DE19529043C2

DE19529043C2 - Verfahren zur Herstellung eines Lagerbolzens, sowie Schneidmesser zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19529043C2
Application number: DE19529043A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Bauer; Horst Doeppling
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: US5894662A; DE19529043A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerbolzens, vor zugsweise für Kipp- oder Schlepphebel von Brennkraftmaschinen, der zumindest eine parallel zu einer Mittelachse verlaufende Anlagefläche aufweist, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1. Außerdem betrifft die Erfin dung ein Schneidmesser zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentan spruch 5.

Hintergrund der Erfindung

Ein derart gallungsgemäßer Lagerbolzen zur Lagerung eines Kipphebels ist in dem DE 19 38 943 U dargestellt. Dieser Bolzen weist eine zu seiner Mittel achse parallel verlaufende Anlagefläche für eine Befestigungsschraube auf, wobei die Befestigungsschraube durch eine senkrecht zur Mittelachse verlaufen de Durchgangsbohrung hindurchgesteckt ist und mit ihrem Schraubenkopf bzw. mit ihrer Haltemutter an der Anlagefläche anliegt. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, daß derartige Bolzen durch einen Stauchvorgang als ein nicht rotationssymmetrisches Teil mit der Anlagefläche hergestellt werden. Nachteilig dabei ist, daß aufgrund ungenügenden Materialflusses beim Formgebungsprozeß die Anlagefläche mangelhaft ausgebildet ist, d. h. sie fällt in Richtung ihrer Ränder ab, so daß die effektive Anlagefläche für die Befestigungsschraube verringert ist. Dem versucht man dadurch abzuhelfen, in dem man die Anlage fläche planfräst. Dies ist jedoch ein zusätzlicher Arbeitsgang, der die Fertigung des Lagerbolzens verteuert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine der artig nachgefräste Anlagefläche keine Verfestigung aufweist, d. h. sie ist zu weich.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher unter Vermeidung der bisherigen Nachteile einen Lagerbolzen herzustellen, der sich kostengünstig fertigen läßt und dessen Anlagefläche eine Mindestoberflächenfestigkeit aufweist, sowie ein entsprechen des Schneidmesser bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs dadurch gelöst, daß

- das Rundmaterial zunächst durch Stauchen in einen tonnenartigen Rohling umgeformt wird,
- danach wird der tonnenartige Rohling in ein rotationssymmetrisches Formteil mit einem mittleren Absatz mit gleichbleibendem und größerem Durch messer als der Durchmesser des Lagerbolzens umgeformt,
- danach wird an einer beliebigen Stelle der Umfangsabschnitt vom mittleren Absatz durch beidseitiges Anscheren in axialer Richtung zum rotationssym metrischen Formteil entfernt, wobei in der Schnittebene ein Teil des Materi als des mittleren Absatzes in Richtung angescherte Oberfläche gelenkt wird, so daß eine verfestigte Anlagefläche entsteht.

Durch diese erfindungsgemäße Verfahrensweise wird ein Lagerbolzen geschaf fen, dessen Anlagefläche ohne weitere Nachbehandlung (Wärmebehandlung) eine solche Oberflächenqualität aufweist, daß sie einerseits nicht in Richtung ihrer Ränder abfällt und somit in voller Größe beispielsweise für die Anlage der Befestigungsschraube genutzt werden kann und andererseits eine solche Ober flächenfestigkeit besitzt, daß sie auch hohen Belastungen genügt.

Weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü che und werden im folgenden näher beschrieben.

Nach Anspruch 2 kann das rotationssymmetrische Formteil mit dem mittleren Absatz auch durch ein spanendes Verfahren hergestellt sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll der mittlere Absatz zylinder- oder kugelförmig ausgebildet sein. Die kugelförmige Ausbildung ist besonders dann von Vorteil, wenn der Lagerbolzen zentriert werden soll.

Weiterhin soll in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 das Anscheren bis zum Entstehen eines Scheransatzes im Zentrum des mittleren Absatzes erfolgen, der nachfolgend in einem separaten Arbeitsgang abgetrennt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß ein Ausreißen des Scheransatzes verhindert wird.

Die Schneidmesser zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen nach den Ansprüchen 5, 6 und 7 eine Schneidkante mit negativer Geometrie, d. h. mit einem negativen Freiwinkel versehen sein. Auch sollen die Schneid messer hinter der Stirnseite der Schneidkante eine Hohlkehle aufweisen und hinter der Schneidkante soll eine hervorstehende Nocke angeordnet sein.

Diese Geometrie bzw. der negative Freiwinkel bewirkt, daß das Material im unteren Bereich des Radius zur angescherten Oberfläche gelenkt wird und somit zu einer erhöhten Oberflächenverfestigung führt. Die Hohlkehle sorgt dafür, daß der beim Abscheren in der Mitte entstehende Scheransatz nicht unkontrolliert abgerissen wird. Die Nocke wiederum bewirkt, daß der Übergang zwischen den beiden Scherrichtungen egalisiert wird.

Die Erfindung wird anhand eines Bolzens für eine Kipphebellagerung näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 Längsschnitt durch eine Kipphebellagerung,

Fig. 2-7 verschiedene Fertigungsstufen eines Lagerbolzens,

Fig. 8 Schneidmesser mit Hohlkehle und abgerundeter Schneidkante,

Fig. 9 in Schneidmesser mit hervorstehender Nocke.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Zur Verdeutlichung des Gesamtzusammenhanges wird zunächst auf Fig. 1 verwiesen. Die dort dargestellte Kipphebellagerung besteht aus einem Kipphebel 1, der an einem Ende von einer Stoßstange 2 beaufschlagt ist, während sich die andere Seite auf einen Ventilschaft 3 eines nicht näher dargestellten Ventils abstützt. Das Ventil wird durch die Kraft einer Feder 4 in seiner Schließstellung gehalten. Der Kipphebel 1 weist außerdem eine Stellschraube 5 auf, die an der Stoßstange 2 angreift. Der Kipphebel 1 ist über eine Aufnahmebohrung 6 schwenkbar auf einem Lagerbolzen 7 gelagert, der in einer Aufnahmemulde eines Lagerbockes 8 gehalten ist. Der Lagerbolzen 7 weist in radialer Richtung eine Durchgangsbohrung 9 auf und ist an deren Ende mit einer Anlagefläche 10 versehen. Mit Hilfe einer Befestigungsschraube 11 ist der Kipphebel 1 fest mit einem Zylinderkopf 12 verbunden, wobei der Schraubenkopf 13 der Befesti gungsschraube 11 fest an der Anlagefläche 10 anliegt.

Ausgehend von einem Rundmaterial 14 bestimmter Länge und bestimmten Durchmessers gemäß Fig. 2 wird zunächst ein tonnenartiger Rohling 15 geformt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Rohling 15 wird nachfolgend in ein rotationssymmetrisches Formteil 16 umgeformt, das nach Fig. 4 einen mittleren Absatz 17 mit gleichbleibendem Durchmesser aufweist. Dieses rota tionssymmetrische Formteil 16 wird einem weiteren Umformgang zur Ver schärfung seiner Geometrie unterworfen. Dieser zusätzliche Umformvorgang ist gemäß Fig. 5 durch nicht abgeflachte Kanten des mittleren Absatzes 17 darge stellt. Von diesem mittleren Absatz 17 des rotationssymmetrischen Formteiles 16 wird nun durch beidseitiges Anscheren in axialer Richtung ein Umfangsab schnitt 19 entfernt, wobei zunächst gemäß Fig. 6 im Zentrum des mittleren Abschnittes 17 ein Scheransatz 18 entsteht. Dieser Scheransatz 18 wird nun gemäß Fig. 7 vollständig entfernt, so daß der Lagerbolzen 7 mit seiner An lagefläche 10 geschaffen ist.

In Fig. 8 ist ein Schneidmesser 20 gezeigt, das eine abgerundete Schneidkante 21 und eine Hohlkehle 22 besitzt. Zwei Schneidmesser 20 werden nun an je einer Seite des mittleren Absatzes 17 angesetzt und gegeneinander be wegt. Der Einfachheit halber ist jedoch in der genannten Zeichnung nur ein Messer dargestellt. Dabei wird ein Umfangsabschnitt 19 abgetrennt, der zu nächst zu einem Scheransatz 18 umgebildet ist. Dieser Scheransatz 18 wird in der Hohlkehle 22 der beiden Schneidmesser 20 gesammelt bzw. gehalten. Durch die abgerundete Schneidkante 21 des Schneidmessers 20 wird im mit 23 bezeichneten Bereich ein Teil des Materials des abzutrennenden Umfangs abschnittes 19 in Richtung der entstehenden Anlagefläche 10 gepreßt, so daß diese eine Verfestigung erfährt. Der in der Mitte des mittleren Absatzes 17 entstehende Scheransatz 18 wird dann in einem weiteren Arbeitsvorgang abgetrennt.

Dabei kann es dazu kommen, wie aus Fig. 9 ersichtlich, daß beim beidseitigen Anscheren aus fertigungstechnischen Gründen zwei Schnittebenen entstehen, d. h. die Anlagefläche 10 würde in diesem Fall einen nicht gewünschten Absatz aufweisen. Um diesen Absatz zu eliminieren, wird daher beim Abtrennen des Scheransatzes 18 ein Schneidmesser 24 verwendet, daß gegenüber seiner Schneidkante 21 eine radial hervorstehende Nocke 25 besitzt. Beim Abtrennen des Scheransatzes 18 mit der Schneidkante 21 folgt dieser die vorstehende Nocke 25 und sorgt nun ihrerseits dafür, daß die rechte Hälfte der Anlagefläche 10 auf das Niveau der linken Hälfte eingeebnet, d. h. kalibriert wird.

Bezugszeichenliste

1 Kipphebel
2 Stoßstange
3 Ventilschaft
4 Feder
5 Stellschraube
6 Aufnahmebohrung
7 Lagerbolzen
8 Lagerbock
9 Durchgangsbohrung
10 Anlagefläche
11 Befestigungsschraube
12 Zylinderkopf
13 Schraubenkopf
14 Rundmaterial
15 tonnenartiger Rohling
16 rotationssymmetrisches Formteil
17 Absatz
18 Scheransatz
19 Umfangsabschnitt
20 Schneidmesser
21 Schneidkante
22 Hohlkehle
23 Bereich
24 Schneidmesser
25 Nocke

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Lagerbolzens (7), vorzugsweise für Kipp- oder Schlepphebel (1) von Brennkraftmaschinen aus einem stangenförmigen Rundmaterial (14) durch Abtragen eines Umfangsabschnittes (19) zur Bildung einer ebenen Anlagefläche (10), dadurch gekennzeichnet, daß

- das Rundmaterial (14) zunächst durch Stauchen in einen tonnenartigen Rohling (15) umgeformt wird,
- danach wird der tonnenartige Rohling (15) in ein rotationssymmetrisches Formteil (16) mit einem mittleren Absatz (17) mit gleichbleibendem und größerem Durchmesser als der Durchmesser des Lagerbolzens (7) umge formt,
- danach wird an einer beliebigen Stelle der Umfangsabschnitt (19) vom mittleren Absatz (17) durch beidseitiges Anscheren in axialer Richtung zum rotationssymmetrischen Formteil (16) entfernt, wobei in der Schnitt ebene ein Teil des Materials des mittleren Absatzes (17) in Richtung angescherte Oberfläche gelenkt wird, so daß eine verfestigte Anlagefläche (10) entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotationssym metrische Formteil (16) mit dem mittleren Absatz (17) durch ein spanendes Verfahren hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mitt lere Absatz (17) zylinder- oder kugelförmig ausgebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anscheren bis zum Entstehen eines Scheransatzes (18) im Zentrum des mittleren Absatzes (17) erfolgt, der nachfolgend in einem separaten Arbeitsgang abgetrennt wird.

5. Schneidmesser (20, 24) zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü chen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß deren Schneidkanten (21) eine negative Geometrie, d. h. einen negativen Freiwinkel aufweisen.

6. Schneidmesser (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Schneidkante (21) mit einer Hohlkehle (22) versehen ist.

7. Schneidmesser (24) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Schneidkante (21) eine hervorstehende Nocke (25) angeordnet ist.