DE2952092C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen Lagerbüchse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen Lagerbüchse der genannten Gattung ist bekannt, bei dem in der Mitte des Bodenabschnittes der Lagerbüchse eine axial nach innen verlaufende Einbuchtung eingezogen wird, die anschließend zum Anformen eines scharfen Übergangs zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnittes und der Außenfläche des Bodenabschnittes radial nach außen aufgeweitet wird (DE-OS 15 75 502). Da die Wand dieser bekannten Lagerbüchse im Bereich der Kante gekröpft ausgeführt ist, wird diese gebogen und gestaucht, so daß schädliche Verwölbungen entstehen und der Werkstoff beim Aufweiten der Lagerbüchse ungleichmäßig verdichtet, so daß dort kleine Anrisse entstehen, die bei Verwendung der bekannten Lagerbüchse in Kreuzgelenken schädliche Dauerbrüche im Betrieb hervorrufen können. Die Gebrauchsdauer der bekannten Lagerbüchse läßt deshalb zu wünschen übrig.

Weiterhin ist ein elektrisch leitender Kontaktring für Elektromaschinen bekannt, der ausgehend von einem metallischen Bandwerkstoff mit einem Hülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt hergestellt wird (US-PS 29 34 813). Bei diesem weiteren bekannten Herstellverfahren wird mit einem Gegenstempelvorsprung eine rillenförmige Vertiefung in den Bodenabschnitt eingedrückt. Dabei wird jedoch der Hülsenabschnitt mit relativ hohen Drücken axial gepreßt, so daß der Werkstoff des Hülsenabschnitts zum Teil radial nach innen in den Bodenabschnitt hinein verdrängt wird.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Gattung zu schaffen, mit dem trotz eines Übergangs des Bodenabschnitts zum Hülsenabschnitt mit relativ kleinem Längsschnittradius r eine hohe Dauerfestigkeit der Lagerbüchse erzielt wird. Überdies soll die Lagerbüchse wirtschaftlich herstellbar sein.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß die Lagerbüchse mit einem in der Bohrung und auf der Innenfläche des Bodenabschnitts der Lagerbüchse anliegenden Ziehstempel hergestellt werden kann. Die in die Außen- oder Innenfläche des Bodenabschnitts eingedrückte nach innen begrenzte zentrische Vertiefung wird mit einem entsprechend geformten Gegenstempel bzw. Ziehstempel axial angedrückt, wobei relativ kleine Preßdrücke notwendig sind, um die Wandung der Lagerbüchse ohne Verwölbung gleichmäßig am Umfang zu formen.

Da der Längsschnittradius der Kehle R größer als der Längsschnittradius r des Übergangs ist, wird der durch den Gegenstempel bzw. Ziehstempel radial nach außen verdrängte Werkstoff der Vertiefung gleichmäßig und allmählich zum Hülsenabschnitt umgelenkt und abgestreckt.

Die Lagerbüchse läßt sich also ohne schädliches Verwölben oder Stauchen der Wandung im wirtschaftlichen Ziehverfahren herstellen. Das Gefüge des Werkstoffes wird im Bereich des Übergangs des Bodenabschnitts zum Hülsenabschnitt gleichmäßig verdichtet, so daß sich eine vorteilhafte große Dauerfestigkeit der Lagerbüchse ergibt, die auch bei Lagerungen für hochbelastete Zapfen von Kreuzgelenken eine lange Gebrauchsdauer aufweist. Diese Dauerfestigkeit wird überdies noch vergrößert, weil die Vertiefung in der Nähe des Übergangs bei Übertragung von axialen Kräften wie eine Entlastungsvertiefung wirkt, welche schädliche Spannungskonzentrationen im Bereich des Übergangs der Lagerbüchse abbaut.

Besonders wirtschaftliche Herstellmaßnahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen Lagerbüchse wird in der nachfolgenden Beschreibung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lagerbüchse in der Ziehmatrize,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Lagerbüchse in eingebautem Zustand,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Lagerbüchse im eingebauten Zustand,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere abgeänderte Lagerbüchse in der Ziehmatrize, und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere abgeänderte Lagerbüchse im eingebauten Zustand.

In Fig. 1 ist mit 1 eine dünnwandige Lagerbüchse bezeichnet, die in der Bohrung der Matrize 2 sitzt und durch den Ziehstempel 3 und den Gegenstempel 4 im an sich bekannten Ziehverfahren, ausgehend von einem bandförmigen Werkstoff, z. B. Tiefziehbandstahl, hergestellt wird.

Die Lagerbüchse 1 besteht aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt 5 und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt 6. Zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts 5 und der Außenfläche des Bodenabschnitts 6 ist ein Übergang 7 des Bodenabschnitts 6 zum Hülsenabschnitt 5 mit kleinem Längsschnittradius r angeformt.

Die Innenfläche 8 des Bodenabschnitts 6 ist ebenflächig ausgebildet.

Beim Übergang dieser Innenfläche 8 zur zylindrischen Bohrungsfläche des Hülsenabschnitts 5 ist eine Kehle mit dem Längsschnittradius R vorhanden. Der Längsschnittradius R dieser Kehle ist wesentlich größer als der Längsschnittradius r des Übergangs 7 des Bodenabschnitts 6 zum Hülsenabschnitt 5.

In der Nähe des Übergangs 7 ist im vorliegenden Fall eine ringförmige zentrische Vertiefung 9 auf der Außenfläche des Bodenabschnitts 6 vorhanden. Diese Vertiefung 9 wird, wie aus der Darstellung in Fig. 1 ersichtlich, durch den auf einem zentrischen Kreisbogen angreifenden Vorsprung 10 des Gegenstempels 4 in die Außenfläche des Bodenabschnitts 6 axial eingedrückt und angeformt. Beim Tiefziehen und Einformen der Vertiefung 9 wird der Werkstoff des Bodenabschnittes zum Übergang 7 mit kleinem Längsschnittradius r radial nach außen verdrängt. Gleichzeitig wird durch diesen Vorsprung 10 der Werkstoff gegen den Kantenabschnitt 11 des Ziehstempels 3 gedrückt, so daß an der Lagerbüchse 1 eine maßgenaue Kehle mit dem Längsschnittradius R entsteht. Dabei wird der Werkstoff im Bereich des Übergangs 7 gleichmäßig verdichtet.

Die in Fig. 1 dargestellte Lagerbüchse 1 ist in Fig. 2 im eingebauten Zustand gezeigt, d. h. diese sitzt im vorliegenden Fall in der Bohrung der Gabel 12 eines Kreuzgelenkes (nicht gezeigt). Die Lagerbüchse 1 dient somit der Lagerung des Zapfens 13 (in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet) des Kreuzgelenkes. Sie wird auf der Seite ihres Bodenabschnittes 6 durch den Sprengring 14 in der Bohrung der Gabel 12 axial festgehalten. Der Sprengring 14 ist in einer Ringnut in der Bohrung der Gabel 12 eingesetzt.

Zwischen der zylindrischen Bohrungsfläche des Hülsenabschnittes 5 und dem Zapfen 13 sind zylindrische Wälzkörper 15 eingebaut, die den Zapfen 13 in der Lagerbüchse 1 lagern. Die Wälzkörper 15 sind über eine Anlaufscheibe 16 in der Lagerbüchse 1 axial geführt.

Aus der Darstellung in Fig. 2 geht hervor, daß der Übergang 7 einen kleinen Querschnittsradius r aufweist, so daß die Lagerbüchse 1 den Sprengring 14 am Umfang zwischen dem Übergang 7 und der Vertiefung 9 berührt, also in unmittelbarer Nähe der Bohrung der Gabel 12. Im Betrieb des Kreuzgelenkes erfolgt eine axiale Kraftübertragung von der Lagerbüchse 1 über den Sprengring 14 auf die Gabel 12. Dabei wird der Sprengring 14 im wesentlichen auf Scherung und nicht auf Biegung beansprucht, so daß die Lagerbüchse 1 durch den Sprengring 14 fest und unnachgiebig festgehalten ist. Im übrigen besitzt der Werkstoff der Lagerbüchse 1 im Bereich des Übergangs 7 ein gleichmäßig verdichtetes Gefüge, so daß eine hohe Dauerfestigkeit der Lagerbüchse 1 gegeben ist.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Lagerbüchse 17 gezeigt, welche in der Bohrung der Gabel 12 eines Kreuzgelenkes (nicht gezeigt) sitzt. Die Lagerbüchse 17 wird ähnlich wie die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lagerbüchse 1 für die Lagerung der Zapfen (nicht gezeigt) in Kreuzgelenken verwendet. Sie wird durch einen Sprengring 14 in der Bohrung der Gabel 12 des Kreuzgelenkes axial festgehalten. Auf der Bohrungsfläche des Hülsenabschnittes 5 laufen zylindrische Wälzkörper 15, welche hier direkt auf der ebenflächig ausgebildeten Innenfläche 8 des Bodenabschnittes 6 seitlich geführt sind.

Bei der abgeänderten Lagerbüchse 17 ist die radial nach innen begrenzte Vertiefung in der Außenfläche ihres Bodenabschnitts 6 durch eine ringförmige Stufe 18 gebildet. Beim Tiefziehen der Lagerbüchse mit Anformung dieser Stufe 18 wird der Werkstoff im Bereich des Übergangs 7 vom Bodenabschnitt 6 zum Hülsenabschnitt 5 gleichmäßig verdichtet. Der die Außenfläche des Bodenabschnittes 6 formende Gegenstempel 19 (siehe strichpunktierte Linie in Fig. 3) drückt die Stufe 18 axial in die Außenfläche des Bodenabschnittes 6 ein. Es bildet sich in der Nähe des Übergangs 7 eine ringförmige Stufe 18 mit maßgenauem Stufenquerschnitt, denn der Werkstoff wird zur Bildung eines relativ kleinen Längsschnittradius r in Richtung des Übergangs 7 verdrängt. Gleichzeitig bildet sich eine Kehle zwischen der Innenfläche 8 des Bodenabschnittes 6 und der zylindrischen Bohrungsfläche des Hülsenabschnittes 5, die einen Längsschnittradius R größer als der Längsschnittradius r des Übergangs 7 besitzt.

Fig. 4 zeigt eine weitere abgeänderte Lagerbüchse 20, welche gemäß dem Verfahren der Erfindung in die Matrize 2 eingesetzt und durch den Ziehstempel 3 und den Gegenstempel 4 ausgehend von einem Bandstahl tiefgezogen wird. Die Lagerbüchse 20 besteht wiederum aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt 5 und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt 6. Zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnittes 5 und der Außenfläche 21 des Bodenabschnitts 6 wird ein Übergang 7 mit sehr kleinem Querschnittsradius r angeformt.

In der Nähe des Übergangs 7 wird im vorliegenden Fall eine ringförmige Rille 22 als radial nach innen begrenzte zentrische Vertiefung in die Innenfläche des Bodenabschnitts 6 axial eingedrückt. Diese Rille 22 wird durch einen kreisförmigen zentrischen Vorsprung 23 auf der Stirnseite des Ziehstempels 3 eingeformt, so daß der Werkstoff des Bodenabschnitts zum Übergang 7 radial nach außen verdrängt wird und dort den kleinen Längsschnittradius r bildet. Gleichzeitig wird durch den Ziehstempel 3 eine maßgenaue Kehle mit dem größeren Radius R angeformt. Infolge des größeren Radius R wird der radial nach außen verdrängte Werkstoff allmählich in Richtung des Hülsenabschnitts 5 umgelenkt, so daß beim Ziehen keine schädliche Anrißbildung entsteht.

Die Außenfläche 21 des Bodenabschnitts 6, welche der mit der Rille 22 versehenen Innenfläche des Bodenabschnitts 6 axial gegenüberliegt, ist ebenflächig ausgebildet, so daß beim Ziehen der Lagerbüchse 5 keine ungleichmäßigen Stauch- oder Quetschkräfte wirken.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere erfindungsgemäß hergestellte Lagerbüchse 23 im eingebauten Zustand, welche ähnlich wie die in Fig. 2 dargestellte Lagerbüchse gebaut ist. Diese besitzt eine rillenförmige Vertiefung 9 auf der Außenfläche ihres Bodenabschnitts 6, welche der ebenflächigen Innenfläche 8 des Bodenabschnitts 6 axial gegenüberliegt. Die Innenfläche 8 ist auch mit der zur Bohrungsfläche des Hülsenabschnitts 5 übergehende Kehle mit einem Längsschnittradius R, der größer als der Längsschnittradius r des Übergangs 7 ist, versehen. Allerdings weist der Hülsenabschnitt 5 hier in seiner Bohrung eine Stufe 24 auf, so daß die Dicke seiner Wandung in der Nähe des Umfangs 7 zur Aufnahme hoher Kräfte verstärkt ist. Auf dieser verstärkten Wandung des Hülsenabschnitts 5 sitzt die Anlaufscheibe 16, an der die zylindrischen Wälzkörper 15 seitlich anlaufen und axial geführt werden. Der Zapfen 13 (in Fig. 5 strichpunktiert eingezeichnet) des Kreuzgelenkes ist über die Wälzkörper 15 und die Lagerbüchse 23 in der Bohrung der Gabel 12 des Kreuzgelenkes gelagert. Die Lagerbüchse 23 wird auf der Seite ihres Bodenabschnitts 6 durch den Sprengring 14 in der Bohrung der Gabel 12 axial festgehalten.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen Lagerbüchse, insbesondere für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken, mit einem zylindrischen Hülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt, bei dem ein metallischer Bandwerkstoff mit einem eine Kehle mit dem Längsschnittradius R erzeugenden Ziehstempel in einer Matrize tiefgezogen wird, bei dem ein Übergang des Bodenabschnitts zum Hülsenabschnitt mit einem Längsschnittradius r, kleiner als R, angeformt wird und bei dem eine zentrische Vertiefung in den Bodenabschnitt axial eingeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung durch einen auf einem Kreisbogen in der Nähe des Übergangs des Bodenabschnitts zum Hülsenabschnitt angreifenden Vorsprung eines Gegenstempels bzw. des Ziehstempels in die Außenfläche oder Innenfläche des Bodenabschnitts der Lagerbüchse unter Verdrängung von Werkstoff in den Übergang des Bodenabschnitts zum Hülsen­ abschnitt, eingedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung der Lagerbüchse als ringförmige Rille eingedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung der Lagerbüchse als ringförmige Stufe eingedrückt wird.