DE1209396B

DE1209396B - Verfahren zur Herstellung von Lagerstellen in Platinen mit gestanzten oder gebohrten Loechern und Ausgestaltung von Lagerbuchsen zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1209396B
Application number: DEH44729A
Authority: DE
Inventors: Erwin Halstrup
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-01-27
Filing date: 1962-01-27
Publication date: 1966-01-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Lagerstellen in Platinen mit gestanzten oder gebohrten Löchern und Ausgestaltung von Lagerbuchsen zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochpräzisen Lagerstellen in Platinen mit gestanzten oder einfach gebohrten Löchern, wie sie insbesondere in der Feinmechanik und der Uhrentechnik in großen Stückzahlen benötigt werden.
Soweit Lagerstellen nicht in das Material der Platinen eingearbeitet werden, sondern durch die Einbringung von Lagerbuchsen in die Platinen hergestellt werden, werden zur Montage verschiedene bekannte Verfahren angewandt.
So ist es zur Erreichung eines sicheren Preßsitzes von zylindrischen Buchsen oder Buchsen mit einem zylindrischen Teil und einem Rand, Flansch oder Bund bekannt, in die Platine Löcher zu bohren und diese Löcher zur Erreichung einer bestimmten Toleranz nachzureiben und dann die Lager mit Preßsitz einzupressen.
Normalerweise werden senkrecht in die Platinen gebohrte und eventuell geriebene Löcher verwendet, um einen sicheren Preßsitz herzustellen. Eine gestanzte Bohrung wäre hierfür nicht geeignet, weil sie für einen Preßsitz nicht genau genug ist. Hinzu kommt noch der schwierwiegende Nachteil, daß mit Preßsitz montierte Lagerbuchsen bei der Montage zusammengedrückt werden, wodurch sich die Bohrung der Buchse verkleinert. Man hilft sich in der Weise, daß man die Bohrung der Lagerbuchse entsprechend größer herstellt, so daß sich nach der Montage etwa die richtige Bohrung ergibt. Die wird praktisch aber sehr schwer oder nur höchst unsicher erreicht. Selbstverständlich ist diese Arbeit mit Schwierigkeiten verbunden, und es kommen außerdem hierbei mehrere Toleranzen zusammen, worunter ebenfalls die Genauigkeit leidet.
Im übrigen besteht seit Jahrzehnten ein Bedürfnis nach hochpräzisen Lagern, bei denen bei niedrigen und mittleren Gleitgeschwindigkeiten oder pendelnden Bewegungen auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen für eine ausreichende Schmierung gesorgt ist.
Für die in die Platine einzubauenden Lager bieten sich wegen ihrer physikalischen und technologischen Eigenschaften hier insbesondere Lager aus Sintermetallen oder Sintermetallgemischen an. Wie in Fachkreisen jedoch allgemein bekannt ist, müssen, wenn beispielsweise unter Verwendung von Lagern aus Sintermetallen einwandfreie Lagerstellen hergestellt werden sollen, diese Sintermetallager eine ganze Reihe von Bedingungen erfüllen.
So soll z. B. die Lagerlänge in einem bestimmten Verhältnis zum Bohrungsdurchmesser stehen. Weiterhin ist auch bei der Wahl der Wandstärke darauf zu achten, daß eine bestimmte Mindestwandstärke abhängig von Bohrungsdurchmesser nicht unterschritten werden darf.
Außerdem müssen die Lager facettiert sein, um ein einwandfreies Einpressen zu ermöglichen.
Die wichtigste Forderung ist jedoch, daß die Passungen der Lager vor dem Einbau so toleriert sind, daß die Bohrung nach dem Einbau ebenfalls mit richtiger Toleranz vorliegt. Da dies jedoch nur sehr schwer zu erreichen ist, ist es allgemein gebräuchlich, daß das Einpressen zylindrischer Sinterlager mit und ohne Bund über einen Einpreßdorn erfolgt, um eine gleichmäßige Verengung der Lagerbohrung bei dem jeweils gewünschten Lagerspiel zu erreichen.
Die Beachtung dieser Punkte genügt jedoch nicht, wenn beispielsweise zylindrische Lager mit Bund in Metallplatinen eingepreßt werden sollen. Wenn man nämlich bei geringen Blechstärken der Platinen eine zuverlässige Befestigung der Lager erreichen will, so muß ein bestimmter enger Preßsitz eingehalten werden. Da es sich jedoch bei dünnen Platinen in der Regel um Lager mit kleinem Durchmesser und geringer Wandstärke handelt, muß immer damit gerechnet werden, daß die Bohrung nicht gleichmäßig verformt wird und daß hierdurch Nachteile für das Verhalten der Lager im Betrieb verbunden sind, die sich insbesondere als Bohrungsverengungen auswirken. Man hat diesen Bohrungsverengungen eben dadurch entgegenzuwirken versucht, daß man beim Einpressen der Lager Dorne in die Lagerbohrungen einführte. In der Praxis hat es sich erwiesen, daß auch ein Einpreßdorn eine unterschiedliche Verformung der Bohrung nicht ausgleicht.
Wenn aber die Aufnahmebohrungen in Platinen gestanzt oder gebohrt werden, so können auch bei eingehaltener Toleranz der Lochdurchmesser starke Abweichungen von der Kreisform auftreten. Hierdurch werden dann aber die Bohrungen der Sinterlager nach dem Einpressen bauchig, unrund oder konisch, was sich selbstverständlich nachteilig auf die guten Laufeigenschaften und die Lebensdauer der Lager auswirkt.
Normalerweise wurde beim:.-Einbau von Lagern in Platinen nach folgenden Arbeitsvorschriften vorgegangen. .
1. Die Platinen werden gegebenenfalls beim Stanzvorgang ihrer äußeren , Form mittels Körner auf ihrer Vorderseite an den Stellen mit Vertiefungen versehen, an denen später die Lagerbuchsen in Löchern montiert werden sollen.
2. Die Löcher werden mit Hilfe von in den angekörnten Vertiefungen sich zentrierenden Bohrern gebohrt und eventuell gleichzeitig entgratet. Da in der Praxis häufig Platinen mit 5 bis 20 Löchern gleichzeitig gebohrt werden müssen, wird diese Arbeit gegebenenfalls auf der Mehrspindelbohrmaschine ausgeführt, wobei jedesmal eine größere Zeit auf .die Einrichtung der Maschine verwendet werden muß.
3. Die Löcher werden von der der Vorderseite gegenüberliegenden Platinenseite aufgebohrt und entgratet. Auch hierfür ist die sorgfältigste Einstellung gegebenenfalls der Mehrspindelbohrmaschine notwendig.
4. Die Löcher werden gegebenenfalls auf der Mehrspindelbohrmaschine mit Reibahlen nachgearbeitet.
5. Die Buchsen werden eingepreßt.
Wenn es auch möglich ist, einzelne dieser Arbeitsgänge zu kombinieren oder auf Kosten der Präzision wegfallen zu lassen, so erkennt man doch, daß für die Vorbereitung der Montage der Lagerbuchsen ein erheblicher Aufwand notwendig ist.
Es ist an sich bekannt, Bördelränder an den Platinenlöchern bzw. auch an den Halteschrauben für Lager anzuordnen und damit die Lager oder Lagersteine festzulegen oder durch federnde Radialspannungen festzuhalten. Es ist auch bekannt, solche Bördelränder an den Platinenlöchern durch eingearbeitete Nuten zu bilden. Weiterhin ist es bekannt, Kunststoffbuchsen mit Flansch in Platinen oder Lagerschilde einzupressen, wobei der Preßsitz zwischen zylindrischen Teilen der Buchse und der zylindrischen oder ganz bzw. zum Teil konischen Wand der Buchsenaufnahmebohrung erzielt wird.
Es ist weiterhin bekannt, Buchsen in Bohrungen durch Einpressen des Metalls der Buchse an einem oder beiden Enden in vorher in die Ränder der Bohrung der Platinen angebrachte Kerben gegen starke Verdrehungskräfte dadurch zu sichern, daß durch Eindrücken einer Staubrille das Metall des äußeren Randes der eingesetzten Buchse in die Kerben der Platinen gedrückt wird. Auch bei diesem Verfahren treten in radialer Richtung Spannungen auf, die durch in die Lagerbohrung eingeführte Kerne vom Durchmesser der Buchsenbohrung aufgefangen werden müssen. Aber auch bei diesem Verfahren lassen sich Verformungen hinsichtlich der Präzision der Lagerbohrung.nicht vermeiden. Außerdem wird die Arbeit durch Verwendung des Kernes verkompliziert.
Man hat daher auch versucht, die Schwierigkeiten, die durch die Bohrungsverengungen beim Einpressen von Lagern mit einem zylindrischen Teil im Preßsitz auftreten, durch die Anwendung von sogenannten Kalottenlagern zu vermeiden, d. h. von Lagern, die äußerlich von Kugelflächen begrenzt sind, mit denen sie sich fluchtend einstellen können und in die die- Lager eingebettet liegen.
Bei solchen Kalottenlagern- in einfacher, kugeliscIier Form ist zwar die Einbautoleranz gleich Fertigungstoleranz. Sie benötigen jedoch Gegenhalterungen, die dafür sorgen, daß die Kalottenlager nicht in der äußeren Kugelfläche gleiten können. Die Gegenlagerungen bestehen dabei normalerweise aus Federblechen, die die Lager noch elastisch, aber doch fest im Gehäuse verspannen, weil durch die Verspannung die freie Einstellung ohne Gefahr des äußeren Mitdrehens gewährleistet sein muß.
Die Notwendigkeit, daß solche Gegenhalterungen ja auch auf den Platinen befestigt werden müssen, bedingt, daß der Platzbedarf für den Durchmesser der einzelnen Kalottenlager mindestens das 2- bis 3fache des Kalottendurchmessers beträgt.
Durch diesen großen Platzbedarf sind Kalottenlager für Vielgang-Präzisions-Rundschaltgetriebe, bei denen auf kleinstem Raum 20 und mehr Einzellager unterzubringen sind, schon aus räumlichen Gründen überhaupt nicht zu verwenden, ganz abgesehen davon, daß auch die Herstellung der Vielzahl der Befestigungsstellen für die Befestigung der Gegenlagerungen eine Verwendung aus preislichen Gründen vollkommen ausschließt.
Durch die vorliegende Erfindung sollen die vorstehend aufgezeigten Mängel beseitigt werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, daß beim Einpressen normaler Buchsen in einen sicheren Preßsitz auftretende Zusammenpressen der Lagerlaufbohrung in radialer Richtung und den sich dabei ergebenden Präzisionsverlust der Bohrung zu vermeiden und Lagerbuchsen für höchste Präzision zu schaffen, welche nicht mit Preßsitz eingesetzt zu werden brauchen und welche doch einerseits in Platinen mit gestanzten oder nur einfach gebohrten Buchsenaufnahmelöchern unverlierbar und fluchtend montiert werden können, ohne daß die Präzision der Lagerlaufbohrung durch bei der Montage einzubringende Kerne od. dgl. gefährdet wird und Nacharbeiten erforderlich werden, und welche andererseits beispielsweise aus Metallpulvern auf Preßautomaten bzw. bei der Herstellung aus Stangenmaterial auf Drehautomaten mit hochpräzisen und hochwertige Laufeigenschaften aufweisenden Lagerlaufbohrungen hergestellt werden können, wie dies bei Metallen, Metallegierungen und Sinterwerkstoffen der Fall ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Lagerstellen in Platinen mit gestanzten oder gebohrten Löchern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Buchsen mit einem Flansch und einem umbördelbaren Rand versehen werden, der entweder durch das Einarbeiten einer Nut oder das Anbringen einer Ausnehmung an der dem Flansch gegenüberliegenden Seite herstellbar ist, daß diese Buchsen in gestanzte oder einfach gebohrte Platinenlöcher ohne Preßsitz eingesetzt und darauf derart vernietet werden, daß die festhaltenden Kräfte nur zwischen dem Flansch und dem umgebördelten Rand aufgenommen werden.
Die Erfindung ist an Hand der F i g. 1 bis 3 beispielsweise erläutert, und zwar zeigen F i g. 1 und 2 je ein Topflager mit einer eingearbeiteten Nut 2, während in F i g. 3 ein Topflager mit einer dem Flansch 3 gegenüberliegenden Ausnehmung 6 dargestellt ist.
Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 und 2 sind Lagerbuchsen dargestellt, bei denen sich die Außenkante der Nut 2 in einem Abstand A vom Außenrand der Lagerbohrung 1 befindet.
Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Lagerbuchse dargestellt, bei der eine Ausnehmung 6 angebracht ist, deren Innenkante einen Abstand A vom Außenrand der Lagerbohrung 1 besitzt.
Die Vermeidung verformender Einflüsse auf das Fleisch um die Lagerbohrung 1 wird dabei dadurch sichergestellt, daß zwischen dem Außenrand der Lagerbohrung 1 und dem Nietrand 4 der Abstand A hinreichend gewählt wird.
Durch die Anordnung des Flansches 3 wird dabei die richtige Winkellage zur Platine sichergestellt, während durch den zylindrischen Teil die richtige Ortslage erhalten wird. Durch das Umbördeln des Nietrandes 4 nach außen wird erreicht, daß die die Buchse festhaltenden Kräfte keine radial verformenden Einflüsse auf das Fleisch der Lagerbohrung ausüben können. Nur beim Vorliegen aller dieser Voraussetzungen ist es beispielsweise erst möglich, auch Topflager zu verwenden, weil bei ihnen eine Nacharbeit der Lagerbohrung besonders schwierig ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Lagerstellen in Platinen mit gestanzten oder gebohrten Löchern, dadurch gekennzeichnet, daß Buchsen mit einem Flansch und einem umbördelbaren Rand versehen werden, der entweder durch das Einarbeiten einer Nut oder das Anbringen einer Ausnehmung an der dem Flansch gegenüberliegenden Seite herstellbar ist, daß diese Buchsen in gestanzte oder einfach gebohrte Platinenlöcher ohne Preßsitz eingesetzt und darauf derart vernietet werden, daß die festhaltenden Kräfte nur zwischen dem Flansch und dem umgebördelten Rand aufgenommen werden.
2. Lagerbuchse zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine eingearbeitete Nut (2) mit einer Außenkante im Abstand (A) vom Außenrand der Lagerbohrung (1).
3. Lagerbuchse zur Verwendung bei dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausnehmung (6), deren Innenkante sich im Abstand (A) vom Außenrand der Lagerbohrung (1) befindet. 4. Lagerbuchse nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Metall, Metallegierungen oder Sinterwerkstoffen hergestellt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 354 311, 363 905, 573160, 873 018; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1826 026, 1833 459; schweizerische Patentschrift Nr. 314 704; Richter, v. Voss, »Bauelemente der Fernmechanik«, 1957, S. 105, 194; Zeitschrift »Fernwerktechnik«, 1961, H.
4, S. 135 bis 152.