DE102011081155A1 - Method of manufacturing universal joint bearing, involves winding sliding layer on inner ring, resulting in negative form for sliding layer - Google Patents

Method of manufacturing universal joint bearing, involves winding sliding layer on inner ring, resulting in negative form for sliding layer Download PDF

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Abstract

The method involves winding the sliding layer (8) on the inner ring (4), resulting in the negative form for sliding layer. The inner ring has spherical outer surface (6) which represents the negative form surface for sliding layer. The sliding layer is disconnected by curing the inner ring. An independent claim is included for universal joint bearing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gelenklagers mit einem Innenring, einem Außenring und mit einer gewickelten Gleitschicht. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Gelenklager mit einem Innenring, einem Außenring und mit einer gewickelten Gleitschicht, das insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist. The invention relates to a method for producing a spherical bearing with an inner ring, an outer ring and a wound sliding layer. The invention further relates to a spherical plain bearing having an inner ring, an outer ring and a wound sliding layer, which is produced in particular according to a method described above.

Aus der deutschen Patentschrift DE 42 20 327 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Kunstharz-Formkörper aus Formhülsen bekannt, die herkömmlichen Innenringen entsprechen. Auf die Formhülsen wird in einem ersten Wickelgang eine erste Schicht aus hochfesten Fasern gewickelt, die vor dem Aufwickeln in einem Epoxidharz-Bad getränkt werden. Diese erste Schicht bildet im ausgehärteten Zustand eine Lagergleitschicht. Auf diese erste Faserschicht wird sodann eine zweite Schicht von in Epoxidharz getränkten Glasfasern aufgewickelt, die im ausgehärteten Zustand eine Tragschicht ausbilden. Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2007 008 584 B3 ist ein Gelenklager mit einem Außenring bekannt, der einen Innenring einfasst, das heißt formschlüssig und unverlierbar umgibt. Der Außenring weist auf seiner Innenseite eine Gleitschicht und auf seiner Außenseite eine Tragschicht auf. Beide Schichten sind nacheinander im Wickelverfahren auf einem Wickeldorn abgelegt worden, wodurch eine typische Wickelstruktur entsteht. Die Gleitschicht weist auf ihrer nach innen gewandten Seite ein sphärisches Oberflächenprofil auf, das komplementär zu einem Kugelsegment ist, das von dem Innenring gebildet wird. Dieses Oberflächenprofil wird nach Aushärten des fertigen Wickelkörpers, Abtrennen eines Rings und Trennen des Rings entlang einer Trennfuge durch Bohren oder Drehen erzeugt. Der Innenring wird in den fertigen Außenring eingesetzt, wobei letzterer im Bereich der Trennfuge gespreizt wird. From the German patent DE 42 20 327 C1 is a method for producing fiber-reinforced synthetic resin moldings known from mold sleeves, which correspond to conventional inner rings. On the mold sleeves, a first layer of high-strength fibers is wound in a first winding pass, which are impregnated before winding in an epoxy resin bath. This first layer forms a bearing sliding layer in the cured state. A second layer of glass fibers impregnated in epoxy resin is then wound onto this first fiber layer, which forms a base layer in the cured state. From the German patent DE 10 2007 008 584 B3 a joint bearing with an outer ring is known, which encloses an inner ring, that is positively and captively surrounds. The outer ring has a sliding layer on its inside and a supporting layer on its outside. Both layers have been successively deposited in a winding process on a mandrel, whereby a typical winding structure is formed. The sliding layer has on its inwardly facing side a spherical surface profile which is complementary to a spherical segment formed by the inner ring. This surface profile is produced after curing of the finished bobbin, separating a ring and separating the ring along a parting line by drilling or turning. The inner ring is inserted into the finished outer ring, the latter being spread in the region of the parting line.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gelenklager mit einem Innenring, einem Außenring und mit einer gewickelten Gleitschicht zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. The object of the invention is to provide a spherical bearing with an inner ring, an outer ring and a wound sliding layer, which is simple and inexpensive to produce.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen eines Gelenklagers mit einem Innenring, einem Außenring und mit einer gewickelten Gleitschicht, dadurch gelöst, dass die Gleitschicht auf den Innenring gewickelt wird, der eine Negativform für die Gleitschicht darstellt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird anstelle eines herkömmlichen Wickeldorns der Innenring verwendet. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass durch entsprechende Auslegung des Innenrings ein gewünschtes Lagerspiel des Gelenklagers exakt eingestellt werden kann. Ein späteres Überarbeiten kann somit entfallen. The object is achieved in a method for producing a spherical bearing with an inner ring, an outer ring and with a wound sliding layer, characterized in that the sliding layer is wound onto the inner ring, which is a negative mold for the sliding layer. According to an essential aspect of the invention, the inner ring is used instead of a conventional winding mandrel. This provides, inter alia, the advantage that a desired bearing clearance of the spherical plain bearing can be set exactly by appropriate design of the inner ring. A subsequent revision can thus be omitted.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring eine sphärische Außenfläche aufweist, die eine Negativformfläche für die Gleitschicht darstellt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine sphärische Innenfläche des Außenrings mit der Gleitschicht versehen werden. A preferred embodiment of the method is characterized in that the inner ring has a spherical outer surface, which constitutes a negative mold surface for the sliding layer. As a result, a spherical inner surface of the outer ring can be provided with the sliding layer in a simple manner.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht vor oder zusammen mit dem Außenring auf den Innenring aufgebracht wird. Der Außenring kann zum Beispiel von einer Rückenschicht oder Trägerschicht gebildet werden, die auf die gewickelte Gleitschicht aufgebracht wird. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the sliding layer is applied to the inner ring before or together with the outer ring. The outer ring can be formed, for example, by a backing layer or carrier layer which is applied to the wound overlay.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht durch Aushärten von dem Innenring getrennt wird. Der Innenring ist vorzugsweise aus Metall gebildet. Durch das Aushärten löst sich die Gleitschicht von dem Innenring. Danach ist das Gelenklager verwendbar. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the sliding layer is separated by curing of the inner ring. The inner ring is preferably formed of metal. By curing, the sliding layer of the inner ring dissolves. Thereafter, the joint bearing is usable.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Einführnuten in den Außenring eingebracht werden, die es ermöglichen, den Innenring wiederholt zerstörungsfrei aus dem Außenring zu entnehmen und den gleichen oder einen anderen Innenring in den Außenring einzusetzen. Dadurch kann der Innenring auf einfache Art und Weise herausgenommen und eventuell bearbeitet werden. Des Weiteren kann der Innenring durch die Einführnuten auf einfache Art und Weise ausgewechselt werden. Dabei werden weder der Innenring noch der Außenring mit der Gleitschicht beschädigt. Die Gestalt der in dem Außenring vorgesehenen Einführnuten ist vorzugsweise so an die Gestalt des Innenrings angepasst, dass im Bereich der Einführnuten ein geringes Montagespiel zwischen Innenring und Außenring gegeben ist. A further preferred embodiment of the method is characterized in that insertion grooves are introduced into the outer ring, which make it possible to remove the inner ring repeated non-destructive from the outer ring and insert the same or another inner ring in the outer ring. Thereby, the inner ring can be easily removed and possibly edited. Furthermore, the inner ring can be replaced by the insertion grooves in a simple manner. Neither the inner ring nor the outer ring will be damaged by the sliding layer. The shape of the insertion grooves provided in the outer ring is preferably adapted to the shape of the inner ring in such a way that in the region of the insertion grooves there is a small assembly clearance between inner ring and outer ring.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring nach dem Einsetzen in den Außenring um 90 Grad verdreht wird, um das Gelenklager darzustellen. Beim Einsetzen des Innenrings in den Außenring ist der Innenring senkrecht zu dem Außenring angeordnet. Nach dem Einsetzen in den Außenring wird der Innenring relativ zu dem Außenring um 90 Grad verdreht. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the inner ring is rotated by 90 degrees after insertion into the outer ring to represent the joint bearing. When inserting the inner ring into the outer ring, the inner ring is arranged perpendicular to the outer ring. After insertion into the outer ring of the inner ring is rotated relative to the outer ring by 90 degrees.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einführnuten spanend in den gewickelten Außenring eingebracht werden. Die Einführnuten können zum Beispiel durch Fräsen in den gewickelten Außenring eingebracht werden. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the insertion grooves are machined into the wound outer ring. The insertion can be introduced, for example by milling in the wound outer ring.

Bei einem Gelenklager mit einem Innenring, einem Außenring und mit einer gewickelten Gleitschicht, das insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass der Innenring wiederholt zerstörungsfrei entnehmbar in dem Außenring angeordnet ist. Dadurch wird die Montage und Demontage des Innenrings erheblich vereinfacht. In a spherical plain bearing with an inner ring, an outer ring and with a wound sliding layer, which is produced in particular according to a method described above, the above object is alternatively or additionally achieved in that the inner ring is repeatedly arranged nondestructively removable in the outer ring. As a result, the assembly and disassembly of the inner ring is considerably simplified.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gelenklagers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring radial innen zwei diametrale Einführnuten aufweist, deren Gestalt an den Innenring mit der darauf gewickelten Gleitschicht angepasst ist. Die Einführnuten verlaufen vorzugsweise in axialer Richtung. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu einer Längsachse des Außenrings. A preferred embodiment of the joint bearing is characterized in that the outer ring has radially inwardly two diametrical insertion grooves, whose shape is adapted to the inner ring with the sliding layer wound thereon. The insertion grooves preferably extend in the axial direction. Axial means in the direction or parallel to a longitudinal axis of the outer ring.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, an embodiment is described in detail.

In der einzigen beiliegenden Figur ist ein erfindungsgemäßes Gelenklager perspektivisch dargestellt. In the single accompanying figure, an inventive joint bearing is shown in perspective.

In 1 ist ein Gelenklager 1 mit einem Innenring 4 und einem Außenring 5 perspektivisch dargestellt. Der Außenring 5 ist mit einer Gleitschicht 8 versehen. In 1 is a joint bearing 1 with an inner ring 4 and an outer ring 5 shown in perspective. The outer ring 5 is with a sliding layer 8th Mistake.

Der Außenring 5 ist als Kreisring mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgeführt. Radial innen weist der Außenring 5 eine sphärische Innenfläche mit der Gleitschicht 8 auf, die komplementär zu einer sphärischen Außenfläche 6 des Innenrings 4 ausgebildet ist, auf der die Gleitschicht 8 gleitend angeordnet ist. The outer ring 5 is designed as a circular ring with a substantially rectangular cross-section. Radial inside, the outer ring faces 5 a spherical inner surface with the sliding layer 8th on, which is complementary to a spherical outer surface 6 of the inner ring 4 is formed on the sliding layer 8th is slidably disposed.

Die Gleitschicht 8 wird durch Wickeln direkt auf die sphärische Außenfläche 6 des Innenrings 4 aufgebracht. Dabei wird der Innenring 4 anstelle eines herkömmlichen Wickeldorns als Negativform genutzt. Vorteilhaft wird direkt beim Wickeln auf die sphärische Außenfläche 6 des Innenrings 4 eine sphärische Außenkontur oder Geometrie der Gleitschicht 8 erzeugt. The sliding layer 8th is by wrapping directly on the spherical outer surface 6 of the inner ring 4 applied. This is the inner ring 4 used as a negative mold instead of a conventional winding mandrel. Advantageously, when winding on the spherical outer surface directly 6 of the inner ring 4 a spherical outer contour or geometry of the sliding layer 8th generated.

Beim Wickeln oder Faserwickeln handelt es sich um ein bekanntes Kunststoffverarbeitungsverfahren zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen. Als Wickeln oder Faserwickeln wird ein Faserwickelverfahren bezeichnet, bei welchem Fasern, insbesondere Endlosfasern auf einem im Wesentlichen zylindrischen Körper abgelegt werden. Die Fasern sind vorzugsweise in einem Kunstharz getränkt, das eine Matrix eines Faserverbundwerkstoffs darstellt und in das die Fasern beim Wickeln eingebettet werden. When winding or fiber winding is a known plastic processing method for the production of fiber composites. As winding or filament winding, a fiber winding method is referred to, in which fibers, in particular endless fibers are deposited on a substantially cylindrical body. The fibers are preferably impregnated in a synthetic resin, which is a matrix of a fiber composite material and in which the fibers are embedded during winding.

Der Außenring 5 wird vorzugsweise ebenfalls durch Wickeln hergestellt. Dabei wird der Außenring 5 entweder nachträglich auf die Gleitschicht 8 oder zusammen mit der Gleitschicht 8 auf den vorzugsweise aus Metall gebildeten Innenring 4 aufgebracht. Die Gleitschicht 8 wird zwar auf den Innenring 4 aufgewickelt, verbleibt dort aber nicht. Durch das Aushärten der Gleitschicht 8, vorzugsweise zusammen mit dem Außenring 5, löst sich die Gleitschicht 8, vorzugsweise zusammen mit Außenring 5, von dem Innenring 4. Der Innenring 4 stellt dabei eine Negativform für die Gleitschicht 8 und den Außenring 5 dar. The outer ring 5 is preferably also produced by winding. In this case, the outer ring 5 either subsequently on the overlay 8th or together with the sliding layer 8th on the inner ring, preferably formed of metal 4 applied. The sliding layer 8th is indeed on the inner ring 4 wound up, but does not stay there. By curing the overlay 8th , preferably together with the outer ring 5 , the sliding layer dissolves 8th , preferably together with outer ring 5 , from the inner ring 4 , The inner ring 4 represents a negative mold for the sliding layer 8th and the outer ring 5 represents.

Die sphärische Innenfläche des Außenrings 5 mit der Gleitschicht 8 ist durch zwei Einführnuten 11, 12 unterbrochen, welche eine wiederholte zerstörungsfreie Montage und Demontage des Innenrings 4 in den Außenring 5 ermöglichen. Die Einführnuten 11, 12 werden vorzugsweise durch Fräsen in den gewickelten Außenring 5 eingebracht. The spherical inner surface of the outer ring 5 with the sliding layer 8th is through two insertion grooves 11 . 12 interrupted, indicating a repeated non-destructive assembly and disassembly of the inner ring 4 in the outer ring 5 enable. The insertion grooves 11 . 12 are preferably by milling in the wound outer ring 5 brought in.

Dabei weisen die Einführnuten 11, 12 Nutflanken auf, die parallel zu einer Längsachse des Außenrings 5 angeordnet sind. Die Abmessungen der Einführnuten 11, 12 sind so gewählt, dass der Innenring 4, wenn er, wie in 1 dargestellt ist, mittig und senkrecht zu dem Außenring 5 positioniert wird, aus diesem entnommen und in diesen eingeführt werden kann. In this case, the insertion grooves 11 . 12 Grooves on, parallel to a longitudinal axis of the outer ring 5 are arranged. The dimensions of the insertion grooves 11 . 12 are chosen so that the inner ring 4 if he, as in 1 is shown, centered and perpendicular to the outer ring 5 is positioned, removed therefrom and inserted into it.

Durch ein anschließendes Verdrehen des Innenrings 4 relativ zu dem Außenring 5 um 90 Grad kann der Innenring 4 in seine Betriebsposition gebracht werden. In der Betriebsposition oder Betriebsstellung des Innenrings 4 liegt die sphärische Gleitschicht 8 des Außenrings 5 gleitend an der sphärischen Außenfläche 6 des Innenrings 4 an. By a subsequent twisting of the inner ring 4 relative to the outer ring 5 90 degrees, the inner ring 4 be brought into its operating position. In the operating position or operating position of the inner ring 4 lies the spherical sliding layer 8th of the outer ring 5 sliding on the spherical outer surface 6 of the inner ring 4 at.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Abmessungen des Innenrings 4 mit der gewickelten Gleitschicht 6 direkt bei der Herstellung an ein gewünschtes Lagerspiel angepasst werden. Somit kann ein exaktes Lagerspiel zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 exakt eingestellt werden, ohne dass eine spätere Überarbeitung nötig ist. According to one aspect of the invention, the dimensions of the inner ring 4 with the wound overlay 6 adapted directly to a desired bearing clearance during production. Thus, an exact bearing clearance between the inner ring 4 and the outer ring 5 be set exactly, without a subsequent revision is necessary.

Gelenklager mit gewickeltem Außenring 5 und gewickelter Gleitschicht 6 haben den Vorteil, dass sie einen niedrigen Reibwert aufweisen. Dadurch kann der Verschleiß erheblich reduziert werden. Derartige Gelenklager sind nahezu wartungsfrei und haben ein geringes Gewicht. Spherical bearing with wound outer ring 5 and wound overlay 6 have the advantage that they have a low coefficient of friction. As a result, the wear can be significantly reduced. Such spherical bearings are virtually maintenance-free and have a low weight.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gelenklager Spherical plain bearings
44
Innenring inner ring
55
Außenring outer ring
66
sphärische Außenfläche spherical outer surface
88th
Gleitschicht Overlay
1111
Einführnut insertion groove
1212
Einführnut insertion groove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4220327 C1 [0002] DE 4220327 C1 [0002]
  • DE 102007008584 B3 [0002] DE 102007008584 B3 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen eines Gelenklagers (1) mit einem Innenring (4), einem Außenring (5) und mit einer gewickelten Gleitschicht (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (8) auf den Innenring (4) gewickelt wird, der eine Negativform für die Gleitschicht (8) darstellt. Method for producing a hinge bearing ( 1 ) with an inner ring ( 4 ), an outer ring ( 5 ) and with a wound overlay ( 8th ), characterized in that the sliding layer ( 8th ) on the inner ring ( 4 ) is wound, which is a negative mold for the sliding layer ( 8th ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (4) eine sphärische Außenfläche (6) aufweist, die eine Negativformfläche für die Gleitschicht (8) darstellt. Method according to claim 1, characterized in that the inner ring ( 4 ) a spherical outer surface ( 6 ), which has a negative molding surface for the sliding layer ( 8th ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (8) vor oder zusammen mit dem Außenring (5) auf den Innenring (4) aufgebracht wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding layer ( 8th ) in front of or together with the outer ring ( 5 ) on the inner ring ( 4 ) is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (8) durch Aushärten von dem Innenring (4) getrennt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding layer ( 8th ) by curing of the inner ring ( 4 ) is separated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einführnuten (11, 12) in den Außenring (5) eingebracht werden, die es ermöglichen, den Innenring (4) wiederholt zerstörungsfrei aus dem Außenring zu entnehmen und den gleichen oder einen anderen Innenring in den Außenring (5) einzusetzen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that insertion grooves ( 11 . 12 ) in the outer ring ( 5 ), which allow the inner ring ( 4 ) repeatedly from the outer ring without destruction and the same or another inner ring in the outer ring ( 5 ). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (4) nach dem Einsetzen in den Außenring (5) um 90 Grad verdreht wird, um das Gelenklager (1) darzustellen. Method according to claim 5, characterized in that the inner ring ( 4 ) after insertion into the outer ring ( 5 ) is rotated 90 degrees to the spherical plain bearing ( 1 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführnuten (11, 12) spanend in den gewickelten Außenring (5) eingebracht werden. Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that the insertion grooves ( 11 . 12 ) in the wound outer ring ( 5 ) are introduced. Gelenklager mit einem Innenring (4), einem Außenring (5) und mit einer gewickelten Gleitschicht (8), das insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (4) wiederholt zerstörungsfrei entnehmbar in dem Außenring (5) angeordnet ist. Spherical plain bearing with an inner ring ( 4 ), an outer ring ( 5 ) and with a wound overlay ( 8th ), which is produced in particular according to a method according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring ( 4 ) repeatedly destructively removable in the outer ring ( 5 ) is arranged. Gelenklager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) radial innen zwei diametrale Einführnuten (11, 12) aufweist, deren Gestalt an den Innenring (4) angepasst ist. Spherical bearing according to claim 7, characterized in that the outer ring ( 5 ) radially inside two diametrical Einführnuten ( 11 . 12 ), whose shape to the inner ring ( 4 ) is adjusted. Gelenklager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführnuten (11, 12) in axialer Richtung verlaufen. Spherical bearing according to claim 9, characterized in that the insertion grooves ( 11 . 12 ) extend in the axial direction.
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