CH399840A - Verfahren zur spanlosen Herstellung von Schmiernuten in Gleitlagern - Google Patents

Verfahren zur spanlosen Herstellung von Schmiernuten in Gleitlagern

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CH399840A
CH399840A CH891562A CH891562A CH399840A CH 399840 A CH399840 A CH 399840A CH 891562 A CH891562 A CH 891562A CH 891562 A CH891562 A CH 891562A CH 399840 A CH399840 A CH 399840A
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grooves
depressions
trough
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negative
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Otto Dipl-Ing Dr Te Gersdorfer
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Enzesfeld Caro Metallwerke Ag
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid

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Description


  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.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur spanlosen Herstellung von Schmier nuten in Gleitlagern durch Abformen mit<B>Hilfe</B> eines räumlichen Negativs, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagergrundkörper <B>(1)</B> innenseitig einzelne wan nenartige Vertiefungen<B>(3)</B> mit grösserer Breite und Tiefe als die hrrzustellenden Nuten<B><I>(N,</I></B><I> n)</I> ausge spart, diese Vertiefungen mit spanlos verformbarem Werkstoff ausgefüllt und die Nuten mit dem Negativ im Vertiefungsbereich abgeformt werden.
    UNTERANSPRÜCHE <B>1.</B> Verfahren. nach dem Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die wannenartigen Ver tiefungen<B>(3)</B> die Form eines achsparallelen Teil zylinders erhalten. 2. Verfahren nach dem Patentanspruch<B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass die wannenartigen Ver- tiefungen die Form eines achsparallelen Prismas er halten. <B>3.</B> Verfahren nach dem Patentanspruch<B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass in einer gemeinsamen, in Lagerumfangsrichtung erweiterten wannenartigen Vertiefung wenigstens zwei Nuten abgeformt werden. 4.
    Verfahren nach dem Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die wannenartigen Ver tiefungen<B>(3)</B> in einem Arbeitsgang beim Herstellen des Lagerausgusses (2) im Schleudergiessverfahren unter gleichzeitigem Umgiessen von die Nutnegative bildenden Kernen<B>(11)</B> ausgefüllt werden. <B>5.</B> Verfahren nach dem Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Nuten<B><I>(N,</I></B><I> n)</I> durch Verdrängen eines in die wannenartigen Vertiefungen <B>(3)</B> eingebrachten, plastischen Werkstoffes mit<B>Hilfe</B> eines das Nutnegativ bildenden Prägestempels (4) ge formt werden.
    <B>PATENTANSPRUCH</B> II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch<B>1</B> und Unteranspruch 4, beste hend aus einem auf einer rotierenden Welle ange ordneten Aufnahmeflansch und einem Abdeckring, zwischen welchen Teilen der Lagergrundkörper ein gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Auf nahmeflansch<B>(7)</B> und der Abdeckring <B>(8)</B> den wan nenartigen Vertiefungen<B>(3)</B> entsprechend angeord nete, gleichachsige Bohrungen<B>(9, 10)</B> aufweisen, in die beidseitig in zylindrische Zapfen endende, die Nutnegative <B>(11)</B> bildende Kerne<B>(11)</B> einsteckbar sind.
CH891562A 1961-08-24 1962-07-25 Verfahren zur spanlosen Herstellung von Schmiernuten in Gleitlagern CH399840A (de)

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