DE3103343A1 - "verfahren zum spanlosen herstellen einer mit einem boden- oder bordabschnitt versehenen lagerhuelse" - Google Patents

"verfahren zum spanlosen herstellen einer mit einem boden- oder bordabschnitt versehenen lagerhuelse"

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DE3103343A1 DE19813103343 DE3103343A DE3103343A1 DE 3103343 A1 DE3103343 A1 DE 3103343A1 DE 19813103343 DE19813103343 DE 19813103343 DE 3103343 A DE3103343 A DE 3103343A DE 3103343 A1 DE3103343 A1 DE 3103343A1
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Description

Es ist ein Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Bodenabschnitt versehenen Lagerhülse (Lagerbüchse) bekannt, bei dem konzentrische Ringnuten in dem Hülsenabschnitt oder in dem Bodenabschnitt der Lagerhülse eingearbeitet werden (DE-OS 2 319 4 84). Die entsprechende Lagerhülse wird ausgehend von einer ebenen Ronde im Tiefziehverfahren hergestellt, so daß diese am übergang zwischen dem Bodenabschnitt und dem Hülsenschnitt eine ungeschwächte Wandstärke aufweist. In vielen Fällen, z. B.
bei Lagerhülsen mit auf dem Boden- oder Bordabschnitt endseitig geführten zylindrischen Wälzkörpern, muß am übergang eine Kehle mit relativ kleinem Querschnittsradius hergestellt werden. Mit dem bekannten Verfahren ergeben sich in manchen Fällen Schwierigkeiten, wenn relativ hohe Axialkräfte am Zieh- und Gegenstempel aufzubringen sind, bzw. wenn eine Kehle mit einem relativ kleinen Querschnittradius hergestellt werden soll. Diese hohen Axialkräfte bewirken nämlich, daß am Zieh- und Gegenstempel ein hoher Verschleiß entsteht. Die Herstellung der Lagerhülse mit dem bekannten
Verfahren kann wegen hohen Werkzeugverschleißes auch dann teuer sein, wenn Lagerhülsen mit großer Wandstärke herzustellen sind.
Es ist eine mit einem Bordabschnitt versehene Lagerhülse bekannt, bei der eine den Durchmesser der Bohrung vergrößernde Ringnut am übergang (Kehle) zwischen dem Bordabschnitt und dem Hülsenabschnitt mit einem Innenwerkzeug oder dgl. eingearbeitet ist (DE-GM 1973726). Da die Wandstärke der Lagerhülse durch die Ringnut empfindlich verkleinert wird, muß dieser übergang zur Vermeidung ungleichmäßiger Spannungskonzentrationen am Umfang eine äußerst hohe Formgenauigkeit aufweisen. Die erforderliche Formgeneuigkeit läßt sich aber mit einem Innenwerkzeug oder dgl. nicht herstellen, weil unvermeidliche ünrundheiten bzw. Außermittigkeiten des Innenwerkzeuges in der Matrize größere Wanddickenschwankungen im Grund der Ringnut hervorrufen. Da die Lagerhülse im Betrieb, z. B. durch axiale Stoßbelastungen, hoch beansprucht wird, ist die Dauerfestigkeit dieser bekannten Lagerhülse für viele Anwendungsfälle zu klein.
Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Boden- oder Bordabschnitt versehenen Lagerhülse, insbesondere für Wälzlager, zu schaffen, mit dem am Übergang vom Boden- oder Bordabschnitt zum Hülsenabschnitt eine die Wandstärke verkleinerte Ringnut mit äußerst hoher Formgenauigkeit und geringer Exzentrizität hergestellt werden kann, so daß die Lagerhülse eine große Dauerfestigkeit aufweist. Auch soll die Lagerhülse mit dem Verfahren wirtschaftlich herstellbar sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt, daß die ebene Ronde eine konzentrische Ringnut mit äußerst genauer Querschnittsform, z. B. im einfachen Preß- oder Prägearbeitsgang, eingeformt werden kann. Dabei wird der Werkstoff, z. B. Stahl, im Grunde der Ringnut verdichtet und verfestigt. Insbesondere kann mit der Größe der Zustellung des die Ringnut einarbeitenden Preß- oder Prägewerkzeuges die Wandstärke unter der Ringnut genau eingestellt werden, so daß keine schädlichen Dickenschwankungen im Grund der Ringnut vorhanden sind. Wenn die Ronde anschließend in einer Matrize zu einer Lagerhülse mit Bodenabschnitt tiefgezogen wird, werden Form und Querschnitt der Ringnut gleichmäßig am Umfang verändert, denn der Ziehstempel greift lediglich an der von der Ringnut umschlossenen Planfläche der Ronde an. Die den Hülsenabschnitt formenden Ziekräfte in der Matrize wirken dementsprechend gleichmäßig am Umfang der Ringnut. Die Lagerhülse besitzt auch dann eine ausreichend hohe Festigkeit, wenn diese, z. B. auf dem Zapfen eines Kreuzstückes eines Kreuzgelenkes, eingebaut wird und der Boden- bzw. Bordabschnitt der Lagerhülse axiale Stoßbelastungen im Betrieb erfährt, welche von der Stirnfläche des Zapfens und/oder von Stirnflächen der in der Lagerhülse eingebauten zylindrischen Wälzkörper auf den Boden- oder Bordabschnitt übertragen werden. Die Lagerhülse läßt sich übrigens in wenigen Arbeitsstufen in einer Stufenpresse mit hohen Stückzahlen wirtschaftlich herstellen. Dabei können einfache Stanz-, Preß- und Ziehwerkzeuge verwendet werden. Die Werkzeuge haben auch bei dickwandigen Lagerhülsen relativ kleine Arbeitskräfte auszuhalten, diese besitzen dementsprechend eine lange Standzeit.
Falls nach dem Härten der tiefgezogenen Lagerhülse ein größerer Härteverzug entstehen sollte, kann der Durch-
—7 —
messer der Bohrungsfläche der Lagerhülse einwandfrei
feingeschliffen werden. Durch die im Durchmesser größere Ringnut am boden- bzw. bordseitigen Ende dieser Bohrungsfläche wird nämlich die Bedingung des Feinschlei-
fens mit Ausfeuermöglichkeit der Schleifscheibe an der
Stelle der Ringnut in hervorragendem Maße erfüllt. Ebenso kann die von der Ringnut umschlossene Planfläche des Boden- oder Bordabschnittes der Lagerhülse, falls notwendig, nach dem Härten der Lagerhülse einwandfrei fertiggeschliffen werden.
Vorteilhafte zusätzliche Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit der Maßnahme nach Anspruch 2 wird erreicht, daß das Werkzeug zum spanlosen Einformen der Ringnut mit be-
sonders einfachen Mitteln hergestellt und wegen seiner
einfachen Form bei Abnutzung und Verschleiß wirtschaftlich nachgearbeitet werden kann. Außerdem wird durch
diese Maßnahme am übergang zwischen dem Boden- oder
Bordabschnitt zum Hülsenabschnitt eine Ringnut geschaffen, die wegen ihrer gerundeten Querschnittsform als
Entlastungsnut wirkt und somit hilft, gefährliche Kerbspannungen an diesem Obergang abzubauen.
Die Maßnahme nach Anspruch 3 bewirkt, daß die am Umfang angreifenden Ziehkräfte beim Tiefziehen der Ronde in den hochbeanspruchten Bereich unter der Ringnut allmählich eingeleitet werden, so daß beim Tiefziehen keine schädlichen Anrissen im Werkstoff der Lagerhülse entstehen.
Die Maßnahme nach Anspruch 4 hat zur Folge, daß die Ringnut nach dem Tiefziehen der Ronde einen etwa kreisförmi-
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gen Querschnitt erhält. Die entsprechende Ringnut ist deshalb besonders als spannungsspitzen-abbauende Entlastungsnut wirksam. Außerdem ist dadurch ein relativ weit radial nach außen verlaufender Rand der inneren Stirnflache des Bodenabschnitts der Lagerhülse herstellbar. Dies bewirkt, daß bei einer Lagerhülse mit eingebauten, zylindrischen Wälzkörpern die Stirnflächen der Wälzkörper auf einem relativ großen Flächenabschnitt der inneren Stirnfläche des Boden- bzw. Bordabschnitts abgestützt werden. Die Wälzkörper sind deshalb in der Lage, große Axialkräfte ohne Überlastung durch zu hohe Flächenpressungen auf die Boden- bzw. Bordabschnitte der Lagerhülse zu übertragen.
Eine einfache und wirtschaftliche Ausgestaltung der Werkzeuge zum Herstellen der Lagerhülse ist mit den Maßnahmen nach Anspruch 5,6 und 7 gegeben.
Anspruch 8 weist darauf hin, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine mit einem Bordabschnitt versehene Lagerhülse wirtschaftlich gefertigt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Boden- oder Bordabschnitt versehenen Lagerhülse wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine aus Bandwerkstoff ausgestanzte ebene Ronde, nach dem Einprägen oder Einrollen einer konzen
trischen Ringnut,
-9-
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A durch die in Fig. 1 dargestellte ebene Ronde,
Fig. 3 die in Fig. I und 2 dargestellte Ronde nach dem Tiefziehen zu einer Lagerhülse mit Bodenabschnitt in einer Matrize,
Fig. 4 die in Fig. 3 dargestellte Lagerhülse beim Ausstanzen eines Mittenteils des Bodenabschnitts zum Herstellen einer mit einem Bordabschnitt versehenen Lagerhülse,
Fig. je eine abgeänderte aus Bandwerkstoff ausge-
5 u. 6 stanzte ebene Ronde nach dem Einprägen oder Einrollen einer konzentrischen Ringnut in diese Ronde und
Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein in den Gabelschenkel eines Kreuzgelenkes eingebautes Wälzlager
mit einer mit einem Bodenabschnitt versehenen Lagerhülse.
In den Figuren 1 und 2 ist eine ebene Ronde 1 gezeigt, die aus Bandwerkstoff, z. B. Stahlblech, ausgestanzt und anschließend mit einer konzentrischen Ringnut 2 in der Planfläche 3, welche der Planfläche 4 gegenüberliegt, versehen worden ist. Die Ringnut 2, welche im vorliegenden Fall einen kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweist, wird in an sich bekannter Weise durch Einprägen oder Einrollen in die Planfläche 3 spanlos eingearbeitet, wobei die dieser gegenüberliegene Planfläche 4 der Ronde 1 auf einer ebenen Stützfläche (nicht gezeigt) abgestützt ist.
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Zum spanlosen Herstellen einer rait einem Bodenabschnitt versehenen Lagerhülse 6 wird die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ronde 1 in einer Matrize 7 tiefgezogen (siehe Fig. 3). Der Ziehstempel 8 ist dabei in der Matrize 7 konzentrisch angeordnet, so daß dieser mit seiner im vorliegenden Fall eben ausgebildeten Stirnfläche 9 an der von der Ringnut 2 umschlossenen Planfläche 3 der Ronde 1 konzentrisch angreift. Der Ziehstempel 8 weist übrigens eine zylindrische Mantelfläche auf und hat an seiner Stirnfläche 9 den Durchmesser 10, welcher gleichgroß oder größer als der Durchmesser der radial inneren Kante und kleiner als der Durchmesser der radial äußeren Kante der Ringnut 2 ist. Beim Tiefziehen in der Matrize wird durch den Gegenstempel 11 auf der Planfläche 4 der Ronde 1 gegengehalten.
Zum spanlosen Herstellen einer mit einem Bordabschnitt 12 versehenen Lagerhülse 13, siehe Darstellung in Fig. 4, wird anschließend ein Mittenabschnitt 14 des Bodenabschnitts 5 ausgestanzt. Dieses Ausstanzen des Mittenabschnitts 14 erfolgt in der zum Ziehen der Lagerhülse 6 verwendeten Matrize 7 mit dem Stempel 15. Dabei wird durch den Locheinsatz 16 am Bodenabschnitt 12 der Lagerhülse 13 gegengehalten. Der Stempel 15 ist in der Führung der Lagerhülse 13 geführt. Das Ziehen der Lagerhülse und das Ausstanzen des Mittenabschnitts 14 erfolgen wirtschaftlich in einer Stufenpresse.
In Fig. 5 ist eine abgeänderte aus Bandwerkstoff ausgestanzte Ronde 18 dargestellt, in welcher die konzentrische Ringnut 19 durch Einprägen oder Einrollen spanlos eingearbeitet worden ist. Diese Ringnut 19 ist hier
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auf ihre radial inneren Seite mit einer axial nach außen zu sich öffnenden Anschrägung 20 versehen. Nach dem Tief-Ziehen der Ronde 19 erhält die Ringnut 19 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt 21 mit dem Radius 22. Der Querschnitt 21 der fertiggezogenen Lagerhülse ist in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien dargestellt.
In Fig. 6 ist eine weitere abgeänderte aus Stahlblech ausgestanzte Ronde 23 gezeigt. Diese weist wiederum eine konzentrisch eingerollte oder eingeprägte Ringnut 24 auf.
Im vorliegenden Fall hat die Ringnut 24 aber einen im wesentlichen halbelliptischen Querschnitt. Die große Achse 25 der Ellipse des Querschnittes ist ungefähr parallel zu den Planflächen 3,4 der Ronde 23 gerichtet. Beim Tiefziehen der Ronde 23, siehe strichpunktierte Darstellung in Fig. 6, entsteht eine mit einem Bodenabschnitt versehene Lagerhülse 26. Der Querschnitt der Ringnut 27 dieser Lagerhülse 26 erstreckt sich zum großen in Teil der Bohrung des Hülsenabschnitts der Lagerhülse 26.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren spanlos hergestellte, mit einem Boden- oder Bordabschnitt versehene Lagerhülse kann zum Beispiel, wie in Fig. 7 dargestellt, für ein Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern 28 verwendet werden. Die Wälzkörper laufen in der Bohrung des Hülsenabschnitts 29 der mit einem Bodenabschnitt 30 versehenen Lagerhülse 31. Das Wälzlager ist in der zylindrischen Bohrung des Gabelauges 32 der Gelenkgabel eines Kreuzgelenkes (nicht gezeigt) eingebaut. Durch den in eine Ausnehmung 3 3 in der Bohrung des Gabelauges 32 eingeschnappten Sprengring 34 wird das Wälzlager auf der äußeren Seite des Gabelauges 32 gestützt und in der Boh-
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rung des Gabelauges 32 axial festgehalten. Der Zapfen 35 eines an sich bekannten Kreuzstückes (nicht gezeigt) des Kreuzgelenkes ist in dem Wälzlager gelagert. Auf der inneren Seite des Gabelauges 32 ist ein auf dem Zapfen 35 gleitender Dichtring 36 in der Bohrung der Lagerhülse 31 eingebaut.
Am Übergang (Kehle) vom Bodenabschnitt 30 zum Hülsenabschnitt 29 ist die Ringnut 37 spanlos eingearbeitet, welche die Wandstärke der Lagerhülse 31 verkleinert.
Obwohl durch den Zapfen 3 5 und/oder durch die Wälzkörper 23 auf den Bodenabschnitt 30 im Betrieb hohe Axialkr'ifte übertragen werden und die Lagerhülse 31 dementsprechend an der durch die Ringnut 37 geschwächten Stelle hohe Werkstoffbeanspruchungen (Biegebeanspruchungen) erfährt, besitzt die Lagerhülse 31 eine ausreichende Dauerfestigkeit, weil der Werkstoff der Lagerhülse im Grunde der Ringnut beim Einrollen bzw. Einprägen verdichtet und verfestigt worden ist und weil außerdem der Querschnitt der Ringnut 37 am umfang eine äußerst hohe Formgenauigkeit aufweist.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Boden- oder Bordabschnitt versehenen Lagerhülse kann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden. 7,. B. braucht der Boden- oder Bordabschnitt der Lagerhülse nicht mit einem auf seiner Stirnfläche 7 eben ausgebildeten Ziehstempel hergestellt zu sein. Vielmehr kann beim Tiefziehen der Ronde auch ein Ziehstempel Anwendung finden, dessen Stirnfläche axial nach außen oder axial nach innen gewölbt oder kegelig ausgebildet ist. Ebenso braucht die Mantelfläche des
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Ziehstempels nicht zylindrisch geformt zu sein. Die Mantelfläche kann also auch zum Herstellen von kegeligen Gleit- oder w;ilzbahnen in der Bohrung des Hülsenabschnibts d^r Lagerhülse eine kegelige zum Boden- bzw. Bordabschnitt der Lagerhülse sich verjüngende Mantel form aufweisen.

Claims (8)

  1. SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 27.01.81
    DE 81 001 DE TPA.vh.tr
    Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Boden- oder Bordabschnitt versehenen Lagerhülse
    Patentansprüche
    Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Boden- oder Bordabschnitt versehenen Lagerhülse, insbesondere für Wälzlager, gekennzeichnet durch die Verfahrenschritte
    - Ausstanzen einer ebenen Ronde aus Bandwerkstoff,
    - spanloses Einarbeiten einer konzentrischen Ringnut in eine der beiden Planflächen der Ronde, wobei die gegenüberliegende Planfläche der Ronde auf einer ebenen Stützfläche abgestützt wird und
    - Tiefziehen der Ronde zu einer Lagerhülse mit Bodenabschnitt in einer Matrize mit einem an der von
    -2-
    der Ringnut umschlossenen Planfläche der Ronde mit seiner Stirnfläche konzentrisch angreifenden Ziehstempel, dessen Stempeldurchmesser an seiner Stirnfläche gleichgroß oder grösser als der Durchmesser der radial inneren Kante und kleiner als der Durchmesser der radial äusseren Kante der Ringnut ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut beim spanlosen Einformen mit einem kreisabschnittförmigen Querschnitt versehen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut beim spanlosen Einformen mit einem im wesentlichen halbelliptischen Querschnitt versehen wird, wobei die große Achse der Ellipse ungefähr parallel zu den Planflächen der Ronde gerichtet ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut beim spanlosen Einformen auf ihrer radial inneren Seite mit einer nach außen sich öffnenden Anschrägung versehen wird.
  5. 5. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spanlose Einformen der Ringnut durch Einprägen erfolgt.
  6. 6. Vrfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spanlose Einformen der Ringnut durch Einrollen erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefziehen mit einem auf
    -3-
    seiner Stirnfläche eben ausgebildeten Ziehstempel erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen einer mit einem Bordabschnitt versehenen Lagerhülse der Mittenabschnitt des Bodenabschnitts nach dem Tiefziehen der Ronde ausgestanzt wird.
    -4-
DE3103343A 1981-01-31 1981-01-31 Verfahren zum spanlosen Herstellen einer mit einem Boden versehenen Lagerhülse Expired DE3103343C2 (de)

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