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Die
Erfindung betrifft eine Bundlagerbuchse mit einem einen Stoß aufweisenden
Radiallagerteil, dessen Enden im Stoß nicht miteinander verbunden sind,
und mit mindestens einem an einem Rand des Radiallagerteils durch
eine Schweißnaht
oder Klebenaht befestigten Axiallagerteils. Die Erfindung bezieht
sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Bundlagerbuchse
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 14.
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Derartige
Bundlagerbuchsen werden im Kfz-Bereich vorzugsweise im Motorenbereich
eingesetzt.
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Aus
der
DE 198 23 316
A1 ist eine Buchse mit Flansch und Verfahren zu deren Herstellung
bekannt. Es handelt sich um eine Buchse für einen Drehschwingungsdämpfer eines
Kraftfahrzeuges mit einem rohrförmigen
Abschnitt und wenigstens einem an einem Ende des rohrförmigen Abschnitts
ausgebildeten Flansch. Der Flansch wird separat vom rohrförmigen Abschnitt
als Ring hergestellt und am rohrförmigen Abschnitt angeschweißt, insbesondere
lasergeschweißt.
Da die Buchse aus einem Ring gefertigt wird, weist diese keinen
Stoß auf.
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Bei
gerollten Buchsen, deren Radiallagerteil einen Stoß aufweist
und bei denen der Radiallagerteil über den gesamten Umfang mit
dem Axiallagerteil verschweißt
ist, kann beim Einpressen der Bundlagerbuchse eine nach innen gerichtete
Aufwölbung am
Stoß auftreten,
der bis zu 2 μm
betragen kann. Im Bereich des Stoßes weisen die Bundlagerbuchsen daher
fertigungsbedingte Formfehler auf, die im Betrieb zu störenden metallischen
Geräuschen
führen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, Bundlagerbuchsen zu schaffen, die im Betrieb
keine störenden Geräusche verursachen.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Bundlagerbuchse gelöst, bei der die Schweißnaht oder
Klebenaht nicht vollständig
geschlossen ist, sondern das Radiallagerteil in mindestens einem
dem Stoß benachbarten
Umfangsabschnitt des Randes nicht mit dem Axiallagerteil verbunden
ist, dass das Axiallagerteil mit einem Stoß versehen ist und sich der
Stoß des
Axiallagerteils in dem Umfangsabschnitt (B) des Randes befindet,
in dem das Axiallagerteil mit dem Radiallagerteil verbunden ist.
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Es
hat sich gezeigt, dass die störenden
Geräusche
dann nicht auftreten, wenn die im Stoß aneinander liegenden Enden
des Radiallagerteils geringfügig
beweglich sind, um sich an die Lageraufnahme anpassen zu können.
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Im
Stoß sind
die Enden des Radiallagerteils gemäß des Standes der Technik zwar
nicht miteinander verbunden, so dass die erforderliche Beweglichkeit
gegeben ist, aber diese Beweglichkeit wird bei den bekannten Bundlagerschalen
dadurch aufgehoben, dass das Radiallagerteil mit dem Axiallagerteil fest
verbunden ist, was beispielsweise über Verkleben oder Verschweißen erfolgt.
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Die
erfindungsgemäße Unterbrechung
der Verbindung von Radiallagerteil und Axiallagerteil im Bereich
des Stoßes
stellt diese Beweglichkeit der Enden des Radiallagerteils wieder
her.
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Hierzu
kann es ausreichen, wenn lediglich ein Ende des Radiallagerteils
in einem Umfangsabschnitt des Randes nach wie vor beweglich bleibt.
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Bei
Bundlagerbuchsen mit einem Axiallagerteil, das nicht als geschlossener
Ring ausgebildet ist, sondern einen Stoß aufweist, befindet sich der
Stoß des
Axiallagerteils in dem Umfangsbereich B des Randes, in dem das Axiallagerteil
mit dem Radiallagerteil verbunden ist. Dadurch wird das Axiallagerteil stabilisiert,
da die Enden des Axiallagerteils nicht miteinander verbunden sind
bzw. einen Abstand zueinander aufweisen können.
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Es
ist bevorzugt, dass das Radiallagerteil beidseitig des Stoßes in jeweils
einem Umfangsabschnitt des Randes nicht mit dem Axiallagerteil verbunden
ist. Dadurch wird eine noch größere Beweglichkeit
und damit Anpassungsfähigkeit
der Bundlagerbuchse geschaffen. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die eventuell auftretenden Aufwölbungen verhindert werden können.
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Die
Länge des
betreffenden Umfangsabschnitts des Randes, in dem das Radiallagerteil
nicht mit dem Axiallagerteil verbunden ist, richtet sich im Wesentlichen
nach dem für
das Radiallagerteil verwendeten Material. In der Regel werden Schichtwerkstoffe
mit Stahlrücken,
Lagermetall und Gleitschichtmaterial verwendet.
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Je
größer die
Steifigkeit des Radiallagermaterials ist, desto länger sollte
der betreffende Umfangsabschnitt gewählt werden.
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Es
kann ausreichen, wenn die Länge
LU des Umfangsabschnittes des Randes bezogen
auf die Länge
LS des Stoßes ¼ LS ≤ LU ≤ LS, insbesondere ¼ LS ≤ LU ≤ ½ LS, beträgt.
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Größere Längen der
Umfangsabschnitte sind von Vorteil, wenn störende Aufwölbungen beim Einpressen der
Bundlagerbuchse auftreten.
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Es
hat sich gezeigt, dass sich die störenden Aufwölbungen im Stoßbereich
nicht einstellen, wenn vorzugsweise möglichst große Umfangsabschnitte A1 und A2 des Radiallagerteils
nicht mit dem Axiallagerteils verschweißt sind, weil sich die Presskräfte, die
beim Einpressen der Bundlagerbuchse in die Lagerbohrung auftreten, über einen
größeren Umfangsbereich
des Radiallagerteils verteilen können
bzw. von diesem Umfangsbereich aufgenommen werden können. Andererseits
ist eine stabile Verbindung des Axiallagerteils mit dem Radiallagerteil
erforderlich, was einen entsprechend großen Umfangsbereich wünschenswert
erscheinen lässt,
in dem die beiden Teile miteinander verbunden sind.
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Um
beiden Anforderungen gerecht zu werden, hat sich ein Winkelbereich α von 50° bis 130° als besonders
geeignet herausgestellt. Mindestens 50° sind erforderlich, damit keine
Aufwölbung
auftreten kann. Andererseits sollte aus Stabilitätsgründen etwa ein Drittel des Umfangs des
Radiallagerteils mit dem Axiallagerteil verschweißt sein,
so dass ein Winkelbereich für α von 130° nicht überschritten
werden sollte.
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Bevorzugte
Winkelbereiche sind 60° bis
130° bzw.
70° bis
130°.
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Vorzugsweise
wird die Umfangslänge
der Abschnitte A1 und A2 jeweils > der Breite b des Radiallagerteils
gewählt.
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Vorzugsweise
ist der Stoß des
Axiallagerteils um 180° gedreht
zum Stoß des
Radiallagerteils angeordnet.
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Vorzugsweise
weist das Axiallagerteil und/oder das Radiallagerteil in dem Umfangsabschnitt
des Randes, in dem das Radiallagerteil nicht mit dem Axiallagerteil
verbunden ist, eine erste Randausnehmung auf.
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Das
Vorsehen einer Ausnehmung hat den Vorteil, dass die herkömmlichen
Verbindungstechniken und Verfahrensabläufe nicht geändert werden müssen. Wenn
beispielsweise das Radiallagerteil mittels einer Laserschweißverbindung
mit dem Axiallagerteil verbunden wird, kann der Schweißvorgang wie
bisher durchgeführt
werden, wobei der Laserstrahl im Bereich der Ausnehmung nur auf
das Radiallagerteil oder das Axiallagerteil auftrifft, jedoch nicht auf
beide Bauteile, so dass es nicht zu einer Verbindung in diesem Bereich
kommen kann. Wenn beide Lager teile an derselben Stelle eine Ausnehmung
aufweisen, trifft der Laserstrahl auf keines der beiden Bauteile
auf.
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Vorzugsweise
weist das Radiallagerteil an seinem dem Axiallageteil abgewandten
Rand beidseitig des Stoßes
mindestens eine zweite Randausnehmung auf. Die zusätzlichen
zweiten Randausnehmungen haben den Vorteil, dass die im Stoßbereich
fertigungsbedingt auftretende Verbreiterung des Radiallagerteils
entfernt wird. Aufgrund der Gratbildung führt dies nämlich zu Problemen in der Anschlupfphase.
Darüber
hinaus führen
derartige Verbreiterungen im Stoßbereich unter Umständen ebenfalls
zu einer Geräuschentwicklung,
wenn der betreffende Rand in der Lageraufnahme anliegt.
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Die
Randausnehmung bzw. Randausnehmungen sind vorzugsweise lang gestreckt
ausgeführt.
Vorteilhafterweise sind die Randausnehmungen rechteckig. Die Ausnehmung
kann im Übergangsbereich
zum Rand des Radiallagerteils auch gerundet ausgeführt sein,
um scharfe Ecken zu vermeiden.
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Es
ist fertigungstechnisch bevorzugt, lediglich das Radiallagerteil
mit einem oder mehreren solcher Ausnehmungen zu versehen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung von Bundlagerbuchsen sieht vor, dass aus einem Bandmaterial
eine Platine abgetrennt wird, die Platine zu einem Radiallagerteil
gerollt wird, die Enden des Radiallagerteils zusammengedrückt werden und
das einen Stoß aufweisende
Axiallagerteil durch eine Schweißnaht oder Klebenaht an dem
Radiallagerteil derart befestigt wird, dass sich der Stoß des Axiallagerteils
in dem Umfangabschnitt (B) des Randes befindet, in dem das Axiallagerteil
mit dem Radiallagerteil verbunden ist. Hierbei wird beim Abtrennen
der Platine mindestens an einem Platinenende mindestens an einer
Längsseite
eine Randausnehmung hergestellt.
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Vorzugsweise
erfolgen die Herstellung der Randausnehmung und das Abtrennen der
Platine vom Bandmaterial in einem Arbeitsschritt. Durch geeignete
Werkzeuge, wie z. B. einem T-förmigen
Messer ist es möglich,
das Abtrennen und die Herstellung der Ausnehmung in demselben Arbeitsschritt
durchzuführen.
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Das
Radiallagerteil ist im Umfangsabschnitt B mit dem Axiallagerteil
vorzugsweise über
eine Schweißverbindung,
insbesondere eine Laserschweißverbindung,
befestigt.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 bis 4 in
perspektivischer Darstellung Bundlagerbuchsen gemäß vier verschiedener Ausführungsformen;
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5 die
Draufsicht auf ein Bandmaterial, das zur Herstellung von Bundlagerbuchsen
verwendet wird und
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6 und 7 in
perspektivischer Darstellung Bundlagerbuchsen gemäß weiterer
Ausführungsformen.
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In
der 1 ist eine Bundlagerbuchse 1 perspektivisch
dargestellt. Die Bundlagerbuchse weist ein Radiallagerteil 10 und
ein Axiallagerteil 20 auf, das am Rand 15 des
Radiallagerteils 10 angeschweißt, insbesondere lasergeschweißt, ist.
Die entsprechende Schweißnaht 30 ist
nicht vollständig geschlossen,
sondern endet im Abstand vor dem Stoß 11 des Radiallagerteils 10,
wo die beiden Enden 13a, 13b des Radiallagerteils 10 aneinander
liegen. Im Stoß 11 sind
die Enden 13a, 13b nicht miteinander verbunden.
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Dadurch,
dass sich die Schweißnaht 30 am Ende 13a bis
zum Stoß 11 erstreckt,
ist dieses Ende 138 nicht beweglich. Aufgrund der fehlenden Schweißverbindung
des Endes 13b ist dieses Ende nach wie vor beweglich, was
durch den Doppelpfeil angedeutet wird.
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Der
Umfangsabschnitt 32 des Randes 15, in dem das
Axiallagerteil nicht mit dem Radiallagerteil verbunden ist, besitzt
eine Länge
LU. Bezüglich
der Länge
LS des Stoßes 11 beträgt die Länge LU etwa der 0,5 × LS.
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Das
Axiallagerteil 20 besitzt ebenfalls einen Stoß 21,
der versetzt zum Stoß 11 des
Radiallagerteils 10 angeordnet ist. Im Stoß 21 sind
die beiden Enden des Axiallagerteils ebenfalls nicht miteinander verbunden.
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In
der 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die
sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform
dadurch unterscheidet, dass benachbart zum Stoß 11 beidseitig jeweils
ein Umfangsabschnitt 32, 34 vorgesehen ist, in
denen das Radiallagerteil 10 nicht mit dem Axiallagerteil 20 verbunden
ist. Dadurch ist es möglich,
dass sich beide Enden 13a, 13b, wie durch die
Doppelpfeile angedeutet ist, bewegen können, so das eine Anpassung an
das Lagergehäuse
problemlos möglich
ist. Formfehler im Bereich des Stoßes können dadurch auf wirksame Weise
ausgeglichen werden.
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In
der 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei
der das Radiallagerteil 10 über die Länge der Umfangsabschnitte 32 und 34 jeweils eine
erste Randausnehmung 12, 14 aufweisen. Die Randausnehmungen 12, 14 sind
langgestreckt ausgeführt
und besitzen eine rechteckige Kontur. Die Länge dieser Randausnehmungen 12, 14 kann
10 bis 20 mm bei einer Breite von 0,5 bis 2 mm betragen.
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Der
Schweißvorgang
kann wie üblich
durchgeführt
werden, wobei der Laserstrahl im Bereich der beiden Umfangsabschnitte 32, 34,
d. h. im Bereich der ersten Randausnehmungen 12, 14 lediglich
auf eines der beiden Lagerteile auftrifft, so dass es hier in diesem
Bereich zu keiner Verbindung zwischen Radiallagerteil 10 und
Axiallagerteil 20 kommen kann.
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Die
Bundlagerbuchse 1 besitzt auch am gegenüberliegenden Rand 19 jeweils
zwei zweite Randausnehmungen 16, 18, die in Größe und Form den
ersten Randausnehmungen 12, 14 entsprechen können. Es
ist aber auch möglich,
eine andere Größe und Gestaltung
der zweiten Randausnehmungen vorzusehen, da diese dazu dienen, die
im Stoßbereich
fertigungsbedingten Verbreiterungen des Randes 19 zu entfernen.
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In
der 3a ist die Bundlagerbuchse 1 der 3 in
Unteransicht dargestellt.
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In
der 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei
der die erste Ausnehmung nicht im Radiallagerteil 10, sondern
im Axiallagerteil 20 vorgesehen ist. Diese Randausnehmung 22 besitzt ebenfalls
die Länge
LU und bewirkt, dass bei einem beispielsweisen
Laserscheißvorgang
an dieser Stelle keine Verbindung erzeugt wird, so dass dem Ende 13b des
Radiallagerteils 10 eine geringe Beweglichkeit ermöglicht wird.
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In
der 5 ist die Draufsicht auf einen Abschnitt eines
Bandmaterials 40 dargestellt, von dem Platinen 2a, 2b abgetrennt
werden, die durch weitere Umformvorgänge zu einem Radiallagerteil 10 gebogen
werden, wie es in der 3 dargestellt ist mit dem Unterschied,
dass am gegenüberliegenden Rand 19 keine
Ausnehmungen vorgesehen sind. Die Platinen 2a, 2b werden
längs der
Trennlinie 3 abgetrennt. Am oberen Rand werden bei diesem
Trennvorgang gleichzeitig die ersten Randausnehmungen 12,14 hergestellt.
Dies kann beispielsweise mit einem T-förmigen Messer erfolgen, so
dass nur ein einziger Arbeitsschritt erforderlich ist.
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In
der 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Bundlagerbuchse 1 perspektivisch
dargestellt. Die Bundlagerbuchse weist ein Radiallagerteil 10 mit
Rändern 15, 19 und
ein als Ring ausgeführtes Axiallagerteil 20 auf,
das am Rand 15 des Radiallagerteils 10 angeschweißt, insbesondere
lasergeschweißt,
ist. Die entsprechende Schweißnaht 30 erstreckt
sich nur über
den Umfangsbereich B und endet beidseitig im Abstand vor dem Stoß 11 des
Radiallagerteils 10, wo die beiden Enden 13a, 13b des Radiallagerteils 10 aneinander
liegen.
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Die
beiden dem Stoß 11 benachbarten
Umfangsabschnitte A1, A2, 32, 34 in
denen das Radiallagerteil nicht mit dem Axiallagerteil verbunden
ist, sind gleich lang. Die Umfangsabschnitte A1,
A2 erstrecken sich jeweils über einen
Winkelbereich α von
ca. 60° bezogen
auf die Längsachse 4 des
Radiallagerteils 10. Bei typischen Buchsenabmessungen,
d. h. Durchmessern von 80 bis 160 mm und Buchsenbreiten von 10 bis
40 mm besitzen die Abschnitte A1, A2 Längen,
die deutlich die Breite b der Bundlagerbuchsen übersteigen. Aufgrund der symmetrischen
Anordnung und der großen
Länge der
Abschnitte A1, A2 verteilen
sich Presskräfte
beim Einpressen der Bundlagerbuchse gleichmäßig auf die beiden Abschnitte A1, A2. Eine Aufwölbung im
Bereich des Stoßes 11 des
Radiallagerteils 10 wird dadurch wirksam vermieden.
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Das
Axiallagerteil 20 besitzt ebenfalls einen Stoß 21,
der versetzt zum Stoß 11 des
Radiallagerteils 10 angeordnet ist und im Umfangsabschnitt
B angeordnet ist, in dem das Axiallagerteil 20 mit dem Radiallagerteil 10 verschweißt ist.
Im Stoß 21 sind
die beiden Enden des Axiallagerteils ebenfalls nicht miteinander
verbunden.
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Dadurch,
dass der Stoß 21 im
Bereich B angeordnet ist, wird das Axiallagerteil stabilisiert.
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In
der 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei
der im Unterschied zur 6 der Stoß 21 um 180° bezüglich des
Stoßes 11 gedreht angeordnet
ist. Der Stoß 21 liegt
somit dem Stoß 11 diametral
gegenüber.
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- 1
- Bundlagerbuchse
- 2a,
b
- Platine
- 3
- Trennlinie
- 4
- Längsachse
- 10
- Radiallagerteil
- 11
- Stoß
- 12
- erste
Randausnehmung
- 13a,
b
- Ende
des Radiallagerteils
- 14
- erste
Randausnehmung
- 15
- Rand
- 16
- zweite
Randausnehmung
- 18
- zweite
Randausnehmung
- 19
- gegenüberliegender
Rand
- 20
- Axiallagerteil
- 21
- Stoß
- 22
- Randausnehmung
- 30
- Schweißnaht
- 32
- Umfangsabschnitt
- 34
- Umfangsabschnitt
- 40
- Bandmaterial
- LU
- Länge ohne
Verbindung
- LS
- Länge von 11
- A1, A2
- Umfangsabschnitt
- B
- Umfangsabschnitt