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Verfahren zum Herstellen eines Pendellagers Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines zweiteiligen Pendellagers.
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Es ist bekannt, einen auf eine Kugelschale aufgepreßten Laufring von
außen einem so hohen Druck auszusetzen, daß die Druckspannung in der inneren Umfangsfläche
des Laufringes vermindert wird, so daß sich der Laufring dehnt und ein glattes Drehen
zwischen der Kugelschale und dem Laufring ermöglicht wird. Bei diesem bekannten
Verfahren handelt es sich um ein vierteiliges Lager, bei dem zwischen dem Laufring
und die Kugelschale zwei Einlagen gepreßt werden. Die Verwendung derartiger Einlagen
bringt Nachteile mit sich, die bei einem nur zweiteiligen Pendellager vermieden
werden.
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Folgende Verfahren zum Herstellen nahtloser Gleitlager-Bauelemente
sind vorgeschlagen worden: Ein Laufring aus einem harten Werkstoff wird fertigbearbeitet
und dient als Matrize für den anderen, plastisch zu verformenden Laufring. Hierbei
soll ein Lagerspiel geschaffen werden. Der äußere Laufring kann durch Eindrücken
in einen Ziehring elastisch verkleinert werden und hat nach Herausnehmen des ganzen
Lagers aus dem Ziehring das gewünschte Lagerspiel durch Auffederung. Ferner kann
auf einem der Laufringe eine galvanische Schicht aufgebracht werden, die nach der
Formgebung wieder entfernt wird.
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Alle diese Verfahren zum Herstellen des Lagerspieles sind kompliziert
und führen zu keinem einwandfreien Erfolg. Das Verfahren, das durch die Erfindung
weitergebildet wird, betrifft das Herstellen eines Pendellagers mit einem Innenring
und einem Außenring aus weicherem Werkstoff, die mit kugeligen Gleitflächen aneinander
anliegen. Wegen seiner Streckbarkeit und seiner verhältnismäßig freien Fließbarkeit
wird der Außenring um den Innenring so herumgepreßt, daß dieser nach diesem Arbeitsvorgang
in dem Außenring festgeklemmt ist, sich also nicht drehen kann. Anschließend wird
der Außenring zur Erzeugung des Lagerspieles über seinen Umfang fortschreitend verformt.
Zum Freimachen des Innenringes wird ein sehr einfaches Verfahren verwendet, daß
die Anwendung einer mechanischen Kraft auf den Außenring in sich schließt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll ein Pendellager hergestellt
werden, in welchem die in dem einstückigen Außenring beim Pressen um den Innenring
entstehende Spannung anschließend vorteilhaft zur Erzielung einer geregelten Aufweitung
verwendet werden kann. Dieses Aufweiten kann so geregelt werden, daß ein gleichförmiges
Aufweiten oder ein gleichförmig vorbelasteter Innenring erhalten wird. Durch die
im Außenring vorhandene Spannung ergibt sich ein physikalischer Zustand dieses Ringes,
der nach dem Pressen den Innenring fest im Außenring hält, wobei im wesentlichen
die gesamte zur Verfügung stehende, angrenzende Fläche des Innenringes und des Außenringes
in unmittelbarer und enger Berührung liegen. Diese Spannung kann durch Einwirkung
einer verhältnismäßig kleinen Kraft geändert werden, um entweder den Innenring von
dem Außenring gleichmäßig frei zu machen oder um einen gleichförmig vorbelasteten
Zustand zu schaffen.
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Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Außenring durch mindestens
zwei, lediglich außen an seinem Mittelteil angreifende, entgegengesetzt wirkende
Radialdrücke verformt wird. Vorzugsweise wird dabei der Außenring gewalzt.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen ist F i g. 1 eine Stufe beim Pressen des Außenringes um den Innenring
herum, und F i g. 2 ist eine weitere Stufe bei diesem Pressen; F i g. 3 bis 7 zeigen
verschiedene Vorrichtungen und Techniken, die verwendet werden, um den aufgepreßten
Außenring von dem Innenring abzulösen und die in dem aufgepreßten Äußenring vorhandenen
Spannungen aufzuheben;
F i g. 6 ist eine Ansicht nach Linie 6-6
der F i g. 5, und F i g. 7 ist eine vergrößerte Ansicht der in F i g. 5 dargestellten
Anordnung, die sichtbar macht, daß eine die Umlaufachsen der Walzen verbindende
Linie oberhalb der Mitte des zusammengesetzten Lagers liegt.
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Durch die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung, die aus
zwei zusammenarbeitenden Gesenken 22 und 23 besteht, soll ein Preßdruck
auf den Außenring 20 ausgeübt werden. In dem Außenring 20 ist der
Innenring 21 eingesetzt. Der Innenring 21 wird in dem Außenring
20 durch die zwischen diesen beiden Ringen 21 und 20 auftretende
Reibung gehalten. Es ist keine zusätzliche Einrichtung vorgesehen, um den Innenring
21 gegenüber dem Außenring zu halten. Das Gesenk enthält auch keine Einrichtung,
durch die die Axialbohrung 21A des Innenringes in ausgerichteter Stellung dem Außenring
gegenüber gehalten wird. Die Bohrung 21A nimmt später einen Kugelzapfen oder eine
andere Einrichtung auf, die entsprechend dem Verwendungszweck, für den das Lager
bestimmt ist, gleiten oder eine Universalbewegung ausführen kann. Der Innenring
21 hat vorzugsweise eine Kugelfläche, kann aber auch eine andere Form aufweisen.
Sie besteht aus einem verhältnismäßig harten Material, z. B. Stahl, und hat eine
geschliffene Oberfläche gekrümmten Umrisses mit zwei gegenüberliegenden Stirnflächen
21 B, 21 C. Der Innenring 21 ist in dem einstückigen Außenring 20 gelagert,
der eine zylindrische Außenfläche 20A und eine zylindrische Innenfläche
20B hat. Die zylindrischen Flächen 20A und 20B grenzen an die ringförmigen
Stirnflächen 20D, 20E an. Die Ringflächen 20D, 20E sind abwärts und auswärts mit
Bezug auf die Mittelebene des Außenringes 20 geneigt, so daß die Ringflächen
20D und 20E in dem fertigen Lager parallel zu einer Achse liegen,
die durch die Radialmittelebene des Lagers geht.
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Der Außenring 20 besteht aus dehnbarem und streckbarem Material,
z. B. Messing od. dgl., das durch Pressen oder Kaltschmieden leicht geformt und
später gedehnt werden kann.
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Bei der Ausführung nach F i g. 1 ruht das zusammengesetzte Lager auf
dem Untergesenk 23 auf, wobei die Zylinderfläche 20A des Außenringes etwas
innerhalb des gewölbten, schalenförmigen Gesenkabschnittes 23A liegt. Während der
Innenring 21 lose in dem Außenring 20 gehalten wird, werden die Gesenke
22 und 23 in eine Presse gebracht, mit der kräftige Stöße ausgeübt
werden, so daß für den Innenring 21 keine oder nur wenig Möglichkeit besteht,
während des Aufpressens sich relativ zum Außenring zu verschieben. Tritt eine kleine
Bewegung zwischen diesen beiden Teilen auf, so nimmt der Innenring infolge der Gesenkausführungen
eine Mittelstellung mit Bezug auf den Außenring ein. Das Obergesenk 22 hat
einen umgekehrt schalenförmigen Abschnitt 22A, der eine Ergänzung zu dem
schalenförmigen Untergesenkabschnitt 23A bildet. Beide Gesenkabschnitte22A und 23A
erfassen daher gleiche Abschnitte des Außenringes 20
und besitzen einen vertieften
Boden 22B bzw. 23B, so daß ein freier Raum vorhanden ist. Diese Bodenabschnitte
22B und 23B nehmen jedoch den Innenring 21 auch dann auf, wenn die Bohrung
des Innenringes 21 etwas schief liegt. Das mit der Vorrichtung nach den F
i g. 1 und 2 hergestellte Lager besteht aus dem Außenring 20, der auf den
Innenring 21
aufgepreßt ist, wobei beim Aufpressen der Außenring
20 mit dem Innenring 21 so fest verbunden wird, daß anschließend weitere
Arbeiten notwendig sind, um den Innenring wieder frei zu machen. Wichtig ist in
dieser Stufe, daß der Außenring 20 in bestimmter Weise elastisch beansprucht
oder unter Spannung gesetzt wird, so daß das nahe der inneren Umfangsfläche liegende
Metall zusammengedrückt und das nahe der äußeren Umfangsfläche liegende Metall gespannt
wird. Diese zu Anfang erfolgende elastische Beanspruchung des Außenringes wird später
verwendet, um diesen von dem Innenring wieder zu lösen.
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Hierfür dienen die verschiedenen Vorrichtungen und Techniken nach
F i g. 3 bis 7.
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Bei der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung wird der untere Teil
201 auf eine Unterlage aufgesetzt, zwischen beide ist das Lager eingesetzt, und
auf den oberen Teil 200 wird ein kräftiger Schlag ausgeübt.
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Bei der Ausführung nach F i g. 4 wird der Außenring mit dem darin
sitzenden Innenring zwischen drei Walzen 210, 211 und 212 gedreht,
deren Achsen in gleichem Abstand voneinander auf dem Umfang eines Kreises verteilt
sind, und die einen einwärts gerichteten Radialdruck gegen den von diesen Walzen
in Umlauf gesetzten Außenring ausüben. Zu diesem Zweck sind die Wellen
210A und 211a, auf denen die Walzen 210 und 211 umlaufen,
feststehend, während die die Walze 212 tragende Welle 212a radial
einwärts beweglich ist, so daß die in dem Außenring vorhandenen elastischen Beanspruchungen
aufgehoben werden können und dieser von dem Innenring gelöst werden kann.
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Bei den in den F i g. 5, 6 und 7 dargestellten Anordnungen ruht der
Außenring 20 mit dem darin befindlichen Innenring 21 auf einem festen
Ständer 220 auf und wird durch zwei große, getriebene Walzen 221 und
222 in Umlauf gesetzt. Wie aus F i g. 7 ersichtlich, liegt die waagerechte
Linie 225, die durch die Drehmitte der Walzen 221 und 222 verläuft, in einem
kleinen, lotrechten Abstand von ungefähr 0,075 mm oberhalb der waagerechten Linie
226, die durch die Drehmitte des aus Außen- und Innenring bestehenden Lagers
geht. Bei dieser Anordnung will sich das Lager nach unten, d. h. gegen den Ständer
220 bewegen, der eine derartige Bewegung verhindert. Durch den Umlauf der
Walzen 221,222 werden die in dem Außenring befindlichen elastischen Spannungen aufgehoben
und dieser von dem Innenring gelöst.
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Mit Bezug auf die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung sei erwähnt,
daß der Innenring 21 nicht in der dort dargestellten Lage gehalten werden
muß, sondern mehrere Stellungen einnehmen kann, solange die Mittellinie des Innenringes
nicht unterhalb der Ebene, die durch die untere Kante des Außenringes geht, liegt,
da während des Aufpressens der Innenring seine Mittellage in dem Außenring von selbst
einnimmt. Der Teil 23 braucht nur aus einer Büchse zu bestehen, die die Bewegung
des Obergesenkes 22 sichert. Der den Boden 23B enthaltende Gesenkteil und der Teil
23 können auf einem einzigen, festen Fuß aufruhen.
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In F i g. 6 hat die Außenfläche des Außenringes ihre beim Aufpressen
gegebene Krümmung. Oft soll jedoch eine solche Außenfläche erst bearbeitet werden,
z.
B. durch Schleifen, bis der gekrümmte Abschnitt eine flache, zylindrische Form hat,
um dann das zusammengesetzte Lager solchen Bearbeitungen zu unterziehen, durch die
die elastischen Beanspruchungen aufgehoben werden und der Innenring gelockert wird.
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Es soll auch darauf geachtet werden, daß der Abstand zwischen den
benachbarten Flächen 22F und 23 F (F i g. 1) nach dem Aufpressen nicht kleiner als
0,8 oder 0,4 mm ist, um eine Toleranz zu schaffen, da die Materialmengen der Außenringe
nicht immer gleich groß sind und damit alle aufgewendeten Kräfte zur Einwirkung
auf den Außenring kommen. Infolge dieses Abstandes der GeSenkflächen kann sich ein
ringförmiger Grat an der Außenfläche des Außenringes bilden. Aus diesem Grunde erfolgt
eine Bearbeitung des Außenringes, damit darauf die elastischen Beanspruchungen des
Außenringes aufgehoben und der Innenring von dem Außenring gelöst werden kann. Die
Außenfläche des Außenringes wird also bearbeitet, um eine flache, zylindrische Fläche
für die Walzen zu schaffen, die die elastischen Spannungen aufheben und den Innenring
von dem Außenring lösen.
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Die Achse der Walze 221 in F i g. 5 steht fest, jedoch wird die Achse
der Walze 222 einwärts in Richtung des Pfeiles 222A durch eine hydraulisch angetriebene
Vorrichtung verschoben, in der eine von zwei Steuerungsarten verwendet wird. Bei
der ersten Steuerungsart wird eine einwärts gerichtete, vorbestimmte Höchstkraft
aufgewendet, die, ohne Rücksicht auf die Verschiebungsgröße der Achse von Walze
222, nicht überschritten wird. Bei der zweiten Steuerungsart dagegen wird
die Achse der Walze 222 um eine bestimmte Strecke einwärts geschoben, ohne daß auf
den entwickelten Druck Rücksicht genommen wird.
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Es kann ein zylindrischer Kern in dem Innenring 21 bei dem
Aufpreßvorgang zeitweilig eingesetzt werden, um die Gewissenheit zu haben, daß die
Abmessungen des Innenringes in denjenigen Fällen beibehalten werden, in denen die
auf den Außenring zur Einwirkung gebrachten Kräfte ein Verformen des Innenringes
zur Folge haben können.