DE1021822B

DE1021822B - Process for the surface connection of two metal parts

Info

Publication number: DE1021822B
Application number: DEV8276A
Authority: DE
Inventors: Frederick Samuel Benham
Original assignee: Vandervell Products Ltd
Current assignee: Federal Mogul Shoreham Ltd
Priority date: 1954-01-11
Filing date: 1954-12-31
Publication date: 1958-01-02

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf die flächige Verbindung von Metallteilen und geht aus von einem Verfahren, bei dem mindestens ein Vorsprung an einer der zu verbindenden Flächen erzeugt wird, der kürzer als die Dicke des die andere zu verbindende Fläche aufweisenden zweiten Metallteiles ist und vorzugsweise bei seiner Bildung in ein entsprechendes Loch im zweiten Metallteil eindringt. Diese bekannten Verfahren ermöglichen jedoch nur eine gegenseitige Fixierung zweier Teile, nicht jedoch eine feste flächige Verbindung. Will man nach den bekannten Verfahren eine feste Verbindung schaffen, so¹ muß man dafür Sorge tragen, daß der Vorsprung langer als die Dicke des die zweite Fläche tragenden Teiles ist und dann an seinem vorstehenden Ende vernietet wird. Eine solche Anordnung eignet sich jedoch nicht zur Herstellung von Lagerelementen aus Bimetallmaterial, auf die die Erfindung hauptsächlich Anwendung finden soll.The invention relates to the two-dimensional connection of metal parts and is based on a method in which at least one projection is produced on one of the surfaces to be connected, which is shorter than the thickness of the second metal part having the other surface to be connected, and preferably at its Education penetrates into a corresponding hole in the second metal part. However, these known methods only enable two parts to be fixed to one another, but not to provide a fixed, flat connection. If it is desired by the known processes provide a firm connection, so ¹ one must ensure that the projection is defined as the thickness of the second surface-supporting part is long and then riveted at its protruding end. However, such an arrangement is not suitable for the production of bearing elements made of bimetallic material, to which the invention is mainly intended to apply.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die beiden Metallteile nach ihrer Vereinigung senkrecht zu den sich berührenden Flächen derart zusammenzupressen, daß sich die Wandungen jedes einen Vorsprung aufnehmenden Loches nach innen bewegen und dabei den Vorsprung fest umklammern, so daß beide Metallteile fest miteinander verbunden werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, nicht nur in einfacher Weise eine Fixierung der beiden Teile gegen eine Drehung oder sonstige Relativbewegung zu schaffen, sondern sie auch so miteinander zu verbinden, daß sie nur mit Gewalt voneinander gelöst werden können.According to the invention it is proposed that the two metal parts be perpendicular to their union to press the contacting surfaces together in such a way that the walls each have a protrusion moving the receiving hole inwards while gripping the protrusion tightly so that both Metal parts are firmly connected to each other. With this measure it is possible, not just in an easier way Way to fix the two parts against rotation or other relative movement, but also to connect them with one another in such a way that they can only be separated from one another by force.

Jeder der derart miteinander zu vereinigenden Teile kann aus einem einzigen Metall und die beiden Teile entweder aus dem gleichen Metall (wodurch die Möglichkeit der Herstellung von verhältnismäßig starkwandigen bzw. dicken Teilen aus dünnwandigen Vorratsteilen möglich wird) oder auch aus zwei verschiedenen Metallen bestehen. Ferner können auch einer oder beide der miteinander zu vereinigenden Teile je aus zwei oder mehreren Lamellen aus verschiedenen Metallen bestehen. Insbesondere kann jeder der Teile auch aus einer Schicht von Lagermetall, die einseitig mit einer Schicht aus Stahl oder einem anderen starken Stützmetall verbunden ist, bestehen, wobei die beiden Teile mit ihren rückwärtigen Schichten vereinigt werden und dann einen Verbundkörper bilden, bei dem auf beiden gegenüberliegenden Flächen eines Kerns aus festerem Metall eine Schicht von Lagermetall vorhanden ist. Die beiden Lagermetallschichten können je nach dem Zweck, für den das Erzeugnis verwendet werden soll, von gleicher oder auch voneinander verschiedener Zusammensetzung sein.Each of the parts to be combined in this way can consist of a single metal and the two parts either from the same metal (which makes it possible to manufacture relatively thick-walled or thick parts from thin-walled stock parts) or from two different ones Metals. Furthermore, one or both of the elements to be combined can also be used Parts each consist of two or more lamellas made of different metals. In particular, can each of the parts also consist of a layer of bearing metal that is sided with a layer of steel or another strong support metal is connected, with the two parts with their rear Layers are combined and then form a composite body, with the one on both opposite sides Surfaces of a core made of stronger metal have a layer of bearing metal in place. The two bearing metal layers may of the same depending on the purpose for which the product is to be used or also be of different composition from one another.

In den Zeichnungen ist die Anwendung der Erfindung auf die Herstellung von beiderseits mit Lager-Verfahren zur flächigen Verbindung
zweier MetallteileIn the drawings, the application of the invention to the production of both sides with storage method for surface connection
two metal parts

Anmelder:
Vandervell Products Limited, LondonApplicant:
Vandervell Products Limited, London

■ Vertreter:■ Representative:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne (Westf.), Schaeferstr. 60Dipl.-Ing. RH Bahr and Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patent Attorneys, Herne (Westphalia), Schaeferstr. 60

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Januar 1954Claimed priority:
Great Britain 11 January 1954

Frederick Samuel Benham,Frederick Samuel Benham,

Twickenham, Middlesex (Großbritannien),Twickenham, Middlesex (Great Britain),

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

metall versehenen Lagerringen veranschaulicht, jedoch ist sie selbstverständlich keineswegs auf die Herstellung solcher Erzeugnisse oder die Verwendung der besonderen Werkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung, die nachstehend im einzelnen beschrieben werden, beschränkt. Von den Zeichnungen istmetal bearing rings illustrated, but of course it is by no means based on the Manufacture of such products or the use of special materials and processes their production, which are described in detail below. From the drawings is

Fig. 1 ein Vertikalschnitt durch Teile einer Gesenkpresse mit einem Werkstück in für den Preßvorgang bereiter Lage;Fig. 1 is a vertical section through parts of a die press with a workpiece in for the pressing process ready location;

Fig. 2 ist ein Schnitt undFig. 2 is a section and

Fig. 3 eine Auf sieht auf das Werkstück nach seiner Behandlung in der Presse;Fig. 3 looks at the workpiece after its Treatment in the press;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch einen Lagerring, der durch Miteinanderverbindung von zwei der Preßbehandlung unterworfenen Körpern, ähnlich den in den Fig. 2 und 3 dargestellten, hergestellt wurde, und Fig. 5 ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Lagerelements.Fig. 4 is a sectional view of a bearing ring obtained by joining two of the pressing treatment subjected bodies similar to those shown in FIGS. 2 and 3, and 5 shows a section through another embodiment of a bearing element.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 veranschaulichten Verfahren werden zunächst mit 1 bezeichnete, ringförmige, plattenförmige Körper aus einem Bimetallwerkstofr, der aus einer rückwärtigen Stahlschicht 2, die mit einer Schicht von Babbitt-, Bleibronze- oder anderem Lagermetall 3 verbunden ist, hergestellt.In the method illustrated in FIGS. 1 to 4, ring-shaped, plate-shaped bodies, denoted by 1, are first produced from a bimetallic material which is made from a rear steel layer 2 which is connected to a layer of Babbitt, lead bronze or other bearing metal 3 .

Wahlweise kann auch ein aus einer Stahlgrundlage, einer Zwischenschicht und einer dünnen, weichen Lagermetallschicht bestehender TrimetallwerkstoffOptionally, a steel base, an intermediate layer and a thin, soft one can also be used Bearing metal layer of existing trimetal material

709 847/101709 847/101

verwendet werden. Jeder -solche Körper wird mit der Lagermetallseite nach oben auf die Stirnfläche eines Gesenks 4 aufgelegt, das ein Paar von zylindrischen Löchern oder Aussparungen 5 aufweist. Mit diesem Gesenk arbeitet ein Stempel 6 zusammen, an dessen unterer Fläche sich ein Paar von zylindrischen Vorsprüngen 7, 8 befindet. Unterhalb der unteren Fläche des Stempels ist eine Abstreifplatte 9, die über diese Vorspränge passende Öffnungen aufweist, angeordnet, die von der Stirnfläche des Stempels durch mit 10 be- ίο zeichnete, federnde Vorrichtungen weggedrückt wird. Sobald der Stempel nach unten bewegt wird, dringen die Enden der Vorsprünge 7, 8 in den Körper 1 ein und verdrängen das Metall desselben in die Öffnungen 5 in dem Gesenk bzw. der Matrize, wobei die Abstreifplatte 9 über die Vorsprünge gleitend auf die untere Fläche des Stempels aufgedrückt wird. Einer der Vorsprünge 7 ist so lang, daß er ein kreisförmiges Metallstück völlig aus der Platte herausdrückt und derart ein Loch. 11 in diesem (vgl. Fig. 2 und 3) bildet, ao Die Länge des anderen Vorsprungs 8 ist so bemessen, daß er nur auf etwa die halbe Stärke der Platte in diese eindringt und dabei an deren unterer (Stahl-) Fläche einen zylindrischen Vorsprung 13 sowie einen entsprechenden Einsprung 13 an der oberen Fläche bildet. Beim Wiederanbeben des Stempels ist dieser bestrebt, die Platte mitzunehmen. Dies wird dadurch verhindert, daß gleichzeitig die Abstreifplatte 9 durch die sie federnd haltenden Mittel nach unten gedrückt wird und dadurch das Werkstück von dem Stempel löst. In der Matrize 4 sind geeignete Vorrichtungen 5, 25 zur Aufnahme der Verformungsdrücke vorgesehen, deren in Fig. 1 links liegende so ausgebildet sind, daß sie den Vorsprung 12 nach dessen Formung umfassen.be used. Each -such body is placed with the bearing metal side up on the face of one Die 4 is placed, which has a pair of cylindrical holes or recesses 5. With this Die cooperates with a punch 6, on the lower surface of which there are a pair of cylindrical projections 7, 8 is located. Below the lower surface of the stamp is a stripping plate 9, which over this Has projections matching openings, arranged, which from the end face of the punch through with 10 be ίο drawn, resilient devices is pushed away. As soon as the punch is moved down, penetrate the ends of the projections 7, 8 in the body 1 and displace the metal of the same into the openings 5 in the die or the die, the stripping plate 9 sliding over the projections onto the is pressed on the lower surface of the stamp. One of the projections 7 is so long that it is circular Metal piece completely pushed out of the plate and such a hole. 11 in this (see. Fig. 2 and 3) forms, ao The length of the other projection 8 is dimensioned so that it is only about half the thickness of the plate in this penetrates and a cylindrical projection 13 and a cylindrical projection on its lower (steel) surface corresponding indentation 13 forms on the upper surface. This is when the stamp is raised again eager to take the plate with you. This is prevented by the stripping plate 9 through at the same time the resiliently holding means is pressed down and thereby the workpiece from the punch solves. In the die 4 are suitable devices 5, 25 are provided to accommodate the deformation pressures, the left in Fig. 1 are designed so that they encompass the projection 12 after it has been formed.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, liegen das Loch 11 und der Vorsprung 12, die in dem Körper 1 gebildet sind, auf dessen ringförmiger Mittellinie an beiden gegenüberliegenden Enden des gleichen Durchmessers. Der Durchmesser des Vorsprungs 12 ist etwas größer als der des Loches 11. Paare von so behandelten Körpern werden, Stahl auf Stahl, so miteinander vereinigt, daß der Vorsprung 12 jedes Körpers mit dem Loch 11 des anderen Körpers fluchtet. Jedes Paar von solchen Körpern wird in dieser Lage zueinander zwischen ein Paar von flachen Preßplatten eingelegt, die dann aufeinander zu bewegt werden. Die Vorsprünge an den beiden Körpern werden hierdurch zuerst in die entsprechenden Löcher eingedrückt, worauf die Körper so stark aufeinander aufgepreßt werden, daß eine plastische Metallverformung bewirkt wird, als deren Folge die Wandungen der Löcher sich nach innen bewegen und, in die Seitenflächen der Vorsprünge greifend, in umfassenden Eingriff mit diesen gelangen, so daß dadurch die beiden Körper fest zu dem doppelflächigen Lagerring gemäß Fig. 4 vereinigt werden.As can be seen from FIG. 3, the hole 11 and the projection 12, which are formed in the body 1, are located are on its annular center line at both opposite ends of the same diameter. The diameter of the projection 12 is slightly larger than that of the hole 11. Pairs of bodies treated in this way are, steel on steel, united with one another so that the projection 12 of each body with the Hole 11 of the other body is aligned. Every pair of such bodies is in this position between each other inserted a pair of flat pressing plates, which are then moved towards each other. The protrusions on the two bodies are thereby first pressed into the corresponding holes, whereupon the bodies are pressed so strongly on each other that a plastic metal deformation is caused than their Follow the walls of the holes move inward and, reaching into the side surfaces of the projections, come into extensive engagement with these, so that thereby the two bodies firmly to the double-faced Bearing ring according to FIG. 4 are combined.

Wenn die beiden Körper wie nach dem Ausführungsbeispiel gleiche oder annähernd gleiche Dicke besitzen, so ist zwangläufig die Länge der Vorsprünge an jedem Körper geringer als die Dicke des anderen Körpers. Wenn die Fläche, nach der hin sich der Vorsprung erstreckt, eine Lagerfläche bildet, so muß selbstverständlich der Vorsprung unterhalb der Lagerfläche enden.If the two bodies have the same or approximately the same thickness as in the exemplary embodiment own, the length of the projections on each body is inevitably less than the thickness of the other body. If the surface towards which the protrusion extends forms a bearing surface, so Of course, the projection must end below the bearing surface.

\^orstehend ist die Erfindung in Anwendung der Miteinanderverbindung von nur zwei Teilen beschrieben worden. Selbstverständlich kann sie aber auch zur Miteinanderverbindung von drei oder mehr Teilen angewendet werden, wobei dann jedes Paar von ein-.ander benachbarten Teilen auf eine der beschriebenen Weisen miteinander verbunden wird. Als Ausführungsbeispiel einer solchen Konstruktion sei die in Fig. 5 in fertigem Zustand dargestellte Abstandsmuffe mit einer ringförmigen Lagerfiäche an jedem Ende genannt, die wie folgt hergestellt werden kann:The above is the invention in application of the Interconnection of only two parts has been described. Of course, it can also be used for Interconnection of three or more parts can be applied, then each pair of one-another adjacent parts is connected to one another in one of the ways described. As an exemplary embodiment Such a construction is the spacer sleeve shown in Fig. 5 in the finished state with an annular bearing surface at each end called, which can be made as follows:

Ein aus einer Leichtmetallegierung, aus Stahl oder anderem geeignetem Metall bestehender Hohlzylinder wird an jeder seiner ringförmigen Endflächen mit zwei oder mehreren Bohrungen 15, die sich parallel zu seiner Achse erstrecken, versehen. (Wenn es sich um einen kurzen Zylinder handelt, so können, wie gezeigt, ein und dieselben Löcher sich von einer Stirnfläche de.s Zylinders bis zur anderen erstrecken.) Zwei Ringscheiben 16, die aus Lagermetall oder einem mehrschichtigen Verbundstreifen ausgestanzt werden können — gemäß der dargestellten Ausführungsform aus einem Bimetallstreifen, der aus einer Lagermetallschicht 17 und einer mit dieser verbundenen Stahloder anderen Stützmetallschicht besteht —, werden der oben beschriebenen »halbabscherenden« Bearbeitung unterworfen, durch welche auf der freien Fläche des Stützmetalls Vorsprünge 19 gebildet werden, deren Anzahl, Lage, Gestalt und Größe der der Bohrungen 15 in den Stirnflächen des Zylinders entspricht. Diese Scheiben werden auf die beiden Enden des Zylinders so aufgebracht, daß die Vorsprünge an ihnen mit den Löchern fluchten und die so gebildete Gesamtheit einem Axialdruck unterworfen, durch welchen die Teile zusammengedrückt werden und das Metall des Zylinders durch plastische Verformung in verriegelnden Eingriff mit den Vorsprüngen gelangt.A hollow cylinder made of a light metal alloy, steel or other suitable metal is at each of its annular end faces with two or more bores 15, which are parallel to extend its axis, provided. (If the cylinder is short, as shown, one and the same holes extend from one end face of the cylinder to the other.) Two ring disks 16, which can be punched out of bearing metal or a multilayer composite strip - According to the illustrated embodiment from a bimetal strip, which consists of a bearing metal layer 17 and a steel or other supporting metal layer connected to it - will subjected to the "semi-shearing" processing described above, by means of which on the free surface of the support metal projections 19 are formed, the number, location, shape and size of the holes 15 corresponds in the end faces of the cylinder. These washers are placed on both ends of the Cylinder applied so that the projections on them are aligned with the holes and the so formed The whole is subjected to an axial pressure by which the parts are pressed together and that Metal of the cylinder comes into locking engagement with the projections by plastic deformation.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Method for the two-dimensional connection of two metal parts by forming at least one Protrusion on one of the surfaces to be joined, which is shorter than the thickness of the other to be joined Is surface having the second metal part and preferably when it is formed in a corresponding Hole penetrates in the second metal part, characterized in that the two metal parts after their union are compressed perpendicular to the touching surfaces, so that the walls of each protrusion-receiving hole move inward and thereby Clamp the projection tightly so that the two metal parts are firmly connected to one another.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least one of the ^{parts to be \ T} ereinigenden consists of a layer of bearing metal which is connected to one surface of a layer of a support metal in such an arrangement that after the union of the parts with each other the Bearing metal layer is on the outside.

3. Embodiment of the method according to claim 1 or 2 for producing one with both sides Bearing ring provided with bearing surfaces, characterized in that ring-shaped bodies are made of disc-shaped material, which has a rear support layer made of steel or other solid metal and at least one layer connected to the one surface of the support layer Have bearing metal, punched out and from each of these bodies at least a part of the plate-shaped Material is completely pushed out, so that a continuous opening is formed, and at least one other part of the material is only partially pushed out so that at the outer side of the support metal layer a projection is formed, the cross section of the protrusion is slightly larger than that of the open

tion, and a pair of such bodies in such an arrangement that the free surfaces of the support metal layers lie on top of one another and the projection on each of the bodies with the opening aligned in the other body, united with one another and then by a pressing process the Projections first pressed into the associated openings and then the body pressed so hard that there is a plastic deformation

of the metal results, as a result of which the walls of the indentations move inwards and, reaching into the side surfaces of the projections, come into gripping engagement with them.

Considered publications:
German Patent Nos. 66 857, 913 122;
British Patent No. 466,332;
U.S. Patent No. 1,446,095.

1 sheet of drawings