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Verfahren zur Herstellung von Lagerstellen für Wälzlager in einem
Gehäuse aus Leichtmetall Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Lagerstellen für Wälzlager in einem Gehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Bei den bekannten Gehäusen aus Leichtmetall müssen wegen der größeren Wärmeausdehnung
des Leichtmetalls gegenüber Gehäusen aus Eisenwerkstoff die Wälzlager in besonderen
Lagerbüchsen aus Eisenwerkstoff eingebaut sein, damit auch mit zunehmender Betriebstemperatur
die Wälzlager ihren Festsitz behalten Die unvermeidbare größere Wärmeausdehnung
des Leichtmetalls gegenüber Eisenwerkstoff durch entsprechende Lagereinbaupassungen
bei Raumtemperatur zu kompensieren, ist vor allem bei einem aus Montagegründen geteilten
Gehäuse nicht möglich. Dazu kommt, daß bei Verwendung von Lagerbüchsen die Weiterleitung
der in den Wälzlagern entstehenden Reibungswärme durch den Spalt, der sich zwischen
Gehäuse und Lagerbüchse bei Betriebstemperatur bildet, gestört ist. Außerdem wird
durch diesen Spalt die Qualität der
Wellenlagerung ungünstig beeinflußt.
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Auch bei ungeteilten Gehäusen bewirkt die Erfindung eine Erhöhung
der Belastbarkeit des Leichtmetallgehäuses.
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An der Kontaktfläche des Wälzlagers bisher übliche Oberflächen-Verfestigungsverfahren
wie z. B. Rollieren der Gehäusebohrung können entfallen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung unter Beibehaltung der in
der Verwendung von Leichtmetall liegenden Vorteile, die Lagerung für die Wälzlager
derart auszuführen, daß die Wälzlager ohne Zuhilfenahme von Lagerbüchsen unmittelbar
in die Grundbohrungen eines Getriebegehäuses aus Leichtmetall eingebaut werden können,
wobei die Wälzlager bei jeder Betriebs temperatur ausreichenden Festsitz haben und
die in den Wälzlagern entstehende Wärme besser abgeleitet wird, als dies bei Verwendung
von Lagerbüchsen der Fall ist. Zu diesem Zweck muß die Durchmesservergroßerung der
Lagergrundbohrunyen im Gehäuse beiBetriebstemperatur reduziert werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß in den Lagerstellen eines Getriebegehäuses
aus Leichtmetall Einlagen aus Invar-Stahl, einer Nickel-Eisenlegierung mit geringer
Wärmeausdehnung, bestehend aus mit Lochungen versehenen Formblechteilen und Platinen,
eingegossen sind, wobei die lamellenartigen, sich in radialer Richtung erstreckenden
Formblechteile
mit den konzentrisch zur Grundbohrung verlaufenden
Platinen-Streifen fest verbunden sind.
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Ferner gehört es zur Erfindung, daß bei geteilter Grundbohrung jeweils
gleiche Formblechteile und gleiche Platinen Verwendung finden und daß die Formblechteile
und die Platinen aus einem Invar-Band gestanzt und gebogen sind.
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Andere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Formblechteile
auf den Platinen aufgeschweißt sind und daß die Formblechteile in Ebenen liegen,
die durch die Achse verlaufen. Schließlich ist es wesentlich für die Erfindung,
daß die Oberflächen der Invar-Einlagen große Rauhigkeit aufweisen.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die erfindungsgemäße
Ausbildung der Lagerstellen in Gehäusen aus Leichtmetall, die aus Gewichtsgründen
für Boden-, Wasser- und Luftfahrzeuge besonders sinnvoll sind, auf La-Lagerbüchsen
für die Wälzlager verziditet werden kann. Die in den Lagerstellen eingegossenen
Invar-Einlagen sind gegenüber den sonst erforderlichen Lagerbüchsen nicht nur in
der Herstellung billiger, sondern sie stellen auch von der Funktion her gesehen
die bessere technische Lösung dar.
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So bleibt der Festsitz für die Wälzlager auch bei Betriebstemperatur
erhalten und die im Wälzlager entstehende Wärme kann durch den luftspaltlosen Ubergang
zwischen den Wälzlagern und dem Gehäuse besser in die Gehäusewandungen abfließen.
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend anhand
einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 den Querschnitt
durch eine Lagerstelle nach der Linie I-I in Fig. 2, in Fig. 2 den Längsschnitt
nach der Linien II-II In Fig. 1, in Fig. 3 die Ansicht einer Lagerstelle in kleinerem
Maßstab, in Fig. 4 eine Invar-Einlage mit angeschweißten Formblechteilen, in Fig.
5 eine Invar-Einlage mit ausgestanzten und gebogenen Fornblechteilen, in Fig. 6
eine Invar-Einlage mit ringförmig angeordneten Formblechteilen, und in Fig. 7, 8
und 9 eine Invar-Einlage aus einem ringförmigen Abschnitt für ein ungeteiltes Gehäuse.
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Eine Lagerstelle 1 für die Aufnahme eines nicht näher bezeichneten
Wälzlagers in einem Gehäuse aus Leichtmetall besteht aus einem oder aus zwei Lagerteilen
2 und 3. Im Gegensatz zu den dünneren Gehäusewandungen 4 und 5 sind die Lagerteile
2 und 3 stärker ausgeführt, so daß die Lagerteile 2 und 3 nicht nur das Wälzlager
in einer Grundbohrung 6 aufnehmen können, sondern auch genügend Raum für je eine
Invar-Einlage 7 und 8 bieten. Diese Invar-Einlagen 7 und 8 bestehen aus je einer
halbkreisförmig gebogenen Platine 9 bzw.
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10 und aus rechtwinklig zu diesen angeordneten und auf den Umfang
verteilten Formblechteile 11 bzw. 12. Wie in Fig. 1 und 2 angegeben, und in Fig.
5 perspektivisch gezeichnet ist, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Platinen
9 und 10 und die Formblechteile 11 und 12 durch Stanzen und Biegen aus Invarband
hergestellt. Dabei entstehen in den Platinen Durchbrüche 13, die zusammen mit Lochungen
14 in den Formblechteilen dazu dienen, um die Invar-Einlagen 7 und 8 in den Leichtmetallguß
fest zu verankern, Blasenbildung beim Eingießen zu vermeiden und eine gute Wärmeableitung
zu gewährleisten.
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In Fig. 4 ist eine andere Art einer Invar-Einlage 15 gezeigt, bei
der Formblechteile 16 auf einer halbkreisförmigen Platine 17 mit gleichen Abständen
aufgeschweißt sind.
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Hierbei dienen Lochungen 18 in der Platine 17 und Lochungen 19 in
den Formblechteilen 16 demgleichen Zweck wie die Durchbrüche 13 und die Lochungen
14 in Fig. 5.
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In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Invar-Einlage 20
dargestellt. Hierbei sind ringförmige Formblechteile 21 parallel zueinander auf
einer halbkreisförmigen Platine 22, beispielsweise durch Schweißen, angeordnet.
Die Formblechteile 21 liegen also im Gegensatz zu den Formblechteilen 11, 12 und
16 auf Ebenen, die senkrecht zur Grundbohrung 6 verlaufen. Die Formblechteile 21
weisen Lochungen 23, die zugehörige Platine 22 Lochungen 24 auf. Die Lochungen 23
und 24 dienen den gleichen Zwecken wie die oben beschriebenen Lochungen der anderen
Invar-Einlagen 7 und 15.
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Schließlich ist in Fig. 7, 8 und 9 eine Invar-Einlage 25 für eine
Lagerstelle 26 in einem ungeteilten Gehäuse 27 dargestellt. Die Invar-Einlage 26
besteht aus einem ringförmigen Abschnitt 28, der mit Lochungen 29 versehen ist.
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Wie bei den Platinen .9, 10, 17 und 22 können auch die Abschnitte
28 mit sich in radialer Richtung erstreckenden Formblechteilen ausgerüstet sein.
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Um in jedem Falle eine ausreichende-Haftungbzw. Formschluß zwischen
der Invar-Einlage und dem Leichtmetallkörper zu erhalten, können die Invar-Einlagen
mit einer rauhen Oberfläche und/oder mit Sicken, Durchbrüchen, Umbördelungen, Schweißwarzen,
Buckeln usw. versehen sein.
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Eine weitere Möglichkeit um eine feste Verankerung der Invar-Einlagen
im Leichtmetallkörper zu erzielen besteht darin, daß die Oberfläche der Invar-Einlagen
in Form des bekannten Betonrippenstahles ausgeführt ist.