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Verfahren zur Herstellung eines Lagers Vorstehende Erfindung bezieht
sich auf ein Rundstangenendlager sowie auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
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Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Lagers
zu entwickeln, bei dem das Lager billig, einfach und fest in seinem Konstruktionsaufbau
ist und dennoch leicht an Gewicht bleibt, während dasselbe außerdem bei robuster
Handhabung einen weiten Anwendungsbereich.gestattet. Das Lager gelangt als Rundstangenendlager
von hoher Präzisionsausführung zur Herstellung und weist ein Lagereinbauelement
auf, das eine relativ große Universalbewegung durchführen kann. Das Lager kann für
die verschiedensten Anwendungszwecke benutzt werden. Dank seiner einfachen Herstellungsweise
eignet sich dasselbe für Massenherstellung. Dabei bleiben die Einheitsgestehungskosten
auf ein Minimum beschränIkt.
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Weitere Zwecke und Vorteile ergeben sich aus der sich anschließenden
Einzelbeschreibung.
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Die Erfindung besteht demgemäß aus verschiedenen Verfahrensschritten,
die gegenseitig in einem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis stehen, und die in einer
bestimmten Reihenfolge durchlaufen werden. Im einzelnen wird dies in Verbindung
mit der beigegebenen Zeichnung an einem konkreten Ausführungsbeispiel ersichtlich,
an Hand dessen eine bevorzugte Verfahrensart der Erfindung des näheren erläutert
wird.
In den Zeichnüngen ist Fig. i eine Seitenansicht des Lagers,
das an einer Rundstange o. dgl: fest angebracht ist, Fig.2 eine bruchweise dargestellte
perspektivische Ansicht der verschiedenen Einzelteile des Lagers, die hierin zwecks
deutlicherer Hervorhebung derselben in auseinandergenommenem Zustand gezeigt sind,
Fig.3 ein bruchweise dargestellter Aufrißquerschnitt, worin das Anordnungsverhältnis
zwischen dem Lagereinbauelement und dem Kernstück der Lagervorrichtung gezeigt ist,
Fig. d ein bruchweise dargestellter Aufrißquerschnitt, worin die Inlagebringung
der verschiedenen Teile vor deren endgültiger Einbauzusammenstellung gezeigt ist,
Fig. 5 ein Aufrißquerschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. i, worin die verschiedenen
Teile in ihrer endgültigen Einbauzusammenstellung gezeigt sind, Fig. 6 ein bruchweise
und in verkleinertem Maßstabe dargestellter Aufrißquerschnitt einer Gesenkanordnung,
wie sie bei dem Einbauverfahren gemäß vorstehender Erfindung benutzt wird, und worin
die verschiedenen Lagerteile in ihrer Vorbereitungsstellung für den endgültigen
Zusammenbau gezeigt sind.
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Wie aus Fig. i der Zeichnung zu ersehen, umfaßt das gemäß Erfindung
entwickelte Rundstangenendlager ganz allgemein ein ösenartig ausgebildetes Lagerkernstück
io, das sich aus einem Schaft 1I und einem Kopf 12 zusammensetzt. In dem Kopf i2
ist eine mit einem Bohrloch versehene Kugel 13 drehbar festgehalten, die innerhalb
dieses Kopfes eine begrenzte Universalbewegung durchführen kann, wenn dieselbe mit
irgendeinem in der Darstellung nicht gezeigten Konstruktionsteil oder Mechanismus
einbaumäßig verbunden ist, der entweder der Kugel eine Bewegung aufzwingt oder der
seinerseits durch die Kugel bewegt werden soll. Entsprechend der Darstellung in
Fig. 5 ist der Schaft 12, wie unter 14 zu sehen, mit einer Ausbohrung und einem
an dieser Ausböhrung eingeschnittenen Innengewinde versehen, worin das eine Ende
einer Rundstange 15 o. dgl. aufgenommen wird, die in dem Schaft durch einen Zapfenstift
16Q befestigt ist, welch letzterer durch den Schaft und die Rundstange hindurchgeht.
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Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, hat der Kopf 12 des Lagerkernstückes
io eine durch denselben hindurchgehende nichtzylindrische Bohrung, die als Ganzes
mit 16 bezeichnet ist. Diese Bohrung umfaßt vorzugsweise zwei paarweise angeordnete,
einander ähnliche stumpfkegelige Teile 17 und 18, wobei die Durchmesser der Außenkanten
17Q und i8Q dieser stumpfkegeligen Teile kleiner sind als der Durchmesser an der
Stelle icg. Die Bohrung 16 weist auf diese Weise eine Doppelkonusform auf, deren
Zweckbestimmung im folgenden noch näher erläutert wird.
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In der an dem Kopf 12 vorgesehenen Bohrung 16 sind zwei paarweise
angeordnete Lagerbüchsen 20 und 21 untergebracht, deren Innenflächen 20a und Zia
kugelförmig geformt sind, wodurch eine Auflagerfläche für die Kugel 13 gebildet
wird, wenn diese Kugel zusammen mit den Lagerbüchsen innerhalb des Kopfes 12 eingesetzt
ist. Das Kernstück io des Lagers ist vorzugsweise aus verhältnismäßig hartem Stahl
hergestellt, während die Lagerbüchsen 20 und 21 aus einer geeigneten Metallegierung
hergestellt sind, die weicher als Stahl ist, und die genügend kalthämmerbar ist,
damit die Lagerbüchsen in die Bohrung 16 eingepreßt werden können; hierfür kommt
beispielsweise Bronze in Frage., Die Lagerbüchsen 20 und 21 sind in ihrem ursprünglichen
oder Ausgangszustand zylindrisch geformt und mit Seitenwandungen 22 und 23 sowie
mit Kopfflanschen 24 und 25 versehen. Da die Innenflächen der Lagerbüchsen kugelförmig
geformt sind, verlaufen die Seitenwandungen 22 und 23 derselben zugespizt nach ihren
nichtgeflanschten Kanten hin, so daß durch die dabei abiiehtneiide Wandstärke der
Seitenwandungen das Einsetzen der Lagerbüchsen in den Lagerkopf 12 erleichtert wird,
wie sich dies aus folgendem noch klarer ergibt.
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Wenn die Lagerbüchsen 2o und 21 innerhalb des Kopfes 12 richtig eingesetzt
sind, dann weisen dieselben eine in der Hauptsache stutnpflcegelige Form auf (s.
Fig. 5), und die Kopfflansche 24 und 25 fassen dann genügend weit um die Kugel 13
herum, daß dadurch eine Verlagerung der Kugel aus dem Lagerkopf verhindert wird.
Ebenso passen sich die Lagerbüchsen, wenn dieselben bei denn noch zu beschreibenden
Einbauvorgang ihre stumpfkegelige Form annehmen, der stunipfkegeligen oder Doppelkonnsform
der Bohrung 16 an so daß die Lagerbüchsen auf Grund ihres außerordentlich festen
Paßsitzes in dem Lagerkopf 12 auch in der Bohrung 16 fest verblockt sind. Die Lagerbüchsen
sind dabei vorzugsweise derart bemessen daß nach beendetem Einbauvorgang deren Gesamtbreite
die Gesamtbreite des Lagerkopfes 12 überschreitet; auf diese Weise liegen die Kopfflansche
24 und 25 der Lagerbüchsen außerhalb des Lagerkopfes, wenn die freien Enden der
Lagerbüchsen nächst der Durchmesserstelle i9 der Bohrung 16 aufeinanderstoßen.
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Es ist sonach zu ersehen, daß ,die Kugel 13 innerhalb des Lagerkernstückes
io drehbar befestigt ist und darin eine begrenzte Universalbewegung durchführen
kann, wenn dieselbe mit einem, in der Darstellung nicht gezeigten, Konstruktionsteil
mechanisch verbunden wird, der gegenüber dem Lagerkernstück io beweglich ist. Desgleichen
stellen die Lagerbüchsen 2o und 21, sobald dieselben beim Eingepreßtw -erden in
den Lagerkopf 12 die in Fig. 5 gezeigte konische oder stumpfkegelige Form annehmen,
praktisch nichts anderes als Keile dar, die an gegenüberliegenden Seiten der Kugel
13 angreifen und dabei jeglichen Kräften Widerstand leisten, die die Kugel aus ihrer
arbeitsmäßigen Einsatzstllung zu verdrängen suchen.
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Das gemäß Erfindung entwickelte Lager kann in verschiedener Weise
ausgebildet werden, wobei das ,im meisten bevorzugte Verfahren folgendes ist: Das
Lagerkernstück io wird auf einer Automatenbank von irgendeinem geeigneten handelsüblichen
Rundstangenmaterial abgedreht, worauf die Seitenflächen
des Lagerkopfes
zu der in Fig. 2 gezeigten Formgebung abgefräst werden. Hierauf wird die Bohrung
16 dadurch in dem Lagerkopf 12 ausgebildet, daß an dem Lagerkopf zunächst ein Bohrloch
ins Volle gebohrt wird, worauf dieses Bohrloch zu der in Fig. 2 gezeigten stumpfkegeligen
oder Doppelkonusform aufgebohrt wird. Nachdem auf diese Weise das Kernstück des
Lagers geformt ist, werden die Kugel 13 sowie die Lagerbüchsen 20 und 21
in dem Kopf dieses Kernstücks durch die in Fig.6 gezeigte Werkzeug- oder Gesenkanordnung
einbaumäßig zusammengesetzt.
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Diese Werkzeug- oder Gesenkanordnung kann in einer Presse eingebaut
sein und umfaßt vorzugsweise ein relativ schweres Untergestell 26, das an
der hierin nicht gezeigten Bettung der Presse etwa durch Schraubenbolzen 27 befestigt
ist. Das Untergestell 26 ist mit einem Ansatzstutzen 28 versehen, der eine Kammer
29 ausbildet, innerhalb der der Untersatzteil 3ou eines Druckstempels
30 untergebracht ist. Dieser Druckstempel ist mit einer axial verlaufenden
Bohrung versehen, durch die Ein Führungszapfen 31 hindurchgeht, dessen unteres Ende
in dem Untergestell 26 verschraubt ist. Der Untersatzteil 3o° des Druckstempels
30 ist mit einer Anzahl Aussparungslöchern oder Vertiefungen 32 versehen,
in denen Federn 33 angeordnet sind, wobei auf diesen Federn ein Tragteil 34 aufmontiert
ist, dessen oberes Ende 35 auf einen genügend kleinen Durchmesser konisch verjüngt
ist, daß dadurch der Kopf 12 des Lagerkernstückes io abgestützt wird.
In den Tragteil 3.4 ist ein Stab oder Pflock 36 gewindegängig eingesetzt,
der sich von dem Tragteil aus durch ein in einer Abdeckplatte 37 ausgespartes Bohrloch
nach aufwärts erstreckt, wobei derselbe eine Abstützung für den Schaft i i des Lagerkernstückes
io vorsieht. Das konisch verjüngte obere Ende 35 des Tragteiles 34 und der Stab
36 sind derart bemessen, daß jeweils, ,wenn das Lagerkernstück io an demselben aufruht,
die Längsachse dieses Kernstückes horizontal verläuft. Die Abdeckplatte 37 kann
an dem ringförmigen Ansatzstutzen 28 etwa durch Schrauben 38 befestigt werden. Ergänzend
zu dem Druckstempel 30 ist ein zweiter Druckstempel 39 mit vorgesehen, der
in den sich bewegenden Stößelteil 4o der Presse genau einpaßt; hierbei ist am Boden
des Druckstempels 39 eine Vertiefung 41 ausgespart, in die hinein während des Einbauvorganges
der obere Teil der Kugel 13 sowie das obere Ende des Führungszapfens 31 gedruckt
wird.
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Beim Zusammenbau des Lagers wird zunächst die Lagerbüchse 21 an dem
Ende des Druckstempels 30 in der durch das konisch verjüngte Ende 35 des
'1 ragteiles 34 gebildeten Kammer eingesetzt. Als nächstes wird die Kugel
13 an dem Führungszapfen 34 aufgesetzt und mit der Lagerbüchse 21 in Ansitzkontakt
gebracht. Hierauf wird das Lagerkernstück io in die Gesenkanordnung eingebracht,
wobei der Schaft i i auf dem Stab 36 aufruht, wähi end eine der bereits bearbeiteten
Seitenflächen des Lagerkopfes 12 an dem oberen konisch verjüngten Ende 35 des Tragteiles
34 aufruht. Alsdann wird die andere Lagerbüchse 20 . an der Oberseite der Kugel
13 und etwas einwärts der Bohrung 16 des Lagerkernstückes io aufgesetzt. Die verschiedenen
Teile befinden sich nun in der für die einbaumäßige Zusammenstellung richtigen Vorbereitungslage.
Wenn die Presse betätigt wird, dann wird der Druckstempel 39 nach unten gedrückt,
wodurch die Lagerbüchse 20 in den Lagerkopf 12 gedrückt wird. Dem nach unten gerichteten
Preßdruck des Druckstempels 39 wird durch die nach oben gerichtete Spannkraft der
in dem unteren Druckstempel 30 eingesetzten Federn 33 Widerstand entgegengesetzt,
und wenn, der Preßdruck des oberen Druckstempels die Spannkraft der Federn 33 überwindet,
dann wird der Tragteil 34 nach unten gedrückt. Dadurch wird aber auch das Lagerkernstück
io nach unten geführt, und sobald letzteres der Fall ist, preßt der untere Druckstempel
30 die Lagerbüchse 21 in den Lagerkopf 12 ein. Die Spannkraft der Federn 33 ist
dabei derart bemessen, daß im Zuge der Nachuntenbewegung des oberen Druckstempels
39 die Lagerbüchsen, 2o und :21 immer gleichzeitig in den Lagerkopf 12 eingepreßt
werden, so daß deren. innere Enden jeweils nächst dem Durchmesser i9 (Fig. 5) der
in: dem Lagerkopf 12 ausgesparten Bohrung aufeinanderstoßen. Um sicherzustellen,
daß keine der Lagerbüchsen weiter als vorgesehen in den Lagerkopf 12 gepreßt wird,
wird der Arbeitsgang des Tragteiles 34 durch den zwischen der Abdeckplatte 37 und
der Oberseite des Untersatzteiles 30a (des Druckstempels 30) vorgesehenen Abstand
begrenzt. Wie zu sehen, ist der untere Druckstempel 3o ebenfalls mit einer Aussparung
oder Vertiefung 3 ob versehen, in die der untere Teil der Kugel 13 eintreten kann,
wenn die Lagerbüchsen einbaumäßig zusammengepreßt werden. Zweckmäßigerweise wird
auch der Arbeitshub der hierin nicht gezeigten Presse derart eingeschränkt, daß
jeder übermäßige Preßdruck an den Lagerbüchsen, durch den die eine oder die andere
dieser Lagerbüchsen über ihre richtige Einbaulage hinaus verschoben werden könnte,
oder durch den die Lagerbüchsen mit der Kugel in Verklemmung gebracht werderi könnten,
ausgeschlossen wird. Auf diese Weise werden die Lagerbüchsen stets mit gleichmäßigem
Druck in den Lagerkopf 12 gepreßt und befinden sich daher irr demselben in symmetrischer
Einbaulage.
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Wie bereits im vorausgehenden festgestellt, sind die Wandungen der
Lagerbüchsen 20 und 21 konisch verjüngt ausgebildet, so daß sich dieselben leicht
materialmäßig verformen können; d. h. das Metall der Lagerbüchsen fließt, sobald
dieselben in den Lagerkopf 12 gepreßt werden, so daß dadurch die Wandungen der Lagerbüchsen
seitens der Kugel 13 derart ausgedehnt werden,, daß sich dieselben der stumpfkegeligen
Umrißform der entsprechenden Bohrungen (s. Fig.5) genau anpassen. Auf diese Weise
wird die Kugel 13 innerhalb des Lagerkopfes 12 eingreifsicher verblockt..
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Es wäre noch zu erwähnen, daß während des Einbauvorganges die Kugel
13 an dem Führungszapfen 31 derart aufgesetzt ist, daß die Achse des
in
der Kugel ausgesparten Bohrloches senkrecht steht, wobei das obere Ende des Führungszapfens
31 in dieses Bohrloch eintritt. Sobald die Lagerbüchsen 20 und 21 in den Lagerkopf
12 eingetrieben und durch die Kugel in ihre endgültige Preßsitzlage ausgedehnt sind,
dann sind dieselben in dem Lagerkopf durch Druck-, Preß- oder Treibsitz eingreifsicher
verblockt, d. h. es besteht ein außerordentlich festes Eingreifverhältnis zwischen
den Lagerbüchsen und dem Lagerkopf, wodurch jedes normal belastungsmäßige Auseinanderbringen
dieser Teile praktisch ausgeschlossen und eine Trennung derselben .nur dann zu erzwingen
ist, wenn dies gewaltsam unter abnorm großem Kraftaufwand geschieht. Auf diese Weise
ist die Kugel 13 innerhalb des Kopfes 12 des Lagerkernstückes io sozusagen verkeilt,
wobei die Kugel dennoch darin frei beweglich ist.