-
Verfahren zur Herstellung von aus einzelnen Segmenten zusammengesetzten
Führungsbuchsen oder von ähnlichen aus Kunststoff bestehenden Hohlkörpern Zur Ersparung
wertvoller Metalle (insbesondere von Kupfer und Zinn) ist man bekanntlich in neuerer
Zeit dazu übergegangen, Lagerschalen, Führungsbuchsen und ähnliche Teile in Kunststoff,
gewöhnlich unter Benutzung einer Kunstharzpreßmasse, zu erzeugen. Die in der Kunststofftechnik
gebräuchlichen Arbeitsverfahren sind jedoch praktisch nicht ohne weiteres anwendbar,
wenn es sich um die Erzeugung von Körpern- mit sehr großen Abmessungen handelt,
wenn also beispielsweise Kolbenführungsbuchsen für hydraulische Pressen llergeste-llt
werden sollen., die in der Regel einen beträchtlichen Durchmesser aufweisen. In
solchen Fällen sind allein schon durch die bestehenden Größen der Kunststoffpressen
sowie durch die Kosten der erforderlichen Preßformen in. der Praxis gewisse Grenzen
gezogen.
-
Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, Führungsbuchsen und andere
zylindrische Hohlkörper aus einzelnen, gesondert gepreßten. Segmenten. zusammenzusetzen.
Diese Maßnahme läßt sich zwar unter Benutzung einer Kunststoffpresse üblicher Größe
ohne weiteres durchführen, doch ist sie im Ergebnis wenig befriedigend. Einmal ergibt
sich
der Nachteil, daß jeder Durchmesser der aus einzelnen Segmenten
herzustellenden Buchsen od..d@gl. eine besondere Preßfo,rm bzw.Fo.rmteile"°rfordert,
wodurch die Erzeugungskosten bedeutend- erhöht werden. Hinzu kommt aber- noch ein
weiterer Nachteil, der dem Erzeugnis selbst anhaftet. Wenn man nämlich einen zylindrischen
Hohlkörper in beispielsweise 12 Segmente unterteilt, so. läßt es sich nicht vermeiden,
daß infolge der durch die Form der Segmente zwangsläufig bedingten radialen Preßrichtung
die Stärke (Dicke) der Segmente derart schwankt, daß das vorgeschriebene Höchstmaß
häufig überschritten wird. Im Falle etwa einer Führungsbuchse fehlt dann das zwischen
Kolben und Buchse erforderliche Gleitspiel, das sich nur durch eine- mechanische
Nacharbeit herstellen läßt, die recht teuer und zeitraubend ist..
-
Hier setzt nun der Erfindungsgedanke ein, der darin. besteht, den
zylindrischen Hohlkörper in eine so große Anzahl einzelner Segmente, zu unterteilen.,
daß an, die Stelle der bisher zwangsläufig bedingten radialen Preßrichtung (als
Folge der im Vergleich zu der Dicke wesentlich größeren Längenausdehnung der Segmente)
der Preßdruck nunmehr tangential, d. h. in Richtung auf die beiden Flanken der Segmente
angesetzt werden kann. Diese Maßnahme ergibt den entscheidenden Vorteil, da.ß die
für die Güte etwa einer Führungsbuchse maßgebenden, Durchmesserwerte (außen und
innen) sich sehr genau einhalten lassen, mithin jede mechanische Nacharbeit entfällt,
während es anderseits nicht die geringsten Schwierigkeiten: bietet, den bei der
Zusammensetzung der' Segmente zu einem Kreisbogen etwa, auftretenden Spielraum durch
eine zusätzliche (entsprechend schwächere) segmentförurige Einlage auszugleichen.
-
Im Sinn der Erfindung ist es übrigens keineswegs erforderlich, die
innere und äußere Begrenzung der Segmente durch denn Gesamtdurchmesser entsprechende
Kreisbogenstücke zu bilden. Man kann vielmehr ohne weiteres auch so, vorgehen, daß
man an die Stelle des jeweiligen Kreisbogens dessen Sehne setzt. Bei genügend feiner
Unterteilung des zylindrischen Hohlkörpers in einzelne Segmente ergibt sich alsdann
ein Vieleck mit so ;großer Eckenzahl, daß die Abweichungen gegen.-über dem (theoretisch
richtigen) reinen Kreisbogen die Güte der äußeren Anlage bzw. der inneren Führungsfläche
praktisch nicht beeinträchtigen.
-
Der Verzicht auf eine Begrenzung der einzelnen Segmente durch .den
Innen- und Außendurchmesser res zylindrischen Hohlkörpers entsprechende Kreisbogenstücke,
d. h. der Ersatz des jeweiligen Bogens durch die zugehörige Sehne, bietet sogar
den Vorteil, daß man ein und dieselbe Segmentfo@rm für die Herstellung von Führungsbuchsen
od. dgl. von unterschiedlichem Durchmesser benutzen kann, wobei es ohne, weiteres
möglich ist, selbst einen verhältnismäßig großen Durchmesserbereich zu erfassen.
-
Soll beispielsweise eine aus Segmenten zusammengesetzt werden, die
all. sich für einen kleineren Durchmesser bestimmt sind, so lassen sich die sonst
entstehenden Luftspalte zwischen den Segmenten dadurch, ausgleichen, daß in bestimmten
Abständen einzelne Segmente mit der schmaleren Umfangsfläche (Innenfläche) nach
außen gelegt werden. Im letzteren Falle entsteht ?war z. B:. am Innendurchmeser
statt einer glatten Zylinder- bzw. Vieleckfläche ein treppenförmiger Ver= lauf der
Innenfläche, doch bietet es keine Schwierigkeiten, diese Abstufungen so. gering
zu halten; da.ß sie innerhalb des zulässigen Spiels liegen, also in der Regel keine
Nacharbeit erfordern.
-
Ferner hat man ohne weiteres die Möglichkeit,, statt die einzelnen
Segmente außen und innen durch Kreisbogenstücke zu begrenzen, die- im zusammengesetzten.
Zustand der Segmente die theoretisch richtigen Kreise (entsprechend dem jeweiligen
Außen- und Innendurchmesser) ergeben, als äußere und innere Begrenzung der Segmente
ein gekrümmtes Profil zu verwenden, das innerhalb eines gewissen Durchmesserbereichs
den in bezug auf Maßhälti:gkeit und Rundheit gestellten Anforderungen genügt.
-
Die schon erläuterte tangentiale Preßrichtung bringt überdies noch
den bemerkenswerten Vorteil mit sich, daß, bei Verwendung von mit Kunstharz getränkten
Faserstoffen beliebiger Art, z. B. Gewebelagen, die einzelnen parallelen. (oder
auch regellosen) Schichten sich im wesentlichen axial (in Ansehung der fertigen
Buchse also, radial) lagern, d. h. in der Weise verteilen, daß der später in dem
Hohlkörper (Führungsbuchse) laufende Maschinenteil (etwa eine Welle oder ein: Kolben)
gewissermaßen auf den Stirnkanten der z. B. aus Gewebelagen be-
stehenden
. Einzelschichten gleitet. Durch die Unterteilung des zylindrischen Hohlkörpers
in zahlreiche kleine Segmente fällt somit nicht nur die Erzeugung als solche vielgünstiger
aus, sondern man erzielt auch noch eine Verbesserung der Laufeigenschaften.
-
In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke schematisch erläutert;
es zeigt Fig. r die bisherige Herstellungsart, Fig. 2 und 3 diejenige nach der Erfindung,
Fig. 4 und 5 die Verteilung der Schichtung bei radialem und bei tangen.tialem Preßdruck.
-
Gemäß Fig. z ist ein zylindrischer Hohlkörper in einzelne Segmente
von, (im Vergleich zur Dicke) so großer Länge unterteilt, daß der Preßdruek nur
in radialer Richtung angesetzt werden kann. Dies hat jedoch zur Folge, daß die einzelnen:
Segmente verschieden stark (dick) ausfallen, da insbesondere bei dem jeweiligen
Abmessen (Abwiegen) der für ein einzelnes Segment in Frage kommenden Preßmasse kleine
Feble#r unvermeidlich sind, so daß bei dem einen Segment .etwas mehr; bei einem
anderen Segment etwas weniger Preßmasse in die Preßform gelangt. Die Folge davon
ist, daß das eine Segment stärker, ein anderes wieder schwächer ausfällt, so daß,-
wenn man. etwa eine Führungsbuchse aus solchen Segmenten zusammensetzt, der Außen-oder
Innendurchmesser der Buchse von. Segment zu Segment so stark schwankt, daß eine
mechanische
acharbeit zur Beseitigung des bei einzelnen Segjnenten
vorhandenen. Übermaßes meistens unvermeidlich ist.
-
Demgegenüber wird nach der Erfindung (vgl. Fig. 2) der zylindrische
Hohlkörper so fein in einzelne Segmente unterteilt, d. h. die, Zahl der einzelnen
Segmente wird so, groß gewählt, daß sich die entstehenden Segmente infolge ihrer
geringen Längenausdehnung in tangentialer Richtung, d. h. in Richtung ihrer Flanken
pressen lassen (vgl. Fig. 3). Dadurch wirken sich etwaige Fehler (insbesondere als
Folge eines etwaigen Über- oder Untergewichts der Preßmasse) naturgemäß nur noch
in der Umfangsrichtung aus, wo, sie durch mehr oder weniger dünne Einsatzstücke
leicht ausgeglichen werden können, während der Außen- und Innendurchmesser der Segmente
stets praktisch unverändert erhalten bleibt, unabhängig davon, welchen Krümmungsradius
man den Segmenten außen und innen gibt.
-
Bei genügend großen. Durchmessern bzw. bei ausreichend feiner Unterteilung
können, die! die Außen- und Innenbegrenzung der Segmente ergebenden Kreisbogenstücke
durch die jeweiligen Sehnen, d. h. durch gerade Linien bzw. gerade Flächen, wie,
in Fig. 2 und 3 dargestellt, gegebenenfalls aber auch .d'urc'h nur angenäherte Kreisprofile
ersetzt werden, besonders wenn man innerhalb eines gewissen Durchmesserbereichs
mit ein und derselben Segmentform auskommen will.
-
In den Fig..I und 5 ist ferner noch die@Verteilung der Schichtung
gezeigt, die sich bei Verwendung von mit Kunstharz getränkten Faserstoffen entsprechend
der jeweils in Betracht kommenden Preßrichtung ergibt. Bei radialem Preßdruck (Fig.4),
wie er durch die bekannte Herstellungsweise-(Fig. i) bedingt ist, lagern sich die,
einzelnen Schichten bzw. Teilstücke parallel zu der äußeren und inneren (zylindrischen)
Begrenzungsfläche des Segments. Die linke Hälfte der Fi.g. d. zeigt übri-@ens die
Verteilung von regellosem Material, die rechte Hälfte die scharf ausgeprägten Einzellagen,
die bei Benutzung von Bahnen aus einem bandförmigen Werkstoff entstehen. Dagegen
ergibt sich als Folge der tangentialen Preßrichtung gemäß der Erfindung (Fig. 3)
eine Schichtung, die nunmehr axial bzw. radial gerichtet ist, wie Fig. 5 erkennen
läßt, in der wiederum die linke Hälfte die Schichtung von regellosem Material und
die rechte Hälfte die Schichtung bei Verwendung einzelner Bahnen zeigt. Da bei einem
Schichtenverlauf' nach Fig. 5 die Führungsfläche des Segments gewissermaßen durch
die Stirnkanten der Einzelschichten gebildet wird, sind begreiflicherweise die Laufeigenschaften
der Führungsbuchse im letzteren Falle wesentlich günstiger als bei einem Schichtenverlauf
nach Fig. .I, wo, leicht die Gefahr besteht, daß einzelne Stellen bzw. Lagen ausbrechen
(abblättern).