DE3605355A1 - Verfahren zum einstellen von maschinenteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein solches Verfahren wird beim Gegenstand der US-PS 34 55 617 angewendet. Für die axiale Befestigung einer Lagerung in einem Gehäuse ist ein Flansch mit einem hülsenförmigen Fortsatz vorgesehen, der gegen einen Außenring der Lagerung gepreßt wird, die weiterhin im Gehäuse abgestützt ist. Der Flansch wird danach mit dem Gehäuse verschraubt. Um Fertigungstoleranzen auszugleichen, ist die Stirnseite des hülsenförmigen Fortsatzes mit einem ringförmigen, im Längsschnitt axial spitz auslaufenden Vorsprung versehen, der sich beim Anpressen an den Außenring plastisch verformt, bis der Flansch seine durch die Anlage an das Gehäuse vorgesehene, axiale Position erreicht hat. Nach der plastischen Verformung des Materials verbleibt noch der dem Material eigene Restbereich elastischer Rückstellkräfte, so daß nach diesem Verfahren eine vorbildliche, unter Vorspannung stehende, axiale Befestigung erreicht wird. Die geometrische Form des Vorsprunges und die Ausnützung des Bereichs plastischer Verformbarkeit durch Kompression des Materials schränkt jedoch den nach diesem Verfahren beherrschbaren Toleranzbereich stark ein. Das Material des spitz auslaufenden Vorsprunges ist, wie auch aus der Zeichnung der angeführten Druckschrift hervorgeht, nach relativ kurzer axialer Verformungsstrecke in der Kompressionsgrenze, über die hinaus eine weitere Verformung praktisch nicht mehr möglich ist. Weiterhin steigt durch die geometrische Form des Vorsprunges die Reaktionskraft des Materials progressiv an, so daß die damit erzeugte Vorspannung direkt von der zu kompensierenden Toleranzstrecke abhängt. Dies ist beispielsweise für die Anwendung bei Wälzlagern untragbar. Ein weiterer Nachteil ist der relativ kleinflächige Anlagebereich zwischen Vorsprung und dem Außenring, der bei alternativen Anwendungen zu Verformungen der anzustellenden bzw. zu befestigenden Maschinenteile führt. Abweichend von der mit der angeführten Druckschrift veröffentlichten Art der Befestigung kann das bekannte Verfahren auch zur Einstellung der relativen Lage von Maschinenteilen zueinander angewendet werden, indem die verformbaren Vorsprünge den gegenseitigen Abstand dieser Maschinenteile bestimmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein großer Einstellbereich unter Optimierung der Gleichmäßigkeit der Verformungskräfte und bei vergrößerter Anlagefläche an den Vorsprüngen erzielt wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch

• a) Verwendung von Maschinenteilen mit während deren Fertigung herausgeprägten, ebene Anlageflächen aufweisenden Vorsprüngen und
• b) Zurücksetzen der Vorsprünge durch plastisches Verformen des Übergangsbereiches zwischen Vorsprung und restlichem Maschinenteil bei gegenseitigem Anpressen der Maschinenteile und im wesentlichen unveränderter Anlagefläche während der Montage.

Die Herstellung der Vorsprünge nach Schritt a) setzt ein Maschinenteil voraus, bei dem eine Prägeoperation durchgeführt werden kann. Der Materialabschnitt darf dabei im Bereich der Prägestelle eine begrenzte Dicke nicht überschreiten. Die Vorsprünge werden durch Herausformen eines Abschnittes in Richtung der Dicke und von der Rückseite des Materials aus hergestellt. Da bei diesem Verfahren im wesentlichen ein Materialabschnitt gegenüber dem restlichen Maschinenteil versetzt wird, ist Verformungsarbeit lediglich im Bereich der Berührungslinie bzw. des Übergangs vom Vorsprung zum restlichen Maschinenteil erforderlich. Die Vorsprünge können deshalb vorteilhafterweise relativ groß sein und eine entsprechend große Anlagefläche aufweisen. Der Prägevorgang kann beispielsweise mit einem Stanzwerkzeug durchgeführt werden, das den Vorsprung bis auf einen Übergangsbereich versetzt.

Der herausragende Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt jedoch erst bei der Montage nach Schritt b) zur Geltung. Hier werden die Vorsprünge durch einen Preßvorgang unter Krafteinwirkung der Maschinenteile gegeneinander im erforderlichen Maß wieder zurückgesetzt. Dies erfolgt ohne Verformung der Vorsprünge selbst bzw. im wesentlichen ohne Veränderung der bereits großen Anlagefläche. Beim Zurücksetzen wird lediglich der oben genannte Übergang zwischen Vorsprung und restlichem Maschinenteil gestaucht bzw. im geringen Maß fließverformt. Da das Material an dieser Stelle in Schritt a) stark gedehnt worden ist, sind die Rückstellkräfte relativ klein und vor allem auf der gesamten Rückstellstrecke relativ gleichmäßig. Im Prinzip können auf diese Weise die Vorsprünge bis in ihre Ausgangslage zurückgesetzt werden, d. h. bis zum Nivau der Restfläche des Maschinenteiles an dieser Stelle. Dadurch wird ein extrem großer Einstellbereich geschaffen.

Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Maschinenteile mit durch Hohlprägen hergestellten Vorsprüngen verwendet. Dabei verbleibt ein Übergangsbereich zwischen dem Vorsprung und dem restlichen Maschinenteil, wobei dieser Vorgang mit dem Tiefziehen verglichen werden kann und insbesondere für kleinere Materialstärken wie z. B. Blech geeignet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an den in der Zeichnung dargestellten Beispielen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den teilweisen Querschnitt eines Maschinenteils mit einem an einem zweiten Maschinenteil anliegenden, mittels eines Stanzwerkzeuges herausgeprägten Vorsprung,

Fig. 2 den teilweisen Querschnitt gemäß Fig. 1 nach dem Zurücksetzen des Vorsprunges,

Fig. 3 den teilweisen Querschnitt eines dünnwandigen Maschinenteils mit einem an einem zweiten Maschinenteil anliegenden, mittels eines Werkzeuges zum Hohlprägen herausgeformten Vorsprung und

Fig. 4 den teilweisen Querschnitt gemäß Fig. 3 nach dem Zurücksetzen des Vorsprunges.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Maschinenteil 1 wurde bei der Fertigung ein Vorsprung 2 mittels eines nicht dargestellten Stanzwerkzeuges in Richtung der Dicke des Materials herausgeformt. Im Gegensatz zu der üblichen Stanzoperation sind die Materialanteile des Vorsprunges 2 jedoch nicht völlig vom Rest des Maschinenteils 1 getrennt, sondern noch durch einen Übergangsbereich 3 auf etwa einem Drittel der Gesamtstärke des Materials verbunden. Die Schnittfläche 4 des Stanzstempels setzt sich jedoch wie beim Stanzen als Trenn- bzw. Begrenzungsfläche 5 des Vorsprunges 1 fort. Bei diesem Vorgang wird der Übergangsbereich 3 stärkeren Zugspannungen ausgesetzt, so daß sich ein loseres Gefüge ergibt. Bereits zu Beginn werden die Rand- 6 bzw. Eckzonen 7 durch Ein- bzw. Wegziehen entsprechender Materialanteile geringfügig verrundet. Der auf diese Weise hergestellte Vorsprung 1 weist im wesentlichen die Dicke des Ausgangsmaterials und eine ebene Anlagefläche 8 für ein zweites Maschinenteil 9 auf.

Beim Einstellen der relativen Lage beider Maschinenteile 1, 9 zueinander wird über ein nicht dargestelltes Werkzeug eine Preßkraft F auf das in Fig. 2 oben dargestellte Maschinenteil 1 aufgebracht. Durch diese wird bei Unterstützung des anderen Maschinenteils 9 der relative Abstand beider verringert, indem der Vorsprung 2 in Richtung seiner ursprünglichen Lage zurückgesetzt wird. Dabei wird der vormals stark gedehnte Übergangsbereich 3 wieder plastisch verdichtet, die Verrundung in der Eckzone 7 verschwindet weitgehend und es verbleibt ein Abschnitt einer Trennfuge 10, der sich gemäß der ursprünglichen Form nicht mehr verbinden kann. Die Dicke des Vorsprunges 2 und insbesondere die Anlagefläche 8 werden nicht verändert. Die erforderliche Verformung vollzieht sich ausschließlich im Übergangsbereich 3 und in den sich daran anschließenden nahen Grenzbereichen. In der dargestellten Ausführung wurde der Vorsprung 2 um ein drittel der Materialstärke zurückgesetzt. Ein völliges Zurücksetzen ist jedoch möglich, da ausreichende Anteile fließverformten Materials des noch verbindenden Übergangsbereiches 3 verbleiben.

Bei dem in Fig. 3, 4 dargestellten Beispiel wird ein aus dünnerem Material, beispielsweise aus Blech hergestelltes Maschinenteil 1 verwendet, bei dem der Vorsprung 2 durch Hohlprägen herausgeformt wurde. Bei diesem Vorgang verbleibt ein größerer Übergangsbereich 3, der teils durch einen Ziehprozeß am betreffenden Blechabschnitt und teils durch Biegeverformung entsteht. Der Stempel des nicht dargestellten Werkzeuges ist dabei im Querschnitt kleiner als die dazugehörende Matrize. Aus diesem Grund verkleinert sich auch die Materialdicke des Übergangsbereiches 3 gegenüber der ursprünglichen Dicke bzw. gegenüber dem Rest des Maschinenteils 1. Auf diese Weise kann der Vorsprung 2, wie in Fig. 3 dargestellt ist, gegenüber der Materialstärke erheblich weiter herausgeformt werden.

Beim Zurücksetzen des Vorsprunges 2, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird das Material des Übergangsbereiches 3 wieder verdichtet, wobei infolge Fließverformung dessen Materialdicke wieder ansteigt. Auch bei diesem Beispiel verändert sich nicht die relativ große Anlagefläche 8 und das Zurücksetzen ist bis in die ursprüngliche Lage des Vorsprunges 2 mit vertretbaren Kräften möglich.

Bei allen Beispielen ist die Größe der Vorsprünge 2 nicht beschrieben, weil sie in weiten Grenzen den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden kann und unabhängig davon der Verformungsvorgang sich lediglich auf den Übergangsbereich 3 beschränkt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Einstellen der zueinander relativen Lage von zwei über angeformte Vorsprünge aneinanderliegenden Maschinenteilen durch Verformen der Vorsprünge, gekennzeichnet durch

• a) Verwendung von Maschinenteilen mit während deren Fertigung herausgeprägten, ebene Anlageflächen aufweisenden Vorsprüngen und
• b) Zurücksetzen der Vorsprünge durch plastisches Verformen des Übergangsbereichs zwischen Vorsprung und restlichem Maschinenteil bei gegenseitigem Anpressen der Maschinenteile und im wesentlichen unveränderter Anlagefläche während der Montage.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung von Maschinenteilen mit durch Hohlprägen hergestellten Vorsprüngen.