DE1090923B

DE1090923B - Device for machining hollow cylindrical rotating bodies, such as. B. a bearing bush or half bearing shell

Info

Publication number: DE1090923B
Application number: DESCH21227A
Authority: DE
Inventors: Paul Volk
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1956-12-08
Filing date: 1956-12-08
Publication date: 1960-10-13

Description

Vorrichtung zur spangebenden Bearbeitung hohler zylindrischer Drehkörper, wie z. B. einer Lagerbüchse oder halben Lagerschale Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit der es gelingt, runden, hohlen Drehkörpern eine in der Umfangsrichtung ungleichmäßige Wanddicke zu verleihen. Dabei ist vorwiegend an die Herstellung von Lagerschalen, Lagerbüchsen oder anderen zylindrischen Gegenständen gedacht.Device for machining hollow cylindrical rotating bodies, such as B. a bearing bush or half bearing shell The invention relates to a device with which it is possible to make round, hollow rotating bodies one in the circumferential direction to give uneven wall thickness. The main focus is on the production of Bearing shells, bearing bushes or other cylindrical objects thought.

Bislang wurde im allgemeinen gefordert, daß Gleitlagerkörper über ihren ganzen Umfang eine gleich große Wandstärke aufweisen. Im Zuge der weiteren Entwicklung zu Mehrgleitflächenlagern sind insbesondere für Brennkraftmaschinenlager auch die sogenannten Zwei-Ecklager entstanden, die in bezug auf die Ausbildung eines einwandfreien Schmierfilmes auf der Gleitfläche, ferner im Hinblick auf die geforderte Laufruhe und Dämpfung wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten bisher allgemein üblichen Ausführungen erkennen lassen. Die Zwei-Ecklager weisen entweder ein sogenanntes Zitronenspiel oder ein versetztes Spiel auf. Das erstere kann der Darstellung nach Abb. 1, das letztere der nach Abb. 2 entnommen werden. Bei dem Zitronenspiel ist die Wandstärke des Gleitkörpers an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen schwächer bemessen als senkrecht dazu und geht von der einen in die andere allmählich über. Das versetzte Spiel ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagerschalenhälften wechselseitig mit ihrem stärkeren und schwächeren Ende stumpf aufeinanderstoßen. Durch eine derartige Bemessung der Wandstärke bzw. Anordnung der verschieden gestalteten Gleitlagerhälften gelingt es, den Schmierspalt so auszubilden, daß eine vollkommene hydrodynamische Schmierung besser gewährleistet ist als bei Lagern gleicher Wandstärke, ohne das eigentliche Lagerspiel vergrößern zu müssen. Um beispielsweise bei einer genau kreisrunden Lagerbohrung nach der bisher allgemein üblichen Bauweise einen langen schlanken Schmierkeil zu erhalten, bedarf es eines größeren, an sich unerwünschten Lagerspieles als bei der Verwendung eines Zwei-Ecklagers.So far it has generally been required that plain bearing bodies over their entire circumference have the same wall thickness. In the course of further The development of multiple sliding surface bearings is particularly important for internal combustion engine bearings also the so-called two-corner bearings emerged, which in relation to the formation of a flawless lubricating film on the sliding surface, also with regard to the required Quiet running and damping are significant advantages over the previously known ones in general common designs. The two corner bearings have either a so-called Lemon game or a staggered game. The former can be shown by the illustration Fig. 1, the latter of which can be taken from Fig. 2. The lemon game is the wall thickness of the sliding body at two diametrically opposite points weaker than perpendicular to it and gradually goes from one to the other above. The offset game is characterized in that two bearing shell halves mutually butt butt with their stronger and weaker ends. Such a dimensioning of the wall thickness or arrangement of the differently designed Plain bearing halves succeed in forming the lubrication gap so that a perfect one hydrodynamic lubrication is better guaranteed than with bearings of the same wall thickness, without having to increase the actual bearing play. For example, in a exactly circular bearing bore according to the previously common design To obtain a long, slender lubricating wedge, a larger one, which is undesirable in itself, is required Bearing play than when using a two-corner bearing.

Um Zwei-Ecklagerschalen oder Zwei-Ecklagerbüchsen, die auch unter der Bezeichnung »Ovallager« bekannt sind, oder auch andere derartige zylindrische Hohlkörper-mit exzentrischer oder versetzter Innenbohrung herzustellen, muß für die Einhaltung enger Toleranzen gesorgt werden. Die Erfüllung dieser Forderung war aber bisher an einen großen zeitraubenden Arbeitsaufwand gebunden, wenn ein einwandfreies Erzeugnis entstehen sollte. So beträgt z. B. für eine als Zwei-Ecklager ausgebildete Halbschale zur Aufnahme eines Wellenzapfens von 50 mm Durchmesser die Exzentrizität 1/l00 bis 2/100 mm, d. h., die Enden der Halbschaden sind tun diesen Betrag dünner als die Wandstärke senkrecht dazu. Diese geringen Wandstärkeunterschiede können teilweise durch die Herstellungstoleranz überdeckt bzw. in ihrer Wirkung zueinander aufgehoben werden, wenn nicht besondere Maßnahmen zur Vermeidung dieser Ungenauigkeiten bei der Herstellung getroffen werden.To two-corner bearing shells or two-corner bearing bushes, which are also under known as "oval bearings", or other such cylindrical ones Hollow body with an eccentric or offset inner bore must be used for compliance with tight tolerances is ensured. The fulfillment of this requirement was but so far tied to a large amount of time-consuming work, if a faultless one Product should arise. So z. B. for one designed as a two-corner bearing Half-shell to accommodate a shaft journal with a diameter of 50 mm, the eccentricity 1/100 to 2/100 mm, i.e. i.e., the ends of the half damage are doing that amount thinner than the wall thickness perpendicular to it. These small differences in wall thickness can partially covered by the manufacturing tolerance or in their effect on each other be repealed unless special measures are taken to avoid these inaccuracies be taken during manufacture.

Um auf überraschend einfache Weise und ohne Zuhilfenahme kostspieliger Maschinen in kürzester Zeit Zwei-Eck- oder Ovallager anzufertigen, wird bei der Erfindung von der Erkenntnis ausgegangen, daß ein Schnitt, der schräg zur Längsachse zweier konzentrisch zueinander angeordneter Zylinderflächen verläuft, zwei ineinanderliegende, elliptische Flächen ergibt, bei denen die Differenz der großen und kleinen Halbachsen entsprechend dem Schnittwinkel durch die beiden Zylinderflächen verschieden groß ist. Die praktische Auswertung erfolgt erfindungsgemäß durch die Verwendung zweier einander gegenüberstehender Schneidwerkzeuge, die die Wandung des zylindrischen Hohlkörpers gleichzeitig von innen und außen bearbeiten. Die Bearbeitung erfolgt hierbei unter einem Winkel gegenüber der Werkstückachse. Dabei wird so vorgegangen, daß die Werkstückvorschubrichtung schräg zur Werkzeugrotationsachse verläuft, indem in die sich drehenden, ortsfesten Schneidwerkzeuge das feststehende Werkstück unter einem Winkel hineinbewegt wird.To be in a surprisingly simple way and without costly help Manufacture of two-corner or oval bearings in the shortest possible time is a requirement at the Invention based on the knowledge that a cut that is oblique to the longitudinal axis of two concentrically arranged cylinder surfaces, two one inside the other, elliptical surfaces results in which the difference between the major and minor semiaxes different sizes according to the angle of intersection through the two cylinder surfaces is. The practical evaluation is carried out according to the invention by using two opposing cutting tools that form the wall of the cylindrical Process the hollow body from the inside and outside at the same time. The processing takes place here at an angle to the workpiece axis. The procedure is as follows that the workpiece feed direction runs obliquely to the tool rotation axis by into the rotating, stationary cutting tools underneath the stationary workpiece is moved in at an angle.

Es ist zwar schon bekannt, zur Bearbeitung stangenförmiger Körper mit elliptischere Querschnitt, wie z. B. Kolben für Brennkraftmaschinen, die Schneiden der Werkzeuge in einer gegenüber der Achse des Werkstückes geneigten Ebene eine Kreisbewegung beschreiben zu lassen, während das Werkstück in. Richtung seiner Achse verschoben wird. Dieses bekannte Verfahren erlaubt jedoch nur die Bearbeitung der äußeren Oberfläche. Es gelingt dabei, derselben eine genaue elliptische Form zu geben.It is already known for processing rod-shaped bodies with a more elliptical cross-section, such as B. Pistons for internal combustion engines, the cutting of the tools in a plane inclined with respect to the axis of the workpiece Describe circular motion while the workpiece is in the direction of its axis is moved. However, this known method only allows editing the outer surface. It succeeds in giving the same an exact elliptical shape give.

Um gleiche Werkstücke gleichzeitig auf ihrer Innen-und Außenfläche spangebend zu bearbeiten, ist ein umlaufender Messerkopf an einer Drehbankapindel angebracht und mit Drehstählen ausgerüstet worden. Die hierbei bearbeiteten Flächen bilden konzentrisch ineinanderliegende Kreiszylinder. Dabei stehen die Schneidwerkzeuge einander gegenüber und liegen in ein und derselben Ebene.To get the same workpieces at the same time on their inner and outer surface A rotating cutter head on a lathe spindle is to be machined attached and equipped with turning tools. The areas processed here form concentrically nested circular cylinders. The cutting tools are there opposite each other and lie in one and the same plane.

Werden diese beiden bekannten Vorrichtungen zusammengenommen, um einen Hohlkörper, wie z. B. eine Lagerschale, durch Spanabnahme zu bearbeiten, entstehen zwei konzentrisch zueinander liegende Ellipsenflächen, also eine Lagerschale gleicher Wandstärke, aber elliptisch geformt. Keinesfalls aber gelingt es, Ovallager entsprechend dem Aussehen nach den Abb. 1 und 2 herzustellen. Diese weisen nämlich an den Enden ihrer Halbachsen verschiedene Wandstärken auf, die stetig ineinander übergehen.If these two known devices are taken together to form a Hollow body, such as. B. a bearing shell to be machined by removing chips two concentric elliptical surfaces, so a bearing shell is the same Wall thickness, but elliptically shaped. In no way succeeds, however, according to Ovallager to produce the appearance according to Figs. 1 and 2. These point namely at the ends their semiaxes have different wall thicknesses that continuously merge into one another.

Um eine solche Formgebung zu erhalten, ist in der Vorrichtung zur spangebenden Bearbeitung nicht nur die Vorschubrichtung zur Bearbeitungsrichtung schräg eingestellt, sondern es sind auch die in bekannter Weise zur Innen- und Außenbearbeitung gegenüberstehenden verschiebbaren Werkzeuge gemäß der Erfindung an den Rotationsebenen ihrer Schneiden versetzt zueinander angeordnet.To obtain such a shape is in the device for machining not only the feed direction to the machining direction set at an angle, but there are also those in a known manner for internal and external machining opposing displaceable tools according to the invention on the planes of rotation their cutting edges arranged offset to one another.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung erläutert. Es sind in Abb. 1 und 2 Gleitlagerkörper mit sogenanntem Zitronenspiel und versetztem Spiel und in Abb. 3 bis 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. 3 einen teilweisen Schnitt des glockenförmigen '%-erlczeughalters des Ausführungsbeispiels, Abb. 4 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels, Abb. 5 eine Erläuterung der Maßbezeichnungen.The invention is explained with reference to the drawings. In Fig. 1 and 2 plain bearing bodies with so-called lemon game and offset game and in Fig. 3 to 5 an embodiment of the invention is shown. It shows fig. 3 shows a partial section of the bell-shaped '% -tool holder of the embodiment, Fig. 4 is a side view of the embodiment, Fig. 5 is an explanation of the Dimension designations.

In der Arbeitsspindel einer Drehmaschine ist ein glockenförmig gestalteter Werkzeughalter a befestigt (Abb. 4). Er trägt, wie der Abb. 3 entnommen werden kann. zwei Schneidstähle b und d. Mit b wird die äußere und mit d die innere Oberfläche des Werkstückes bearbeitet. Der Schneidstahl d ist an einem innen befindlichen Zapfen c angebracht. Auf einem Bettschlitten e derDrehmaschineist ferner eine Spannvorrichtung f angeordnet, die eine Halbschale g festhält. Sie ist in einer schlitzartigen Aussparung der hohlen Spannvorrichtung axial gehalten.A bell-shaped tool holder a is attached to the work spindle of a lathe (Fig. 4). As can be seen in Fig. 3, it carries. two cutting tools b and d. The outer surface of the workpiece is machined with b and the inner surface with d. The cutting tool d is attached to an internal pin c. A clamping device f, which holds a half-shell g in place, is also arranged on a bed slide e of the lathe. It is held axially in a slot-like recess in the hollow clamping device.

Führt der Bettschlitten das Werkstück in die rotierende Drehglocke in deren Achsrichtung h-h ein, so entsteht eine Halbschale mit ringsum gleichmäßiger Wandstärke, weil die Wandstärke durch die gleichzeitige Innen- und Außenbearbeitung entsprechend dem Abstand der beiden Schneidspitzen der Werkzeuge voneinander zwangläufig gleich ausfällt.The bed slide guides the workpiece into the rotating rotary bell in their axial direction h-h in, a half-shell is created with a more uniform all around Wall thickness, because the wall thickness due to the simultaneous internal and external machining in accordance with the distance between the two cutting tips of the tools fails the same.

Soll eine gleichmäßige Verringerung der Wandst<ir1ie des Werkstückes in Richtung der beiden Schalenenden, also der x-Achse (Abb.5) ebenso zwangläufig erreicht werden wie vorbeschrieben, wird die Führungsbahn des Schlittens i-i, der das Werkstück trägt, nicht so angeordnet, daß sie in die Achsrichtung der rotierenden Drehglocke fällt, sondern einen Winkel mit derselben bildet (Abb.4). Das Werkstück wird somit unter diesem Winkel in die Drehglocke eingeführt. Es besteht wohl auch die Möglichkeit, die Drehglocke so schief zu stellen, daß ihre Rotationsachse zur Vorschubbahn des Werkstückes einen Winkel bildet. Auf beide Arten gelingt es, ein zvlindrisches hohles Werkstück zu erzeugen, dessen InnenundAußenform von zwei ineinanderliegendenEllipsenflächen gebildet wird (Abb. 5). Die großen Halbachsen a1 und a2 dieser Ellipsen sind identisch mit den tatsächlichen Flugkreishalbmessern der Schneidspitzen der Werkzeuge in bezug auf die Werkzeugrotationsachse. Die kleinen Halbachsen bi und b2 der Ellipsen sind gegenüber den Flugkreishalbmessern entsprechend der Größe des Neigungswinkels verkürzt. Der letztere ist mit a bezeichnet. Diese Verkürzung von a1 auf b1 ist aber auch proportional im radialen Abstand W1 und W, der beiden kleinen Ellipsenachsen b1 und b2 gegenüber dem Abstand der großen Achsen a1 und a2 zu finden. Es hat somit das von den beiden Schneidspitzen erzeugte elliptische Werkstück eine gegenüber der erzeugten Wandstärke Wt im Scheitel der Halbschale am beiden Enden verringerte Wandstärke W2 und YTIa.Should a uniform reduction of the wall thickness of the workpiece in the direction of the two ends of the shell, i.e. the x-axis (Fig. 5) be achieved as described above, the guide track of the carriage i-i, the the workpiece carries, not arranged so that it is in the axial direction of the rotating Rotary bell falls, but forms an angle with it (Fig.4). The workpiece is thus inserted into the rotary bell at this angle. It probably also exists the possibility to put the rotary bell so crooked that its axis of rotation to Feed path of the workpiece forms an angle. In both ways it is possible to achieve a To produce a cylindrical hollow workpiece, the inner and outer shape of which is composed of two elliptical surfaces lying one inside the other is formed (Fig. 5). The major semi-axes a1 and a2 of these ellipses are identical with the actual flight circle radius of the cutting tips of the tools related on the tool rotation axis. The semi-minor axes bi and b2 of the ellipses are shortened compared to the flight circle radius according to the size of the angle of inclination. The latter is denoted by a. But this shortening from a1 to b1 is also proportional in the radial distance W1 and W, the two small elliptical axes b1 and find b2 against the distance between the major axes a1 and a2. So it has the elliptical workpiece produced by the two cutting tips one opposite the generated wall thickness Wt in the apex of the half-shell at both ends Wall thickness W2 and YTIa.

Damit die beiden erzeugten Ellipsen symmetrisch ineinanderliegen, d. h. 9,2=W3 wird, ist es nötig, daß die gedachte Verbindungslinie k-k (Abb. 3) der beiden Schneidspitzen senkrecht auf der Bahnführungsachse i-i des Werkstückes bzw. des den Vorschub besorgenden Bettschlittens steht.So that the two generated ellipses lie symmetrically one inside the other, d. H. 9.2 = W3, it is necessary that the imaginary connecting line k-k (Fig. 3) of the two cutting tips perpendicular to the path guide axis i-i of the workpiece or the bed slide providing the feed is at a standstill.

Wird das Maß 1, abweichend von der Senkrechten auf die Werkstückführungsachse, durch seitliche Verschiebung einer der beiden Schneidspitzen, beispielsweise mittels einer Druckschraube in und eines Schiebers ra verändert, so ergibt sich die Möglichkeit, !V1 und W2 unterschiedlich zu machen, d. h., die beiden erzeugten Ellipsenflächen sind gegeneinander verschoben. Auf diese Weise wird eine Lagerausführung nach Abb. 2 erlangt.If dimension 1, deviating from the vertical on the workpiece guide axis, by lateral displacement of one of the two cutting tips, for example by means of one pressure screw in and one slide ra changed, there is the possibility of To make! V1 and W2 different, d. i.e., the two elliptical surfaces generated are shifted against each other. In this way, a bearing design according to Fig. 2 obtained.

Die Außenform eines in dieser Weise erzeugten Lagers ist nunmehr ebenfalls leicht elliptisch. C,Tm das richtige Durchmessermaß in der Teilungsebene der Halbschalen, d. h. der kleinen Ellipsenachse, zu erhalten, ist es nötig, die Lagerschale mit einer Außenform züt erzeugen, die einen größeren, äußeren Ellipsendurchmesser aufweist und die mit dem kleinen äußeren Ellipsendurchmesser den einbeschriebenen, genau kreisförmigen, tatsächlichen Lagerschalenaußendurchmesser tangiert.The outer shape of a bearing produced in this way is now also slightly elliptical. C, Tm the correct diameter dimension in the division plane of the half-shells, d. H. the small axis of the ellipse, it is necessary to use the bearing shell Züt generate an outer shape that has a larger, outer diameter of the ellipse and those with the small outer diameter of the ellipse are the ones inscribed, exactly circular, actual bearing shell outer diameter tangent.

Die so erzeugte Halbschale ist in der y-Achse (Abb. 5) zu hoch. Bei der nachfolgenden Bearbeitung der Trennflächen wird aber die elliptische Halbschale in einenAufnahmekörper eingespannt, der dem eigentlichen runden Lageraußendurchmesser entspricht. Dabei wird die Halbschale während des Schneidvorganges auf der Trennfläche durch ein pilzförmiges Druckstück vom Lagerinnendurchmesser aus allseitig angepreßt, so daß die halbe Höhe bei genau runder Halbschale erzeugt wird. Die danach verbleibende geringe Abweichung des Außendurchmessers von der Kreisform ist maßlich so gering, daß sie durch Messung nicht ermittelt werden kann und beim Einbau des Lagers schon bei geringster Vorspannung verschwindet.The half-shell created in this way is too high in the y-axis (Fig. 5). During the subsequent machining of the parting surfaces, however, the elliptical half-shell is clamped in a receiving body which corresponds to the actual round outer diameter of the bearing. The half-shell is pressed on all sides during the cutting process on the parting surface by a mushroom-shaped pressure piece from the inside diameter of the bearing, so that half the height is produced with an exactly round half-shell. The remaining small deviation of the outer diameter from the circular shape is dimensionally so small that it cannot be determined by measurement and disappears when the bearing is installed even with the slightest preload.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the machining of hollow cylindrical rotating bodies, bearing bushes, half bearing shells or the like with inclined guidance of the workpiece or the opposing tools relative to the longitudinal axis of the holder of the tools or the workpiece, characterized in that the known in Way for internal and external machining opposing displaceable tools (b and d) are arranged offset to one another in the planes of rotation of their cutting edges. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the angle (a) of the inclined guide is dimensioned according to the size of the shortening of the effective radial flight circle distance of the cutting tips of the tools (b and d) relative to the major semi-axes (a1 and a2) of the elliptical surfaces generated . Considered publications: German patents nos. 949 702, 665 486: