aus- gussschicht. Es ist dann unvermeidlich, dass der sonst geschlossene Ausgussring durch die Nutenherstellung in eine Anzahl von Teilstücken zerschnitten wird, die untereinander nicht mehr zusammenhängen. Par tielle Bindungsfehler, die bei einem geschlossenen Ring weniger bedenklich sind, können bei einem unterteilten Ring das Ablösen einzelner Stücke be wirken.
Die Forderungen nach günstiger Formgebung und wirtschaftlicher Arbeitsweise mussten daher bis her als einander entgegengesetzt und kaum zugleich erfüllbar angesehen werden.
<B>Es</B> ist zwar auch schon bekannt, Schmiernuten in den üblichen Ausguss des Lagergrundkörpers mit Hilfe eines räumlichen Negatives einzuprägen. Da aber die Dicke des Ausgusses im allgemeinen ver hältnismässig gering ist, können auf diese Weise nur ganz seichte Nuten hergestellt werden,. Wird beim Prägevorgang, um grössere Nuttiefen zu erreichen, das Material des Lagergrundkörpers mitverformt, was von vornherein nur in unbedeutendem Ausmass möglich ist, so geht wieder der Zusammenhang der Felder zwischen den Schmiernuten verloren.
Es ist feiner bekannt, die Schiniernuten beim Ausgiessen des Lagers in der Weise herzustellen, dass ein entspre chend profilierter zentraler Kern verwendet wird. Auch hier sind dann die Schiniernuten aber seichter, als es der ohnehin geringen Ausgussstärke entspricht. Schliesslich ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem ein Bandstahl durch Walzen mit einer über seine ganze Länge durchlaufenden, breiten aber seichten Nut versehen und in diese ein Streifen Lagermetall eingepresst wird. Der in Stücke entsprechender Länge zerschnittene Bandstahl wird dann samt der Lagerme- talleinlage zur Lagerbüchsen eingerollt.
Um Schmier nuten zu erzielen, kann der Lagermetallstreifen Aus- stanzungen in Form von Langlöchern erhalten. Da das Einrollen nur dann leicht, durchführbar ist, wenn der Lagermetallstreifen dünn ist, und die die Nuten bildenden Ausstanzungen selbstverständlich die glei che Tiefe wie der Lagermetallstreifen aufweisen müs sen, ergeben sich wieder nur seichte Schmiernuten.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung aller die ser Nachteile durch ein Verfahren, das die Her stellung von Schmiernuten in einer ihrem Zweck vollkommen entsprechenden Form und mit den ge wünschten Abmessungen bei geringstmöglichem Auf wand an Arbeit, Zeit und Werkzeugen bzw. Vor richtungen erlaubt, wobei der Zusammenhang des Lagerausgusses erhalten bleibt.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem eben falls ein Abformen der Nuten mit Hilfe eines räum lichen Negatives erfolgt, zeichnet sich dadurch aus, dass im Lagergrundkörper innenseitig einzelne wan nenartige Vertiefungen mit grösserer Breite und Tiefe als die herzustellenden Nuten ausgespart, diese Ver tiefungen mit spanlos verformbarem Werkstoff aus gefüllt und die Nuten mit dem Negativ im Vertie- fungsbereich abgeformt werden.
Das Aussparen der Vertiefungen im Lagergrundköper bereitet. keinerlei Schwierigkeiten, da hiebei kein besonderes Profil erreicht werden muss. Durch die besonderen Abmes sungen der Vertiefungen ergibt sich, dass der Lager- ausguss beim fertigen Lager dann trotz tiefer Schmier nuten eine geschlossene, zusammen-hängende Form und damit eine genügende Widerstandsfähigkeit bei der anschliessenden Weiterbearbeitung bzw. beim spä teren Betrieb in vorteilhafter Weise besitzt.
Das<B>Ab-</B> formen der Nuten mit Hilfe eines räumlichen Nega- tivs im Vertiefungsbereich ist ebenfalls einfach durch zuführen, da hier ja nunmehr genügend Raum zur Aufnahme eines fliessfähigen Werkstoffes bzw. zum Eintauchen des Negativs in ein plastisches Ma terial vorhanden ist. Dem Negativ selbst kann jede beliebige bzw. gewünschte Form gegeben werden, so dass es auch möglich ist, die Nuten in jeder ihrem Zweck entsprechenden Form herzustellen.
Die wannenartigen Vertiefungen können die Form eines achsparallelen Teilzylinders oder Prismas mit vorzugsweise Schwalbenschwanzquerschnitt er halten. Eine solche Vertiefung kann leicht hergestellt werden und bei entsprechender Bemessung Raum für alle gewünschten, Nutenformen geben, wobei die prismatischen, insbesondere schwalbenschwanzförmi- gen Vertiefungen dann vorzuziehen sind, wenn die Formgebung der Nuten nach dem Ausfüllen der Vertiefungen durch Prägen erfolgt, da dann die Bin dung des Eingusses mit dem Grundkörper nicht so hoch beansprucht wird.
In einer gemeinsamen, in Lagerumfangsrichtung erweiterten wannenartigen Vertiefung können auch zwei oder mehrere Nuten abgeformt werden, es ist also nicht unbedingt notwendig, für jede Nut eine eigene Vertiefung im Lagergrundkörper vorzusehen.
Die wannenartigen Vertiefungen können in einem Arbeitsgang beim üblichen Herstellen des Lageraus gusses im Schleudergiessverfahren unter gleichzeiti- gern Umgiessen von die Nutnegative bildenden Ker nen ausgefüllt werden. Die Nuten können aber auch durch Verdrängung eines in die wannenartigen Ver tiefungen eingebrachten plastischen Werkstoffes mit Hilfe eines das Nutnegativ bildenden Prägestempels geformt werden, wobei seitlich an den Stirnflächen des Lagergrundkörpers anliegende Platten oder der gleichen das axiale Abfliessen von Werkstoff verhin dern können.
Eine zur Durchführung des genannten Verfah rens geeignete Vorrichtung, bestehend aus einem auf einer rotierenden Welle angeordneten Aufnahme flansch und einem Abdeckring, zwischen welchen Teilen der Lagergrundkörper eingesetzt wird, ist da durch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeflansch und der Abdeckring auf einem Kreis angeordnete, gleich achsige Bohrungen aufweisen, in die beidseitig in zylindrische Zapfen endende, die Nutnegative bil dende Kerne einsteckbar sind.
Die Kerne können nach dem Giessen aus dem abgenommenen Lager- grundkörper durch radial einwärts gerichtetes<B>Ab-</B> heben ohne weiteres entfernt werden.
In der Zeichnung sind die erfindungsgemässe Vor richtung und deren Anwendung beispielsweise dar gestellt. Es zeigen: <B>C</B> Fig. <B>1</B> und 2 eine Schmiernut in wünschenswerter Form für ein Radial-Loslager im Längs- und Quer schnitt, Fig. <B>3</B> und 4 die Nutenform, wie sie bisher ma schinell spanabhäbend hergestellt wird, in gleicher Darstellungsweise, Fig. <B>5</B> bis<B>8</B> Beispiele für die erfindungsgemässe Nutenherstellung im Querschnitt,
Fig. <B>9</B> einen der Fig. <B>8</B> entsprechenden Längs- bzw. Axialsch#nitt, Fig. <B>10</B> und<B>11</B> eine Schleudergiessvorrichtung im Axialschnitt und im waagrechten Schnitt bzw. in Draufµicht, Fig. 12 einen Einzelkem als Detail in Ansicht und Fig. <B>13,</B> 14,<B>15</B> Querschnitte nach den Linien XIII-XIII,
XIV-XIV und XV-XV der Fig. 12. Gemäss Fig. <B>1</B> und 2 besteht die für ein Radial- Loslager, insbesondere ein Mehrkeilflächenlager, mit festgelegtem (durch Pfeil in Fig. 2 angedeutetem) Umlaufsinnundhohe Drehzahlenbestimmte Schmier nut aus einer mittigen Hauptnut<B>N</B> und zwei beidsei tig anschliessenden, seichteren Nebennuten n, wobei in der Mitte der Hauptnut eine Bohrung B zur Schmiermittelzufuhr mündet.
Der Querschnitt der Nut<B><I>N,</I></B><I> n</I> ist unsymmetrisch, so dass sich im Umlauf- sinn der Welle ein besonders sanfter übergang zur Lagerlauf- bzw. Gleitfläche L ergibt. Alle Übergänige der Begrenzungsflächen müssen gut abgerundet sein, wie dies durch strichpunktierte Abrundungskreise versinnbildlicht ist.
Aus Fig. <B>3</B> und 4 geht hervor, wie weit der mit einer Maschine erreichbare Zustand von der Ideal form nach Fig. <B>1</B> und 2 abweicht. Dabei sind mit <B>1</B> der Lagergrundkörper aus Stahl, Bronze oder der gleichen und mit 2 der Ausguss, beispielsweise aus Weissmetall oder Bleibronze, bezeichnet. Die scharf kantigen übergänge müssen nun durch Handarbeit gerundet werden.
Da die Stärke des Ausgusses 2 im allgemeinen wesentlich geringer als die Nutentiefe ist, ist es beim bisherigen Herstellungsverfahren nach Fig. <B>3</B> und 4 unvermeidlich, dass der Nutengrund im harten Lagergrundkörper <B>1</B> zu liegen kommt. Die Formgebung der Nuten unter diesen bisher immer gegeben gewesenen Voraussetzungen ist nur durch spanabhebende Bearbeitung oder durch Funkenero sion möglich, denn es schliesst der Mangel einer Bild- samkeit des festen Lagergrundkörpers <B>1</B> eine Bear beitung durch Materialverdrängung aus.
Beim erfindungsgemässen Verfahren werden im Lagergrundkörper <B>1</B> (Fig. <B>5</B> bis<B>9)</B> wannenartige Ver tiefungen<B>3</B> ausgespart, deren Abmessungen die. der herzustellenden Nuten übersteigen. Diese Vertiefun gen<B>3</B> können die Form eines achsparallelen, Teil zylinders (Fig. <B>5)</B> oder eines Prismas mit rechtecki gem (Fig. <B>6)</B> oder schwalbenschwanzförmigem (Fig. <B>7</B> und<B>8)</B> Querschnitt aufweisen. Sie werden mit einem ffiessfähigen oder plastischen Werkstoff, vorzugsweise dem Werkstoff des Ausgusses 2, ausgefüllt.
An schliessend werden die Schmiernuten durch Prägen (Fig. <B>7</B> bis<B>9)</B> hergestellt, wobei lediglich darauf zu achten ist, dass der formgebende, das Negativ der Nuten bildende Stempel 4 den harten Lagergrund- körper <B>1</B> an, keiner Stelle berührt bzw. von diesem einen Mindestabstand etwa im Ausmass der Ausguss- dicke besitzt.
Die Vertiefungen<B>3</B> werden durch, an den Stirnflächen des Lagergrundkörpers <B>1</B> anliegende Seitenplatten<B>5</B> begrenzt, die den Zweck haben, das plastische Material einzuschliessen und Rissbildungen zu vermeiden. Der Prägestempel 4 weist als Negativ selbstverständlich eine Form auf, die in bezug aus die herzustellende Nut den Erfordernissen einer ge lenkten, strömungstechnisch richtigen, Führung des Schmiermittels unter Vermeidung wesentlicher span abhebender Nacharbeit entspricht. Der übergequol lene Werkstoff wird bei der Bearbeitung der Lager bohrung spanabhebend entfernt.
Die Nuten lassen sich aber auch im Schleuder- gussverfahren herstellen. Zu diesem Zweck Wird eine Vorrichtung (Fig. <B>10</B> bis<B>15)</B> verwendet, die eine ver tikale Schleuderwelle<B>6</B> mit Aufnahmeflansch<B>7</B> und einen Abdeckring <B>8</B> aufweist. Der Lagergrundkörper <B>1</B> wird zwischen dem Aufnahmeflansch <B>7</B> und dem Abdeckring <B>8</B> eingesetzt, wobei Aufnahmeflansch und Abdeckring durch nicht dargestellte Schrauben oder dergleichen verspannt werden.
Flansch und Abdeck- ring weisen auf einem Kreis angeordnete, gleichach sige Bohrungen<B>9, 10</B> auf, die mit den Vertiefungen <B>3</B> im Lagergrundkörper übereinstimmen. Vor dem Auflegen des Abdeckringes <B>8</B> werden in die Bohrun gen<B>9</B> dauerhafte Kerne<B>11,</B> beispielsweise aus Stahl, eingesetzt, die das Nutnegativ bilden und beiderseits in zylindrische Zapfen enden. Mit 12 sind Stifte zur Sicherung der richtigen Einbaustellung der Kerne<B>11</B> bezeichnet. Nach dem Zusammenbau dieser Giessein richtung wird flüssiges Material, beispielsweise Weiss metall, Bleibronze oder dergleichen eingefüllt und die Welle<B>6</B> in Rotation versetzt.
Das eingegossene Material füllt nundie Vertiefungen<B>3</B> und die Lager bohrung des Grundkörpers<B>1</B> bis zu einer gewünsch ten Stärke aus. Nach dem Erstarren wird zunächst der Lagergrundkörper <B>1</B> mit dem Ausguss 2 und den damit verbundenen Kemen <B>11</B> durch Abheben des Abdeckringes <B>8</B> freigelegt und vom Aufnahmeflansch 12 abgenommen. Die miteingegossenen Keine <B>11</B> können durch eine radial einwärts gerichtete Bewe gung ohne weiteres gelöst werden.
Der Ausguss wird in seiner Stärke so gehalten, dass er nach der span abhebenden Bearbeitung der Lagerbohrung auf den Fertigdurchmesser die angestrebte Dicke aufweist.
Sollen die, Nuten nicht gleichzeitig mit dem Aus giessen des Lagergrundkörpers hergestellt, sondern nachträglich durch Prägen geformt werden, wird eine ähnliche Schleudergiessvorrichtung verwendet, bei der der Aufnahnieflansch und der Abdeckring aber keine Bohrungen aufweisen und keine Keine eingesetzt wer den. Das Ausgiessen erfolgt in üblicher Weise, so ,dass die im Grundkörper<B>1</B> ausgesparten Vertiefungen <B>3</B> vom eingegossenen Werkstoff voll ausgefüllt wer den.
Nach dem Erstarren und Freilegen des ausge gossenen Lagergrundkörpers <B>1</B> wird dieser in einem zweiten Verfahrensschritt in entsprechender Lage ,derart unter eine Presse gebracht, dass der in die Bohrung des Lagers eingeführte Prägestempel in ra dialer Richtung gegen den Ausgusswerkstoff in, der Vertiefung<B>3</B> wirken kann, wie dies in den Fig. <B>7</B> bis <B>9</B> dargestellt ist.