DE1575449C - Verfahren und Vorrichtungen zur Her stellung eines Kugelgelenkgleitlagers - Google Patents

Description

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Die Erfindung- bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kugelgek-nkgleitlagers mit einem Außenring mit kugeliger innerer Lauffläche für die kugelige äußere Lauffläche eines an den Stirnseiten abgeflachten, inneren Gleitlagerkörpers, bei dem der innere Gleitlagerkörper längs zweier vorgeformter Aussparungen zwischen der inneren Lauffläche und einer Stirnfläche des Außenrings in diesen eingeführt wird.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt. Im Betrieb eines derartigen Kugelgelenkgleitlagers wird dafür gesorgt, daß der Axialdruck nur nach einer Seite -wirksam ist, so daß der innere Gleitlagerkörper immer in derjenigen Axialrichtung an den Außenring gedrückt wird, in der er in diesen längs der Aussparungen eingesetzt wurde. Bei Belastung in umgekehrter Axialrichtung hebt sich der Gleitlagerkörper von der inneren Lauffläche des Außenrings ab. Abgesehen von dieser nur einseitigen axialen Belastbarkeit des Kugelgelenkgleitlagers sind auch die zur Aufnahme radialer Belastungen dienenden Laufflächen verhältnismäßig klein.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung solcher Nachteile. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das genannte Verfahren mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß das Kugelgelenkgleitlager stärker belastbar ist. Es versteht sich, daß sich dabei die als Laufflächen dienenden Gleitlagerbereiche, insbesondere die innere Lauffläche des Außenrings, durch gute Oberflächenbeschaffenheit auszeichnen, so daß kein starker Verschleiß auftritt.

Die Erfindung besteht darin, daß zunächst zur Bildung der Aussparungen in die Ausnehmung des Außenringes mit kugeliger Begrenzungsfläche ein länglicher Treiberkörper mit an den Längsenden, der Begrenzungsflächen entsprechend, kugeligen Stirnflächen und mit einem Querschnitt, der äußerstenfafts dem Eingangsdurchmesser der Ausnehmung des Außenrings entspricht, eingebracht, anschließend in eine Lage, in der sich seine Stirnflächen gegenüber der Begrenzungsfläche befinden, gedreht und dann unter Bildung zweier sich nach außen aus dem Randbereich der Ausnehmung erstreckender Lippen am Außenring in axialer Richtung ausgetrieben wird, daß gegebenenfalls die so beschaffenen Aussparungen durch Benutzung weiterer Treiberkörper mit zunehmender Größe erweitert werden, und daß schließlich die Lippen nach dem Einführen des inneren Gleitlagerkörpers in den Außenring zurückverformt werden.

Die Aussparungen werden erfindungsgemäß daher entweder in einem einzigen Treiberschritt mit einem Treiberkörper voller Größe, oder in mehreren Teil-Treiberschritten mit Hilfe von Treiberkörpern geformt, die aus der insbesondere vorgefertigten Ausnehmung des Außenrings nach außen getrieben werden. Dadurch gelingt es, daß nur definierte, verhältnismäßig kleine Teile des Außenrings verformt werden, da der Treiberkörper durch den Außenring selbst geführt wird und seine zum Austreiben dienenden Teile, den gewünschten Verhältnissen entsprechend, bemessen werden können. Durch das Zurückverformen der durch den Treiberkörper verformten Außenringteile in der Umgebung der Aussparungen gelingt es nicht nur, den Gleitlagerkörper daran zu hindern, daß er selbsttätig wieder aus dem Außenring heraustritt, wenn er in Richtung der Aussparungen belastet wird, sondern können die den Aussparungen benachbarten Bereiche des Außenrings wieder so weit in Anlage an den eingesetzten Gleitlagerkörper zurückverformt werden, daß sie selbst Teile der inneren Lauffläche des Außenrings bilden und dadurch zur Kraftübertragung zur Verfügung stehen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß die inneren und äußeren Laufflächen

praktisch streng komplementär herstellbar sind, so daß die auf das Gleitlager einwirkende Belastung gleichförmig über- die gesamte Lauffläche verteilbar ist und dadurch der Verschleiß entsprechend vermindert wird. Zu erheblichem Verschleiß beitragende, nur örtliche Punkt- oder Linienberührungen sind daher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch vermeidbar.Obwohl das Verformen von Außenringteilen nach dem Einsetzen eines Gleitlagerkörpers in den Außenring bereits bekannt ist, waren solche streng komplementären Laufflächen nicht erzielbar. Durch das Zurückverformen der vorher ausgetriebenen Aussparungs-Nachbarbereiche des Außenrings hat man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sogar ein Mittel; um das Gleitlagerspiel festlegen zu können. Es ist daher nach einer weiteren. Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, ein zylinderrohrförmiges Stauchwerkzeug mit angeschärfter Unterseite zum Zurückverforrnen der Lippen zu verwenden, die diese Aussparungs-Nachbarbereiche bilden. ao

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann besonders zweckmäßig, wenn der Außenring vor dem Austreiben eines Treiberkörpers der vollen Größe vergütet wird. Das bedeutet, -daß der Außenring zuerst bezüglich seiner inneren Lauffläche insbesondere spanabhebend, z. B. durch Drehen, Schleifen, Läppen od. dgl., fertig bearbeitet und vergütet wird, ehe das Austreiben und damit Lippenbilden erfolgt. Sofern mehrere Treiberkörper mit zunehmender Größe zur Bildung der Aussparungen verwendet werden, empfiehlt es sich, die Vergütung zwischen den einzelnen Treiberschritten, und zwar vor dem letzten Treiberschritt vorzunehmen. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung empfiehlt es sich, einen Treiberkörper der vollen Größe in einen vorerhitzten Außenring einzubringen und nach dessen Abkühlen auszutreiben. Das bedeutet, daß der Außenring durch das Vorerhitzen bezüglich seiner Innenmasse aufgeweitet wird und der Treiberkörper leichter in die Ausgangsstellung zum Treiben drehbar ist, da ein ausreichendes Spiel zwischen dem Treiberkörper und dem Außenring besteht. Beim Treiben selbst ist der Außenring wieder so weit abgekühlt, daß er seine vorgesehene Endmasse einnimmt, so daß das Austreiben des Treiberkörpers unter Einhaltung dieser Endmasse erfolgt. Es ist auch möglich, den umgekehrten Weg einzuschlagen, d. h. einen unterkühlten Treiberkörper · zu verwenden, dessen Außenmasse praktisch geringer als die in Normalzustand befindlichen sind. Der Treiberkörper kann auch hier leichter in seine Ausgangsstellung für das Treiben gebracht werden. Hat er dann die Normaltemperatur und damit seine vorgesehenen Enddimensionen erreicht, die praktisch den Dimensionen der inneren Lauffläche des Außenrings entsprechen, dann erfolgt der Treiberschritt. Zur Begrenzung der Aussparungen auf das geringstmögliche Maß und damit zur Begrenzung der Verformung des Außenrings, empfiehlt es sich, einen Treiberkörper· zu verwenden, der mindestens an zwei gegenüberliegenden Längsseiten abgeflacht ist. Die abgeflachten Seiten können dann die Aussparungen an zwei Seiten begrenzende Treiberflächen bilden.

Zur Begünstigung des Austreibens empfiehlt es sich darüber hinaus, einen Treiberkörper zu verwcnden, dessen beim Austreiben vordere Kanten konisch angcfast sind.

An Hand der Zeichnung werden im folgenden Ausführungsbeispiele für die Erfindung , näher beschrieben. Darin zeigt .

F i g. 1 im Querschnitt und teilweise weggebrochen, ein einfaches Kugelgelenkgleitlager, das als Stangenendlager bezeichnet werden kann, . -

Fig. 2 bis 4 Treiberkörper, wobei Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 2 darstellt,

Fig. 5 und. 6 Verfahrensstufen des - Einbringens des Treiberkörpers in den Außenring des Kugelgelenkgleitlagers, ■"■■■' ' - -_-:^:..:'- Y .^-Yc.:; \; ;-.£ -: .U .-·.--.

F i g. 7 eine Aufsicht auf den Außenring nach dem Austreiben des Treiberkörpers,' ■ ■-.-...'. -:

Fig. 8 einem Schnitt nach der Linie 8-8 der Fi g. 7, >-·._.- . · ; ·> . -ν-., ".:." '..·.

Fig. 9 einen Querschnitt des Außenrings vor dem weiteren Aufweiten der verformten Endfläche mittels eines weiteren Treiberkörpers, · ^;· " '

;■■ Fig. 10 eine der Fig. 7 entsprechende Aufsicht auf den Außenring in der Phase des Einbringens eines Gleitlagerkörpe'rs in die 'Ausnehmung des Außenringesund

Fig. 11 in einem Längsschnitt ein rohrzylindrisch ausgebildetes Stauchwerkzeug zum Verschließen der verformten Lippen des Außenringes.

Für den Zusammenbau des z. B. in Fig. 1 gezeigten Kugelgelenkgleitlagers mit der Stange 11, dem dazugehörigen Außenring 10 und dem inneren Gleitlagerkörper 13, der in der Ausnehmung 12 des Außenrings 10 drehbar ist und abgeflachte Stirnflächen 14, 15 sowie eine kugelige äußere. Gleitfläche 16 aufweist, wird ausgegangen von einem Außenring 10 aus streckbarem Metall, dessen Ausnehmung 12 eine rohr bearbeitete, konkave, kugelige innere Gleitfläche aufweist. .··".'

Gemäß F i g. 2 bis 4 wird ein Treiberkörper 13 A verwendet, der einen länglichen Kugelstumpf darstellt, dessen gegenüberliegende Stirnflächen 17,18 kugelig und dessen zylindrische Mantelfläche 19,20,21 durch ebene Längsseiten 22, 23, 24 unterbrochen ist. Die zylindrische Mantelfläche 19, 20, 21 weist einen Durchmesser »D« auf, der äußerstenfalls dem Eingangsdurchmesser der Ausnehmung 12 des Außenringes 25 entspricht, wie in F ig. 5 angedeutet ist. Der Durchmesser »D« des Treiberkörpers 13 A ist um einige Hundertstel Millimeter kleiner als dieser Eingangsdurchmesser in dem Außenring 25, so daß der Treiberkörper 13 A von der einen Seite her axial leicht in die Ausnehmung 12 des Außenringes 25 eingeführt werden kann. Die Längsseite 24 am Treiberkörper 13 A dient dazu, daß senkrecht zu ihr eine Druckkraft zur Einwirkung gebracht werden kann. Der Treiberkörper 13 A ist an den Ecken angefast, um beim Treiben eine Rißbildung im Außenring 25 zu vermeiden.

Obwohl der Treiberkörper 13 A an den einander gegenüberliegenden Stirnflächen 17,18 im wesentlichen vollständig kugelig gezeigt ist, müssen diese Flächen nicht vollständig kugelig sein. Es reicht vielfach aus, wenn nur ein Teil einer jeden Fläche kugelig ist und dadurch gewährleistet werden kann, daß mit dem Herausdrücken bzw. Austreiben des Treiberkörpers 13 A aus dem Außenring 25 die erforderliche Verformung (Lippenbildung) stattfindet.

Nach dem Einbringen des Treiberkörpers 13 A in den Außenring 25 wird ersterer um W) ·' gedreht, bis die kugeligen Stirnflächen 17, 18 satt an der Gleitfläche der Ausnehmung 12 iinliegcn, mit dem Außenring 25 also in fester Berührung stehen.

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Die Dimensionierung der als Kugelpfanne dienen- unter Druck eingeführt werden kann, wonach er um den inneren Gleitfläche der Ausnehmung 12 sollte 90° gedreht wird, so daß dessen Bohrung 32 konderart gewählt werden, daß ein Treiberkörper 13 A zentrisch zur Achse der Ausnehmung 12 des Außenmit einer Untermaßtoleranz von etwa 0,05 mm aufge- ringes 25 zu liegen kommt. Der innere Gleitlagernommen werden kann. 5 körper 31 kann nach der endgültigen Einlagerung im Ist der Treiberkörper 13 A um 90° gedreht worden Außenring 25 mit diesem zusammen gehärtet werden, und nimmt er z. B. die in F i g. 6 dargestellte Lage . Zum Zurückverformen der Lippen 28,29 wird das ein, dann wird auf die abgeflachte Längsseite 24 eine Lager auf die flache, unverformte Seite des Außen-Kraft27 zur Einwirkung gebracht, um den Treiber- rings 25 gelegt, worauf die an der anderen Seite körper 13 A aus dem Außenring 25 herauszudrücken io herausgedrückten Lippen 28, 29 z. B. gemäß Fig. Il bzw. wieder auszutreiben und dadurch trichterför- mittels eines Stauchwerkzeuges 33, beispielsweise mige öffnungen, nämlich die Aussparungen, zu schaf-· unter Verwendung einer Druckplatte 34, durch eine fen, die unter anderem von einem Paar gegenüber- hydraulische Presse zurückverformt werden. Das liegender Lippen 28 und 29 an einer Stirnseite des Stauchwerkzeug 33 weist eine scharfe Kante auf, um Außenrings 25 begrenzt werden. Die Kraft kann bei- 15 die verbleibende Lücke zwischen den Lippen 28, 29 spielsweise mittels des Stempels oder Stössels einer und dem kugeligen inneren Gleitlagerkörper 31 zu hydraulischen Presse ausgeübt werden. Um das Zu- verschließen. Falls es zu einer gewissen Rißbildung rückfedern des Metalls zu berücksichtigen, kann er- kommt, wenn die Lippen 28, 29 zusammengepreßt forderlichenfalls der Treiberkörper 13 A eine geringe werden, wird überschüssiges Material auf der Außenübergröße aufweisen. 20 fläche des Außenrings 25 abgeschliffen. Während die-Die AussparungenX gemäß Fig. 7 können in ser Fertigbearbeitung kann der innere Gleitlagereinem weiteren Arbeitsgang ausgeweitet werden, ins- körper 31 axial etwas weggedrückt werden, um jegbesondere nachdem der Außenring 25 zuvor vergütet liches Festfressen zu vermeiden,
wurde. Anschließend wird der Außenring 25 fertig- '. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im bearbeitet und auf Fertigmaß gedreht oder geschliffen. 35 Vergleich zum Gesenkschmieden und zu anderen üb-In den so vorbereiteten Außenring 25 kann nun ein liehen Arten des Zusammenbaus, bei denen rauhe fertiggeschliffener abgeflachter, als Hohl- oder Voll- Laufflächen verbleiben, die z. B. den Oberflächen kugel ausgebildeter innerer Gleitlagerkörper 31 ein- von Orangenschalen gleichen, auch die Oberflächengeführt werden, dessen Breite so bemessen ist, daß beschaffenheit der konkaven, kugeligen Lauffläche er gemäß Fig. 10 zwischen den Lippen 28, 29 nur 30 verbessert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenkgleitlagers mit einem Außenring mit kugeliger innerer Lauffläche für die kugelige äußere Lauffläche eines an den Stirnseiten abgeflachten, inneren Gleitlagerkörpers, bei dem der innere Gleitlagerkörper längs zweier vorgeformter Aussparungen zwischen der inneren Lauffläche und einer Stirnfläche des Außenrings in diesen eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst zur Bildung der Aussparungen in die Ausnehmung (12) des Außenrings (10,25) mit kugeliger Begrenzungsfläche ein länglicher Treiberkörper (12A) mit an-den Längsenden, der Begrenzungsfläche entsprechend, kugeligen Stirnflächen (17,18) und mit einem Querschnitt, der äußerstenfalls dem Eingangsdurchmesser der Ausnehmung des Außenrings entspricht, eingebracht, anschließend in eine Lage, in der sich seine Stirnflächen gegenüber der Begrenzungsfläche befinden, gedreht und dann unter Bildung zweier sich nach außen aus dem Randbereich der Ausnehmung erstreckender Lippen (28, 29) am Außenring in axialer Richtung ausgetrieben wird, daß gegebenenfalls die so geschaffenen Aussparungen durch Benutzung weiterer Treiberkörper mit zunehmender Größe erweitert werden und daß schließlich die Lippen nach dem Einführen des inneren Gleitlagerkörpers (31) in den Außenring zurückverformt werden.

2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (10) vor dem Austreiben eines Treiberkörpers (13 A) der vollen Größe vergütet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Treiberkörper (13 A) der vollen Größe in einen vorerhitzten Außenring (10) eingebracht und nach dessen Abkühlen ausgetrieben wird.

4. Treiberkörper zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens an zwei gegenüberliegenden Längsseiten (22, 23) abgeflacht ist.

5. Treiberkörper zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine beim Austreiben vorderen Kanten konisch angefast sind.

6. Vorrichtung zum Zurückverformen der Lippen bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein zylinderrohrförmiges Stauchwerkzeug (33) mit angeschärfter Unterseite zum Zurückverformen der Lippen (28, 29).