WO2014124772A1 - Verfahren zum einstellen eines axialspiels eines in einem lager gelagerten zapfens und vorrichtung umfassend ein lager und einen in dem lager gelagerten zapfen - Google Patents

Verfahren zum einstellen eines axialspiels eines in einem lager gelagerten zapfens und vorrichtung umfassend ein lager und einen in dem lager gelagerten zapfen Download PDF

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Ümit Dilalan
Bruno Ferling
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    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/02—Assembling sliding-contact bearings

Definitions

  • a method for adjusting an axial clearance of a journal mounted in a bearing and apparatus comprising a bearing and a journal mounted in the bearing
  • the present invention relates to a method for adjusting an axial clearance of a pin mounted in a bearing and to a device comprising a bearing and a pin mounted in the bearing.
  • leading elements and / or to the leading elements are therefore typically selected such that these elements also in respect of such free ⁇ degrees of freedom of movement, to be inhibited by the guide, are restrictedly movable relative to each other.
  • Pivot bearing and a pivotally mounted in the pivot bearing pin usually chosen such that the pin is also limited movement along the axis of rotation.
  • a distance by which the bearing in the bearing pin along the axis of rotation is at a maximum displaceable relative to the pivot bearing, is also axial play ge ⁇ Nannt.
  • the method comprises the following steps:
  • the method proposed here differs from known methods primarily in that the adjustment of the axial play takes place only during assembly. If present inaccuracies in the dimensions of the bearing or the pin can be compensated by the proposed positive and / or non-positive connection of the socket with the pin particularly simple and effective.
  • the axial play to be set is given by a thickness of the ex ⁇ article holder along the z-direction. This can be adjusted in a simple and cost-effective manner with great accuracy. For example, the axial play is so easily adjustable with an accuracy of less than 0.2 mm or less than 0.1 mm.
  • the pin typically has a cylindrical or ⁇ We sentlichen cylindrical shape.
  • the bearing is usually integrated into a component and usually has a shape complementary to the shape of the pin. Usually, therefore, the bearing has a cylindrical or substantially cylindrical shape, wherein the bearing axis is then given by a cylinder axis. In to the Z-axis perpendicular lateral directions then there is a positive connection between the bearing and pin.
  • the positive locking in the positive z-direction between the pin and the bearing inhibits the movement of the pin relative to the bearing in the positive z-direction. It can be realized by corresponding protuberances or projections of the pin and possibly by complementary to these protuberances or projections recesses of the bearing, which typically protrude perpendicular to the z-direction of the pin. It can also be realized by virtue of the fact that, in a section protruding from the bearing at the first bearing end in the negative z-direction, the pin has a cross-section perpendicular to the z-direction which is larger than a corresponding cross-section of the bearing.
  • the positive connection in the positive z-direction can also be realized by a form-locking and / or non-positively and / or cohesively connected element with the pin.
  • the bush may be at least partially formed as a ring or as a hollow cylinder whose shape is at least partially complementary to the portion of the pin, which protrudes from the bearing at the second bearing end.
  • the socket is completely or at least partially formed of metal.
  • the spacer Before the spacer is removed, the spacer is typically in the negative z-direction with the second bearing end and in the positive z-direction with the sleeve in contact, so that the distance between the sleeve and the second bearing end along the z-axis straight given by the thickness of the Ab ⁇ standholder .
  • the spacer has at least in the area in which he am.
  • second bearing end is arranged and brought into contact with the bushing and with the second bearing end, a uniform thickness.
  • the pin in the negative z-direction is normally movable to a positive connection between the sleeve connected to the pin and the second bearing end.
  • At least one protuberance in the bushing is formed by deforming the bush, which engages in each case in a recess complementary to the protuberance in a surface of the pin.
  • a force for deforming the bushing typically engages the bushing perpendicular to the z-axis.
  • the bushing is thus normally deformed in at least one lateral direction perpendicular to the z-axis.
  • the protuberance of the bush and the complementary recess of the pin are preferably located on facing surfaces of the bushing and the pin, or formed from ⁇ . Typically, these surfaces are each aligned parallel to the z-axis.
  • the recess may, for. B. may be formed as an annular groove which extends in a plane perpendicular to the z-axis on or in the surface of the pin.
  • the protuberance can then be formed simultaneously as an annular protuberance pointing radially inwards from the bushing onto the journal. But it may be provided in or on the surface of the pin also different among themselves disconnected from ⁇ recesses.
  • a further force in the negative z-direction can be exerted on the bush at the same time. This ensures that the socket after the connection between the socket and the pin is applied to the spacer and is in contact therewith.
  • the bushing is deformed at a distance from the axial ends of the bushing, that is, along the z-axis in an "inside" of the bushing and not at the ends thereof, so that the process is insensitive to a depth of the recess in the surface It always stands sufficient material to seduction to engage fully in the off ⁇ recess and to ensure a stable connection between the sleeve and the pin.
  • the distance from the axial ends of the bushing may, for. B. each amount to at least ten percent or at least 20 percent of a length of the sleeve along the z-axis.
  • the distance may be greater than 2 mm, greater than 5 mm or greater than 1 cm, depending on the length of the bushing.
  • the bush in a direction of deformation in each case by less than a threefold, preferably in each case by less than a double of a
  • Wall thickness of the bush deformed Likewise, the bush can be deformed in the direction of deformation by at least 0.5 times, preferably in each case by at least a 1-fold, the wall thickness of the bushing.
  • the deformation direction is the direction along which the force acts to deform the socket on the socket. Usually this is perpendicular to the z-axis. Deformation within the stated limits is suitable for producing a sufficiently stable connection between the bush and the journal and can usually be achieved using relatively small forces, which can be achieved with a suitable tool, for example by means of a suitable tool. B. can also be applied manually.
  • a wall thickness of the bush in the area of deformation is typically less than 5 mm, less than 3 mm or less than 1 mm.
  • a depth of the recess in the surface of the pin may be at least 2 percent, at least 5 percent or at least 10 percent of a radius of the pin in a plane perpendicular to the z-axis.
  • the depth is at least 0.5 mm, at least 1 mm or at least 2 mm.
  • the deformation of the socket is made by means of a crimping tool or by means of a roller burnishing tool. This can be done both manually and by machine.
  • the crimping tool can, for. B. be a crimping tool.
  • a device comprising:
  • a bearing having a bearing axis be fined a z-direction de ⁇ , wherein the positive z-direction of a first bearing end has a second bearing end,
  • a pin which is mounted in the bearing and which is freely movable relative to the bearing along the z-axis within an axial play
  • a bushing which at least partially encloses a section of the journal projecting from the bearing at the second bearing end and which is connected in a form-locking and / or non-positively connected manner to the journal
  • connection between the bush and the pin is realized by at least one deformation of the bush, wherein the deformation in a complementary to the deformation
  • the axial play can be given in this device with particularly high accuracy.
  • the axial play of the pin relative to the bearing is less than 2 mm or less than 1 mm.
  • the axial clearance may be less than 2 percent or less than 1 percent of an axial length of the journal or an axial length of the bearing.
  • the bearing is a pivot bearing, wherein the pin is rotatably mounted in the bearing with respect to the bearing axis.
  • the bearing can be designed as a plain bearing or as a rolling bearing be.
  • the bearing is a hole or a through hole in a member for receiving the pin.
  • the recess in the surface of the spigot is spaced from the end of the spigot protruding from the bearing at the second bearing end in the z-direction.
  • End of the pin zoom in, as z. B. is the case with a screw thread, in which the thread extends to the end of the screw. This causes a positive connection and / or a frictional connection between the sleeve and the pin in both the positive and in the negative z-direction.
  • the pin is connected to a flap or integrally formed with the flap, wherein the flap for opening and closing a bypass valve for controlling a boost pressure in a turbocharger for a
  • FIG. 1 is a plan view of a component with a bearing with a circular cross section
  • 2 shows a section through the component from FIG. 1 along a section line shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows the component from FIG. 2 with a pin inserted into the bearing
  • Fig. 5 is a plan view of the component, the pin and the
  • Fig. 6 shows the component, the pin and the spacer of FIG.
  • FIG. 7 shows a plan view of the component, the journal, the spacer and the bushing from FIG. 6, FIG.
  • Fig. 8 shows the component, the pin, the spacer and the
  • Spacer is arranged between the socket and the second bearing end such that the Ab ⁇ holder is in contact with the socket and with the second bearing end, as well as
  • Fig. 9 shows the arrangement shown in Fig. 8, after the spacer has been removed.
  • FIG. 1 shows a component 1 with a bearing 2 arranged in the component with a circular cross-section in a plan view.
  • a planar upper side 6 of the component 1, which is visible in the illustration shown here, is aligned along an xy plane, wherein the xy plane is oriented through a positive x direction 3 and a positive y-direction 4 is given.
  • FIG. 2 shows the component 1 from FIG. 1 in a sectional illustration along a section line 8 illustrated in FIG. 1.
  • the viewing direction points in FIG. 2 in the negative x-direction, that is to say in FIG. 1 from right to left.
  • recurring features are each provided with the same reference numerals.
  • the bearing 2 is formed as a bore or through hole in the component 1, which extends along a positive z-direction 5 straight from a bottom 7 of the component 1 to the top 6 of the component 1.
  • the z-direction is parallel to a bearing axis 9, the one
  • Cylinder axis of the cylindrical bearing 2 is.
  • a perpendicular to the bearing axis 9 specific radius 10 of the bearing 2 is 0.5 cm in the embodiment shown here.
  • a along the z-direction 5 certain thickness 11 of the component 1, is given by the same time a length of the bearing 2 along the z-direction, here is z. B. 1 cm.
  • the component 1 is plate-like and made of metal, for. As iron or steel.
  • Fig. 3 shows the component 1 after a pin 12 has been inserted in the positive z-direction 5 in the bearing 2, up to a positive connection in the positive z-direction between the pin 12 and the bearing 2 and between the pin 12 and the first bearing end of the bearing 2 forming bottom 7 of the component 1.
  • the pin is also made of metal. The insertion of the pin
  • the pin 12th has in a first axial section
  • the pin 12 is substantially complementary to a bearing 2 cylindrical shape, wherein a radius 14 of the pin 12 in section 13 is a little smaller than the radius 10 of the bearing 2, so that the pin in the shown in Fig. 3 in the camp 2 position parallel to the xy plane has a minimal radial play, which is not explicitly shown here.
  • the pin 12 is thus rotatably arranged in the bearing 2 with respect to the bearing axis 9.
  • a second axial portion 15 of the pin 12 which is adjoins the first portion 14, the pin 12 has a radius 16 which is greater than the radius 14 in the first section and larger than the radius 10 of the bearing 2.
  • the positive connection in the positive z-direction 5 between the pin 12 and Bearing 2 and the component 1 is given by this compared to an xy cross-section of the bearing 2 enlarged cross section of the pin 12 in the second section 15.
  • the second portion 15 of the pin 12 is located on the flat bottom 7 of the component 1 and is in contact with this.
  • the pin On formed by the top 6 of the component 1 second bearing end of the bearing 2, the pin protrudes from the bearing 2, here z. B. by about 1 cm.
  • a recess 17 in the form of an annular groove which is arranged in a z-direction parallel to the aligned surface 18 of the pin 12 and introduced into this.
  • the recess 17 rotates the pin 12 perpendicular to the cylinder axis of the pin 12, which coincides here with the bearing axis 9.
  • a constant depth of the recess 17 in the surface 18 is here z. B. 1 mm.
  • the recess 17 is spaced from the upper end 19 of the pin 12, z. B. by about 4 mm, so that the recess 17 does not reach to the upper end 19 of the pin 12.
  • Fig. 4 shows the component 1 and the pin 12 again in the arrangement already shown in Fig. 3, after in a further step of the method described here, a spacer 20 with a constant thickness 21 of 1 mm at the top 6 of the component 1 and so that has been arranged at the second bearing end of the bearing 2.
  • the thickness 21 of the likewise metal spacer 20 defines the axial clearance of the pin 12 to be adjusted in the bearing 2.
  • the spacer 20 at least partially surrounds the pin 12 in the x-y plane and extends in the x-y plane against the pin 12.
  • An underside 22 of the spacer 20 abuts in a region of the upper side 6 of the component 1 forming the second bearing end and is in contact therewith.
  • FIG. 5 shows a plan view of the arrangement shown in Fig. 4, wherein the viewing direction as in Fig. 1, the negative z-direction. Shown is also the approximately fork-shaped spacer 20 which has a circular cross-section of the pin 12 at least partially complementary, here open to the right recess 23 in the the pin 12 is partially received, so that the spacer extends over at least half of the circumference of the pin 12 to this and encloses it.
  • FIG. 6 again shows the arrangement already illustrated in FIG. 4 after, in a further method step, a metal bushing 24 having the shape of a hollow cylinder has been placed on the section of the journal 12 protruding from the bearing 2 in the positive z-direction 5.
  • a metal bushing 24 having the shape of a hollow cylinder has been placed on the section of the journal 12 protruding from the bearing 2 in the positive z-direction 5.
  • the bushing 24 has a constant wall thickness 25 of 1 mm (but in an alternative variant this can have different diameters in the crimp area and the rest of the adjacent area).
  • An inner radius 26 of the bush 24 is like the radius 10 of the bearing 2 0.5 cm, so has a complementary to the first axial portion 13 of the pin 12 shape and is on this
  • the bushing 24 thus surrounds the section of the journal 12 protruding from the bearing 2 at the second bearing end along the z-direction 5 at least in regions.
  • Component 1 is arranged.
  • the spacer 20 is therefore in the negative z-direction at the top 6 of the component 1 and is in contact with this.
  • the spacer 20 is in contact with a bottom 27 of the bush 24.
  • the bottom 27 of the sleeve 24 is completely flat, so that the sleeve 24 rests along its entire bottom 27 on the spacer 20 and contacts it.
  • the distance between the underside 27 of the bushing 24 and the upper side 6 of the component 1 is thus given just by the constant thickness 21 of the spacer 20.
  • Fig. 7 again shows the arrangement of Fig. 6 in the already shown in FIGS. 1 and 5 known supervision along the line of sight the negative z-direction. Clearly visible are the
  • FIG. 8 shows the arrangement of FIGS. 6 and 7 after the bush 24 has been crimped with the pin 12 in a further method step.
  • a crimping tool not shown here, for. B. by means of a crimping tool, a directed in the x-y plane radially inwardly on the bearing axis 9 force exerted on the bushing 24, the effective direction is indicated here by arrows 28.
  • the deformation of the bushing 24 can also be carried out by means of a roller burnishing tool.
  • the force acts in the direction of the arrows 28 approximately centrally on a cylindrical outer surface 30 of the bushing 24, so that an xy-plane extending in the annular protuberance 29 is formed in the annular recess 17 in the surface 18th of the pin 12 engages, in the embodiment described here substantially over the entire circumference of the pin 12.
  • the bushing 24 thus in each case approximately 1 mm deformed. In this way, the bushing 24 and the pin 12 engage positively and non-positively along the positive and negative z-directions so that they are fixed relative to one another along the positive and negative z-directions.
  • the protuberance is presently applied to 29 additionally ⁇ a direction indicated by arrows 31, effective in the negative z-direction force on the sleeve 24 during molding. This has ensured that the bottom 27 of the sleeve 24 is in contact with the spacer 20 even after the formation of the positive and non-positive connection between the sleeve 24 and the pin 12.
  • a deviation of the thickness 21 of the spacer from a nominal thickness over the entire lateral extent of the spacer is less than 0.1 mm.
  • FIG. 9 the arrangement of Fig. 8 is shown after the spacer 20 has been removed in a further method step.
  • a device 32 according to the invention is given.
  • the pin 12 is now rotatably mounted and locked in the bearing 2, wherein it along the z-direction 5 within an axial play, which is given by the thickness 21 of the previously removed spacer 20, along the z-direction relative to the bearing 2 and the component 1 is movable.
  • the bushing 24 and the pin 12 are positively and non-positively connected to each other as described above.
  • the positive connection along the positive z-direction 5 between the pin 12 and the bearing 2 or between the pin 12 and the component 1 is as previously described by the widened cross-section of the pin 12 at the first bearing end of the bearing 2 on the underside 7 of the component 1 given.
  • the pin 12 is thus as described above until the stop of the second axial portion 15 to the bottom 7 of the component 1 movable.
  • Another positive connection along the negative z-direction between the pin 12 and the bearing 2 or between the pin 12 and the component 1 is realized by the socket 24 connected to the pin 12 by deformation.
  • the pin 12 On the underside 27 of the bush 24, the composite of the bush 24 and the pin 12 in the xy plane now has a cross section which is larger than the cross section of the bearing 2 in the xy plane. In the negative z-direction, the pin 12 is now up to the stop of the bottom 27 of the sleeve 24 to the top 6 of the component 1 movable.
  • the pin 12 described here only schematically can of course be designed in many ways.
  • the pin 12 may be a rotatably mounted shaft or drive shaft of a machine.
  • the pin 12 may be positively and / or non-positively and / or cohesively connected to other components or machine elements.
  • the pin 12 z. B. with a flap for opening and closing a bypass valve to control a boost pressure in a turbocharger for a

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Axialspiels eines in einem Lager (2) gelagerten Zapfens (12) entlang einer Lagerachse (9) des Lagers (2), wobei die Lagerachse (9) eine z-Richtung definiert und die positive z-Richtung von einem ersten Lagerende des Lagers (2) zu einem zweiten Lagerende des Lagers (2) weist, umfassend die Schritte: Einsetzen des Zapfens (12) in das Lager (2); - Bewegen des Zapfens (12) relativ zum Lager (2) in der positiven z-Richtung bis zu einem ersten Formschluss in der positiven z-Richtung zwischen dem Zapfen (12) und dem Lager (2); Anordnen eines das einzustellende Axialspiel definierenden Abstandhalters (20) am zweiten Lagerende; - Aufsetzen einer Buchse (24) auf einen am zweiten Lagerende in der positiven z-Richtung aus dem Lager (2) hinausragenden Abschnitt des Zapfens (12); Herstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Buchse (24) und dem Zapfen (12) durch wenigstens teilweises Verformen der Buchse (24) derart, dass der Abstandhalter (20) entlang der z-Richtung zwischen der mit dem Zapfen (12) verbundenen Buchse (24) und dem zweiten Lagerende angeordnet ist und mit der Buchse (24) und mit dem zweiten Lagerende in Kontakt ist; sowie - Entfernen des Abstandhalters (20). Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung (32) mit einem Lager (2) und mit einem in dem Lager (2) gelagerten Zapfen (12), der relativ zum Lager innerhalb eines Axialspiels bewegbar ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Einstellen eines Axialspiels eines in einem Lager gelagerten Zapfens und Vorrichtung umfassend ein Lager und einen in dem Lager gelagerten Zapfen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Axialspiels eines in einem Lager gelagerten Zapfens und eine Vorrichtung umfassend ein Lager und einen in dem Lager gelagerten Zapfen.
In den unterschiedlichsten Bereichen der Technik müssen Bewegungen verschiedener Bauteile oder Maschinenelemente relativ zueinander geführt und kontrolliert werden. Typische Beispiele sind die lineare Bewegung eines in einem Zylinder gelagerten Kolbens oder die Drehbewegung eines in einem Drehlager gelagerten Zapfens oder einer in einem Drehlager gelagerten Welle. Bauteile oder Maschinenelemente können in Bezug auf ihre geometrischen Abmessungen jedoch nur mit endlicher Genauigkeit gefertigt werden. Außerdem sind diese Abmessungen im Betrieb infolge von thermischen Schwankungen oder infolge von mechanischer Beanspruchung oft Veränderungen unterworfen.
Um solchen Schwankungen und Veränderungen Rechnung zu tragen, werden die geometrischen Abmessungen der führenden Elemente und/oder der zu führenden Elemente daher typischerweise derart gewählt, dass diese Elemente auch in Bezug auf solche Frei¬ heitsgrade der Bewegung, die durch die Führung gehemmt werden sollen, relativ zueinander eingeschränkt beweglich sind.
Beispielsweise werden die geometrischen Abmessungen eines
Drehlagers und eines in dem Drehlager drehbar gelagerten Zapfens gewöhnlich derart gewählt, dass der Zapfen auch entlang der Drehachse eingeschränkt beweglich ist. Eine Strecke, um die der in dem Lager gelagerte Zapfen entlang der Drehachse relativ zum Drehlager maximal verschiebbar ist, wird auch Axialspiel ge¬ nannt . Oft ist es vorteilhaft oder sogar erforderlich, ein solches Spiel mit einer vorgegebenen Genauigkeit einstellen zu können. Bisher erfolgt dies dadurch, dass die geometrischen Abmessungen der entsprechenden Bauteile oder Elemente mit der gewünschten Genauigkeit gefertigt werden. So wird in der Druckschrift
DE 10 2006 021 185 AI eine Verschlussklappe für einen Abgas¬ turbolader beschrieben, bei der die Lagerung und Zentrierung eines Verschlussdeckels relativ zu einem Betätigungsarm verbessert ist. Dazu weist der Verschlussdeckel einen erhabenen Bereich auf, der in eine komplementäre Nut des Betätigungsarmes eingreift. Mit erhöhten Anforderungen an die gewünschte Ge¬ nauigkeit gehen jedoch typischerweise steigende Fertigungs¬ kosten einher. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen eines Axialspiels eines in einem Lager gelagerten Zapfens zu entwickeln, welches zum einen die möglichst genaue Einstellung des Axialspiels gewährleistet und welches zum anderen möglichst einfach und kostengünstig durchführbar ist. Außerdem soll eine Vorrichtung mit einem Lager und einem in dem lager gelagerten Zapfen vorgeschlagen werden, bei der ein Axialspiel des Zapfens mit möglichst Präzision gegeben ist und die möglichst kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und durch
Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Spezielle Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Vorgeschlagen wird also ein Verfahren zum Einstellen eines Axialspiels eines in einem Lager gelagerten Zapfens entlang einer Lagerachse des Lagers, wobei die Lagerachse eine z-Richtung definiert und die positive z-Richtung von einem ersten Lagerende des Lagers zu einem zweiten Lagerende des Lagers weist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Einsetzen des Zapfens in das Lager;
Bewegen des Zapfens relativ zum Lager in der positiven z-Richtung bis zu einem Formschluss in der positiven z-Richtung zwischen dem Zapfen und dem Lager; Anordnen eines das einzustellende Axialspiel definierenden Abstandhalters am zweiten Lagerende;
Aufsetzen einer Buchse auf einen am zweiten Lagerende in der positiven z-Richtung aus dem Lager hinausragenden Abschnitt des Zapfens;
Herstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Buchse und dem Zapfen durch we- nigstens teilweises Verformen der Buchse derart, dass der Abstandhalter entlang der z-Richtung zwischen der mit dem Zapfen verbundenen Buchse und dem zweiten Lagerende angeordnet ist und mit der Buchse und mit dem zweiten Lagerende in Kontakt ist; sowie
Entfernen des Abstandhalters. Dabei soll betont werden, dass die genannten Verfahrensschritte auch in einer anderen als der vorstehend genannten Reihenfolge durchgeführt werden können.
Das hier vorgeschlagene Verfahren unterscheidet sich von be- kannten Verfahren vor allem dadurch, dass die Einstellung des Axialspiels erst bei der Montage erfolgt. Gegebenenfalls vorliegende Ungenauigkeiten in den Abmessungen des Lagers oder des Zapfens können durch das vorgeschlagene formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbinden der Buchse mit dem Zapfen besonders einfach und effektiv ausgeglichen werden. Das einzustellende Axialspiel ist dabei durch eine Dicke des Ab¬ standhalters entlang der z-Richtung gegeben. Diese kann auf einfache und kostengünstige Weise mit großer Genauigkeit eingestellt werden. Beispielsweise ist das Axialspiel so ohne Schwierigkeiten mit einer Genauigkeit von weniger als 0.2 mm oder von weniger als 0.1 mm einstellbar.
Der Zapfen hat typischerweise eine zylindrische oder im We¬ sentlichen zylindrische Form. Das Lager ist normalerweise in ein Bauteil integriert und hat gewöhnlich eine zur Form des Zapfens komplementäre Form. Üblicherweise hat also auch das Lager eine zylindrische oder im Wesentlichen zylindrische Form, wobei die Lagerachse dann durch eine Zylinderachse gegeben ist. In zur z-Achse senkrecht stehenden lateralen Richtungen besteht dann ein Formschluss zwischen Lager und Zapfen.
Der Formschluss in der positiven z-Richtung zwischen dem Zapfen und dem Lager hemmt die Bewegung des Zapfens relativ zum Lager in der positiven z-Richtung. Er kann durch entsprechende Ausstülpungen oder Vorsprünge des Zapfens und gegebenenfalls durch zu diesen Ausstülpungen oder Vorsprüngen komplementäre Ausnehmungen des Lagers realisiert sein, die typischerweise senkrecht zur z-Richtung von dem Zapfen abstehen. Er kann auch dadurch realisiert sein, dass der Zapfen in einem am ersten Lagerende in der negativen z-Richtung aus dem Lager hinausragenden Abschnitt senkrecht zur z-Richtung einen Querschnitt aufweist, der größer ist als ein entsprechender Querschnitt des Lagers. Der Formschluss in der positiven z-Richtung kann ebenso durch ein mit dem Zapfen formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder Stoffschlüssig verbundenes Element realisiert sein.
Die Buchse kann wenigstens bereichsweise als Ring oder als Hohlzylinder ausgebildet sein, dessen Form wenigstens bereichsweise komplementär zum Abschnitt des Zapfens ist, der am zweiten Lagerende aus dem Lager hinausragt. Damit ist die Buchse auf den genannten Abschnitt des Zapfens in der negativen z-Richtung aufschiebbar. Üblicherweise ist die Buchse voll- ständig oder wenigstens teilweise aus Metall gebildet. Durch das Verbinden der Buchse mit dem Zapfen wird bevorzugt ein Formschluss zwischen der Buchse und dem Zapfen in der positiven und in der negativen z-Richtung bewirkt. Natürlich ist es auch denkbar, z. B. durch Einwirkung von Wärme einen Stoffschluss zwischen der Buchse und dem Zapfen herzustellen.
Bevor der Abstandhalter entfernt wird, ist der Abstandhalter typischerweise in der negativen z-Richtung mit dem zweiten Lagerende und in der positiven z-Richtung mit der Buchse in Kontakt, so dass der Abstand zwischen der Buchse und dem zweiten Lagerende entlang der z-Achse gerade durch die Dicke des Ab¬ standhalters gegeben ist. Bevorzugt weist der Abstandhalter wenigstens in dem Bereich, in dem er während der Montage am zweiten Lagerende angeordnet und mit der Buchse und mit dem zweiten Lagerende in Kontakt gebracht wird, eine gleichmäßige Dicke auf. Nach Entfernen des Abstandhalters ist der Zapfen in der negativen z-Richtung normalerweise bis zu einem Formschluss zwischen der mit dem Zapfen verbundenen Buchse und dem zweiten Lagerende bewegbar.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Verfahrens wird durch das Verformen der Buchse wenigstens eine Ausstülpung in der Buchse geformt, die jeweils in eine zur Ausstülpung komplementäre Ausnehmung in einer Oberfläche des Zapfens eingreift. So kann der Formschluss und/oder der Kraftschluss zwischen Buchse und Zapfen in besonders einfacher Weise hergestellt werden. Eine Kraft zum Verformen der Buchse greift dabei typischerweise senkrecht zur z-Achse an der Buchse an. Die Buchse wird also normalerweise in wenigstens einer lateralen Richtung senkrecht zur z-Achse verformt. Die Ausstülpung der Buchse und die dazu komplementäre Ausnehmung des Zapfens sind bevorzugt an einander zugewandten Oberflächen der Buchse und des Zapfens angeordnet oder aus¬ gebildet. Typischerweise sind diese Oberflächen jeweils parallel zur z-Achse ausgerichtet. Die Ausnehmung kann z. B. als Ringnut ausgebildet sein, die in einer Ebene senkrecht zur z-Achse an oder in der Oberfläche des Zapfens verläuft. Die Ausstülpung kann dann gleichzeitig als von der Buchse radial nach innen auf den Zapfen weisende ringförmige Ausstülpung ausgebildet sein. Es können aber auch verschiedene, untereinander nicht verbundene Aus¬ nehmungen in oder an der Oberfläche des Zapfens vorgesehen sein. Beim Verformen der Buchse kann auf die Buchse gleichzeitig eine weitere Kraft in der negativen z-Richtung ausgeübt werden. So wird sichergestellt, dass die Buchse nach der Herstellung der Verbindung zwischen der Buchse und dem Zapfen an dem Abstandhalter anliegt und mit diesem in Kontakt ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Buchse in einem Abstand von den axialen Enden der Buchse verformt, entlang der z-Achse also in einem „Inneren" der Buchse und nicht an deren Enden. Damit ist das Verfahren unempfindlich gegenüber einer Tiefe der Ausnehmung in der Oberfläche des Zapfens . Es steht immer genügend Material zur Verführung, um vollständig in die Aus¬ nehmung einzugreifen und eine stabile Verbindung zwischen der Buchse und dem Zapfen zu gewährleisten. Der Abstand von den axialen Enden der Buchse kann z. B. jeweils wenigstens zehn Prozent oder wenigstens 20 Prozent einer Länge der Buchse entlang der z-Achse betragen. Z. B. kann der Abstand größer sein als 2 mm, größer als 5 mm oder größer als 1 cm, abhängig von der Länge der Buchse. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Buchse in einer Verformungsrichtung jeweils um weniger als ein Dreifaches, vorzugsweise jeweils um weniger als ein Doppeltes einer
Wandstärke der Buchse verformt. Ebenso kann die Buchse in der Verformungsrichtung jeweils um wenigstens ein 0.5-faches, vorzugsweise jeweils um wenigstens ein 1-faches der Wandstärke der Buchse verformt werden. Die Verformungsrichtung ist dabei die Richtung, entlang derer die Kraft zum Verformen der Buchse an der Buchse angreift. Normalerweise ist dies senkrecht zur z-Achse. Eine Verformung in den genannten Grenzen ist geeignet, eine hinreichend stabile Verbindung zwischen der Buchse und dem Zapfen herzustellen und kann gewöhnlich unter Anwendung relativ geringer Kräfte erzielt werden, die mit einem entsprechenden Werkzeug z. B. auch manuell aufgebracht werden können. Eine Wandstärke der Buchse beträgt im Bereich der Verformung ty- pischerweise weniger als 5 mm, weniger als 3 mm oder weniger als 1 mm. Eine Tiefe der Ausnehmung in der Oberfläche des Zapfens kann wenigstens 2 Prozent, wenigstens 5 Prozent oder wenigstens 10 Prozent eines Radius des Zapfens in einer Ebene senkrecht zur z-Achse betragen. Beispielsweise beträgt die Tiefe wenigstens 0.5 mm, wenigstens 1 mm oder wenigstens 2 mm.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Verformen der Buchse mittels eines Crimpwerkzeugs oder mittels eines Rollierwerkzeugs vorgenommen. Dies kann sowohl manuell als auch maschinell erfolgen. Das Crimpwerkzeug kann z. B. eine Crimpzange sein. Vorgeschlagen wird ferner eine Vorrichtung, umfassend:
ein Lager mit einer Lagerachse, die eine z-Richtung de¬ finiert, wobei die positive z-Richtung von einem ersten Lagerende zu einem zweiten Lagerende weist,
- einen Zapfen, der im Lager gelagert ist und der relativ zum Lager entlang der z-Achse innerhalb eines Axialspiels frei bewegbar ist, und
eine Buchse, die einen am zweiten Lagerende aus dem Lager hinausragenden Abschnitt des Zapfens wenigstens teilweise umschließt und die mit dem Zapfen formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist,
wobei
die Verbindung zwischen der Buchse und dem Zapfen durch wenigstens eine Verformung der Buchse realisiert ist, wobei die Verformung in eine zur Verformung komplementäre
Ausnehmung in einer Oberfläche des Zapfens eingreift, und das Axialspiel des Zapfens relativ zum Lager in der ne¬ gativen z-Richtung durch einen Formschluss in der negativen z-Richtung zwischen der Buchse und dem zweiten Lagerende begrenzt ist.
Es handelt sich also vorzugsweise um eine Vorrichtung, die mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren herstellbar ist, also auf besonders einfache und kostengünstige Weise. Das Axialspiel kann bei dieser Vorrichtung mit besonders großer Genauigkeit gegeben sein .
Bei einer speziellen Ausführungsform beträgt das Axialspiel des Zapfens relativ zum Lager weniger als 2 mm oder weniger als 1 mm. Beispielsweise kann das Axialspiel weniger als 2 Prozent oder weniger als 1 Prozent einer axialen Länge des Zapfens oder einer axialen Länge des Lagers betragen. Dadurch kann z. B. Verformungen infolge thermischer Schwankungen im Betrieb der Vorrichtung Rechnung getragen werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lager um ein Drehlager, bei dem der Zapfen bezüglich der Lagerachse drehbar im Lager gelagert ist. Das Lager kann als Gleitlager oder als Wälzlager ausgebildet sein. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Lager um eine Bohrung oder ein Durchgangsloch in einem Bauteil zum Aufnehmen des Zapfens. Bevorzugt ist das Bauteil, in dem das Lager an¬ geordnet ist, oder das Lager selbst am ersten und/oder am zweiten Lagerende eben ausgebildet. Das erste und/oder das zweite Lagerende ist dabei vorzugsweise senkrecht zur z-Richtung ausgerichtet .
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Ausnehmung in der Oberfläche des Zapfens von dem am zweiten Lagerende aus dem Lager hinausragenden Ende des Zapfens in der z-Richtung beabstandet.
Die Ausnehmung reicht also insbesondere nicht an das genannten
Ende des Zapfens heran, wie dies z. B. bei einem Schraubengewinde der Fall ist, bei dem das Gewinde bis ans Schraubenende reicht. Dies bewirkt einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss zwischen der Buchse und dem Zapfen sowohl in der positiven als auch in der negativen z-Richtung.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Zapfen mit einer Klappe verbunden oder mit der Klappe einteilig ausgebildet, wobei die Klappe zum Öffnen und Schließen eines Bypass-Ventils zur Regelung eines Ladedrucks in einem Turbolader für eine
Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Dabei wird das Öffnen und Schließen des Bypass-Ventils z. B. durch eine Drehbewegung des Zapfens im Lager bewirkt . Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die präzise Einstellung des Axialspiels besonders vorteilhaft, da Zapfen und Klappe bei zu groß eingestelltem Axialspiel leicht zu starken Schwingungen angeregt werden können. Dadurch können eine hohe Geräuschbelastung und starke mechanische Abnutzungen entstehen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Bauteil mit einem Lager mit kreisförmigem Querschnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch das Bauteil aus Fig. 1 entlang einer in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie,
Fig. 3 das Bauteil aus Fig. 2 mit einem in das Lager ein- gesetzten Zapfen,
Fig. 4 das Bauteil mit dem in das Lager eingesetzten Zapfen, wobei an einem zweiten Lagerende ein Abstandhalter angeordnet ist,
Fig. 5 eine Aufsicht auf das Bauteil, den Zapfen und den
Abstandhalter aus Fig. 4,
Fig. 6 das Bauteil, den Zapfen und den Abstandhalter aus Fig.
4, wobei eine Buchse auf einen am zweiten Lagerende aus dem Lager herausragenden Abschnitt des Zapfens aufgesetzt ist,
Fig. 7 eine Aufsicht auf das Bauteil, den Zapfen, den Ab- standhalter und die Buchse aus Fig. 6,
Fig. 8 das Bauteil, den Zapfen, den Abstandhalter und die
Buchse aus Fig. 6, wobei die Buchse derart verformt ist, dass Ausstülpungen der Buchse in komplementäre Ausnehmungen des Zapfens eingreifen, und wobei der
Abstandhalter derart zwischen der Buchse und dem zweiten Lagerende angeordnet ist, dass der Ab¬ standhalter mit der Buchse und mit dem zweiten Lagerende in Kontakt ist, sowie
Fig. 9 die in Fig. 8 gezeigte Anordnung, nachdem der Abstandhalter entfernt worden ist.
Fig. 1 zeigt ein Bauteil 1 mit einem in dem Bauteil angeordneten Lager 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt in einer Aufsicht. Eine ebene Oberseite 6 des Bauteils 1, die in der hier dar¬ gestellten Aufsicht sichtbar ist, ist entlang einer x-y-Ebene ausgerichtet, wobei die x-y-Ebene durch eine positive x-Richtung 3 und eine positive y-Richtung 4 gegeben ist. Fig. 2 zeigt das Bauteil 1 aus Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entlang einer in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie 8. Die Blickrichtung weist in Fig. 2 in die negative x-Richtung, also in Fig. 1 von rechts nach links. Hier und im Folgenden sind wiederkehrende Merkmale jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Lager 2 ist als Bohrung oder Durchgangsloch im Bauteil 1 ausgebildet, das sich entlang einer positiven z-Richtung 5 gerade von einer Unterseite 7 des Bauteils 1 bis zur Oberseite 6 des Bauteils 1 erstreckt. Die z-Richtung ist parallel zu einer Lagerachse 9, die eine
Zylinderachse des zylinderförmigen Lagers 2 ist. Ein senkrecht zur Lagerachse 9 bestimmter Radius 10 des Lagers 2 beträgt im hier gezeigten Ausführungsbeispiel 0.5 cm. Eine entlang der z-Richtung 5 bestimmte Dicke 11 des Bauteils 1, durch die gleichzeitig eine Länge des Lagers 2 entlang der z-Richtung gegeben ist, beträgt hier z. B. 1 cm. Das Bauteil 1 ist plattenartig ausgebildet und aus Metall gefertigt, z. B. aus Eisen oder Stahl. Fig. 3 zeigt das Bauteil 1, nachdem ein Zapfen 12 in der positiven z-Richtung 5 in das Lager 2 eingesetzt worden ist, und zwar bis zu einem Formschluss in der positiven z-Richtung zwischen dem Zapfen 12 und dem Lager 2 bzw. zwischen dem Zapfen 12 und der ein erstes Lagerende des Lagers 2 bildenden Unterseite 7 des Bauteils 1. Der Zapfen ist ebenfalls aus Metall. Das Einsetzen des Zapfens
12 in das Lager 2 und das Bewegen des Zapfens 12 in der positiven z-Richtung 5 bis zum Formschluss in der positiven z-Richtung 5 sind Schritte des vorliegend beschriebenen Verfahrens zum Einstellen eines Axialspiels des in dem Lager 2 gelagerten Zapfens 12. Der Zapfen 12 hat in einem ersten axialen Abschnitt
13 des Zapfens 12 im Wesentlichen eine zum Lager 2 komplementäre zylindrische Form, wobei ein Radius 14 des Zapfens 12 im Abschnitt 13 um weniges kleiner ist als der Radius 10 des Lagers 2, so dass der Zapfen in der in Fig. 3 gezeigten in das Lager 2 eingesetzten Position parallel zur x-y-Ebene ein minimales radiales Spiel hat, das hier jedoch nicht explizit dargestellt ist. Der Zapfen 12 ist somit im Lager 2 bezüglich der Lagerachse 9 drehbar angeordnet. In einem zweiten axialen Abschnitt 15 des Zapfens 12, der sich an den ersten Abschnitt 14 anschließt, hat der Zapfen 12 einen Radius 16, der größer ist als der Radius 14 im ersten Abschnitt und größer als der Radius 10 des Lagers 2. Der Formschluss in der positiven z-Richtung 5 zwischen dem Zapfen 12 und dem Lager 2 bzw. dem Bauteil 1 ist durch diesen gegenüber einem x-y-Querschnitt des Lagers 2 vergrößerten Querschnitt des Zapfens 12 im zweiten Abschnitt 15 gegeben. In Fig. 3 liegt der zweite Abschnitt 15 des Zapfens 12 an der ebenen Unterseite 7 des Bauteils 1 an und ist mit dieser in Kontakt. Am durch die Oberseite 6 des Bauteils 1 gebildeten zweiten Lagerende des Lagers 2 ragt der Zapfen aus dem Lager 2 heraus, hier z. B. um etwa 1 cm. Ebenfalls in Fig. 3 gezeigt ist eine Ausnehmung 17 in Gestalt einer Ringnut, die in einer zur z-Richtung parallel ausgerichteten Oberfläche 18 des Zapfens 12 angeordnet bzw. in diese eingebracht ist. Die Ausnehmung 17 umläuft den Zapfen 12 senkrecht zur Zylinderachse des Zapfens 12, die hier mit der Lagerachse 9 zusammenfällt. Eine konstante Tiefe der Ausnehmung 17 in der Oberfläche 18 beträgt hier z. B. 1 mm. Entlang der Zylinderachse des Zapfens 12 bzw. entlang der z-Richtung 5 ist die Ausnehmung 17 vom oberen Ende 19 des Zapfens 12 beabstandet, z . B . um etwa 4 mm, so dass die Ausnehmung 17 nicht bis ans obere Ende 19 des Zapfens 12 heranreicht.
Fig. 4 zeigt das Bauteil 1 und den Zapfen 12 wiederum in der bereits in Fig. 3 dargestellten Anordnung, nachdem in einem weiteren Schritt des hier beschriebenen Verfahrens ein Abstandhalter 20 mit einer konstanten Dicke 21 von 1 mm an der Oberseite 6 des Bauteils 1 und damit am zweiten Lagerende des Lagers 2 angeordnet worden ist. Die Dicke 21 des ebenfalls metallenen Abstandhalters 20 definiert das einzustellende Axialspiel des Zapfens 12 im Lager 2. Der Abstandhalter 20 umschließt den Zapfen 12 in der x-y-Ebene wenigstens teilweise und reicht in der x-y-Ebene an den Zapfen 12 heran. Eine Unterseite 22 des Abstandhalters 20 liegt in einem das zweite Lagerende bildenden Bereich der Oberseite 6 des Bauteils 1 an und ist mit diesem in Kontakt.
Fig. 5 zeigt eine Aufsicht auf die in Fig. 4 gezeigte Anordnung, wobei die Blickrichtung wie in Fig. 1 die negative z-Richtung ist . Illustriert sind die Oberseite 6 des Bauteils 1 mit dem in das Lager 2 eingesetzten Zapfen 12. Gezeigt ist ebenso der in etwa gabelförmige Abstandhalter 20, der eine zum kreisförmigen Querschnitt des Zapfens 12 wenigstens teilweise komplementäre, hier nach rechts offene Aussparung 23 aufweist, in die der Zapfen 12 teilweise aufgenommen ist, so dass der Abstandhalter über wenigstens die Hälfte des Umfangs des Zapfens 12 an diesen heranreicht und ihn einfasst. Fig. 6 zeigt wieder die bereits in Fig. 4 illustrierte Anordnung, nachdem in einem weiteren Verfahrensschritt eine metallene Buchse 24 mit der Form eines Hohlzylinders auf den in der positiven z-Richtung 5 aus dem Lager 2 herausragenden Abschnitt des Zapfens 12 aufgesetzt worden ist. Die Buchse 24 hat in der Fig. 6 eine konstante Wandstärke 25 von 1 mm (diese kann aber in einer alternativen Variante im Crimpbereich und dem restlichen anliegenden Bereich unterschiedliche Durchmesser aufweisen) . Ein innerer Radius 26 der Buchse 24 beträgt wie der Radius 10 des Lagers 2 0.5 cm, hat also eine zum ersten axialen Abschnitt 13 des Zapfens 12 komplementäre Form und ist auf diesen
aufschiebbar. Die Buchse 24 umschließt also den am zweiten Lagerende aus dem Lager 2 herausragenden Abschnitt des Zapfens 12 entlang der z-Richtung 5 wenigstens bereichsweise. In der Anordnung der Fig. 6 ist der Abstandhalter 20 entlang der z-Richtung 5 zwischen der Buchse 24 und der Oberseite 6 des
Bauteils 1 angeordnet. Der Abstandhalter 20 liegt also in der negativen z-Richtung an der Oberseite 6 des Bauteils 1 an und ist mit dieser in Kontakt. In der positiven z-Richtung 5 ist der Abstandhalter 20 mit einer Unterseite 27 der Buchse 24 in Kontakt. Die Unterseite 27 der Buchse 24 ist vollständig eben ausgebildet, so dass die Buchse 24 entlang ihrer gesamten Unterseite 27 am Abstandhalter 20 anliegt und diesen berührt. Entlang der z-Richtung ist der Abstand zwischen der Unterseite 27 der Buchse 24 und der Oberseite 6 des Bauteils 1 also gerade durch die konstante Dicke 21 des Abstandhalters 20 gegeben.
Fig. 7 zeigt wiederum die Anordnung aus Fig. 6 in der bereits aus den Fign. 1 und 5 bekannten Aufsicht mit Blickrichtung entlang der negativen z-Richtung. Deutlich zu erkennen sind die
Wandstärke 25 und der Innenradius 26 der Buchse 24, die den Zapfen 12 radial vollständig umschließt und die den Abstandhalter 20 hier teilweise verdeckt, da dieser entlang der z-Richtung zwischen der Buchse 24 und der Oberseite 6 des Bauteils 1 angeordnet ist.
In Fig. 8 ist die Anordnung der Fig. 6 und 7 gezeigt, nachdem die Buchse 24 in einem weiteren Verfahrensschritt mit dem Zapfen 12 vercrimpt wurde. Zu diesem Zweck wurde mittels eines hier nicht dargestellten Crimpwerkzeugs , z. B. mittels einer Crimpzange, eine in der x-y-Ebene radial nach innen auf die Lagerachse 9 gerichtete Kraft auf die Buchse 24 ausgeübt, deren Wirkrichtung hier durch Pfeile 28 angedeutet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Verformen der Buchse 24 auch mittels eines Rollierwerkzeugs vorgenommen werden. In dem genannten Verfahrensschrift greift die Kraft in Richtung der Pfeile 28 in etwa mittig an einer zylindrischen Außenfläche 30 der Buchse 24 an, so dass eine in der x-y-Ebene verlaufenden ringförmige Ausstülpung 29 gebildet wird, die in die ringförmige Ausnehmung 17 in der Oberfläche 18 des Zapfens 12 eingreift, und zwar im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Zapfens 12. Entlang der durch die Pfeile 28 angedeuteten Wirkrichtung der auf die Buchse 24 ausgeübten Kraft wird die Buchse 24 also j eweils in etwa um 1 mm verformt . Auf diese Weise greifen die Buchse 24 und der Zapfen 12 entlang der positiven und der negativen z-Richtung formschlüssig und kraftschlüssig ineinander, so dass sie entlang der positiven und der negativen z-Richtung relativ zueinander fixiert sind.
Vorliegend wurde während der Formung der Ausstülpung 29 zu¬ sätzlich eine durch Pfeile 31 angedeutete, in der negativen z-Richtung wirksame Kraft auf die Buchse 24 ausgeübt. Damit wurde sichergestellt, dass die Unterseite 27 der Buchse 24 auch nach der Ausbildung der form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Buchse 24 und dem Zapfen 12 mit dem Abstandhalter 20 in Kontakt ist. In Fig. 8 ist der Abstandhalter 20 nach dem teilweisen Verformen der Buchse 24 also entlang der z-Richtung zwischen der Buchse 24 und der Oberseite 6 des Bauteils 1 eingeklemmt, so dass der Abstand zwischen der Unterseite 27 der Buchse 24 und der Oberseite 6 des Bauteils 1 entlang der z-Richtung auch nach dem Verformen der Buchse 24 weiterhin gerade durch die präzise einstellbare Dicke 21 des Abstandhalters 20 gegeben ist. Im Vorliegenden Beispiel beträgt eine Abweichung der Dicke 21 des Abstandhalters von einer nominalen Dicke über die gesamte laterale Ausdehnung des Abstandhalters weniger als 0.1 mm .
In Fig. 9 ist die Anordnung aus Fig. 8 gezeigt, nachdem der Abstandhalter 20 in einem weiteren Verfahrensschritt entfernt worden ist. Durch diese Anordnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 32 gegeben. Der Zapfen 12 ist nun im Lager 2 drehbar gelagert und arretiert, wobei er entlang der z-Richtung 5 innerhalb eines Axialspiels, das durch die Dicke 21 des zuvor entfernten Abstandhalters 20 gegeben ist, entlang der z-Richtung relativ zum Lager 2 und zum Bauteil 1 bewegbar ist. Die Buchse 24 und der Zapfen 12 sind wie zuvor beschrieben form- und kraftschlüssig miteinander verbunden. Der Formschluss entlang der positiven z-Richtung 5 zwischen dem Zapfen 12 und dem Lager 2 bzw. zwischen dem Zapfen 12 und dem Bauteil 1 ist wie zuvor beschrieben durch den verbreiterten Querschnitt des Zapfens 12 am ersten Lagerende des Lagers 2 an der Unterseite 7 des Bauteils 1 gegeben. In der positiven z-Richtung 5 ist der Zapfen 12 also wie zuvor beschrieben bis zum Anschlag des zweiten axialen Abschnitts 15 an die Unterseite 7 des Bauteils 1 bewegbar. Ein weiterer Formschluss entlang der negativen z-Richtung zwischen dem Zapfen 12 und dem Lager 2 bzw. zwischen dem Zapfen 12 und dem Bauteil 1 ist durch die mit dem Zapfen 12 durch Verformen verbundene Buchse 24 realisiert. An der Unterseite 27 der Buchse 24 weist der Verbund aus der Buchse 24 und dem Zapfen 12 in der x-y-Ebene nun einen Querschnitt auf, der größer ist, als der Querschnitt des Lagers 2 in der x-y-Ebene. In der negativen z-Richtung ist der Zapfen 12 nun bis zum Anschlag der Unterseite 27 der Buchse 24 an die Oberseite 6 des Bauteils 1 bewegbar. Der hier nur ganz schematisch beschriebene Zapfen 12 kann selbstverständlich in vielerlei Art und Weise ausgestaltet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Zapfen 12 um eine drehbar gelagerte Welle oder Antriebswelle einer Maschine handeln. Ebenso kann der Zapfen 12 mit weiteren Bauteilen oder Maschinenelementen formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder Stoffschlüssig verbunden sein. Bei einem hier nicht explizit dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zapfen 12 z. B. mit einer Klappe zum Öffnen und Schließen eines Bypass-Ventils zur Regelung eines Ladedrucks in einem Turbolader für eine
Brennkraftmaschine verbunden oder mit dieser Klappe einteilig ausgebildet. Mit der Drehung des Zapfens 12 im Lager 2 wird das Bypass-Ventil dann geöffnet und geschlossen, wobei der Ab¬ gasladedruck des Turboladers bei geöffnetem Bypass-Ventil verringert wird, indem das Abgas direkt zum Abgasauslass geleitet wird .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Einstellen eines Axialspiels eines in einem Lager (2) gelagerten Zapfens (12) entlang einer Lagerachse des Lagers (2), wobei die Lagerachse (9) eine z-Richtung definiert und die positive z-Richtung von einem ersten Lagerende des Lagers (2) zu einem zweiten Lagerende des Lagers (2) weist, umfassend die Schritte:
- Einsetzen des Zapfens (12) in das Lager (2);
- Bewegen des Zapfens (12) relativ zum Lager (2) in der positiven z-Richtung bis zu einem ersten Formschluss in der positiven z-Richtung zwischen dem Zapfen (12) und dem Lager (2) ;
- Anordnen eines das einzustellende Axialspiel definierenden Abstandhalters (20) am zweiten Lagerende;
- Aufsetzen einer Buchse (24) auf einen am zweiten Lagerende in der positiven z-Richtung aus dem Lager
(2) hinausragenden Abschnitt des Zapfens (12);
- Herstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Buchse (24) und dem Zapfen (12) durch wenigstens teilweises Verformen der Buchse (24) derart, dass der Abstandhalter (20) entlang der z-Richtung zwischen der mit dem Zapfen (12) verbundenen Buchse (24) und dem zweiten Lagerende angeordnet ist und mit der Buchse (24) und mit dem zweiten Lagerende in Kontakt ist; sowie
- Entfernen des Abstandhalters (20) .
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Verformen wenigstens eine Ausstülpung (29) in der Buchse (24) geformt wird, die jeweils in eine zur Ausstülpung (29) komplementäre Ausnehmung (17) in einer Oberfläche (18) des Zapfens (12) eingreift.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (24) jeweils in einem Abstand von den axialen Enden der Buchse (24) verformt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (24) in einer Verfor¬ mungsrichtung, die durch eine Verformungskraft definiert ist, jeweils um weniger als ein Dreifaches, vorzugsweise jeweils um weniger als ein Doppeltes einer Wandstärke (25) der Buchse (24) verformt wird und/oder dass die Buchse (24) in der Verformungsrichtung jeweils um wenigstens ein 0.5-faches, vorzugsweise jeweils um wenigstens ein 1-faches der Wand¬ stärke (25) der Buchse (24) verformt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen der Buchse (24) mittels eines Crimpwerkzeugs oder mittels eines Rollierwerkzeugs vorgenommen wird.
6. Vorrichtung (32), umfassend:
- ein Lager (2) mit einer Lagerachse (9) , die eine z-Richtung definiert, wobei die positive z-Richtung von einem ersten Lagerende zu einem zweiten Lagerende weist,
- einen Zapfen (12), der im Lager (2) gelagert ist und der relativ zum Lager (2) entlang der z-Achse innerhalb eines Axialspiels frei bewegbar ist, und
- eine Buchse (24), die einen am zweiten Lagerende aus dem Lager (2) hinausragenden Abschnitt des Zapfens (12) wenigstens teilweise umschließt und die mit dem Zapfen (12) formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist, wobei
- die Verbindung zwischen der Buchse (24) und dem Zapfen (12) durch wenigstens eine Verformung der Buchse (24) realisiert ist, wobei die Verformung in eine zur Verformung komplementäre Ausnehmung (17) in einer Oberfläche (18) des Zapfens (12) eingreift, und
- das Axialspiel des Zapfens (12) relativ zum Lager (2) in der negativen z-Richtung durch einen Formschluss in der negativen z-Richtung zwischen der Buchse (24) und dem zweiten Lagerende begrenzt ist.
7. Vorrichtung (32) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Axialspiel weniger als 2 mm oder weniger als 1 mm beträgt.
8. Vorrichtung (32) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (12) bezüglich der Lagerachse (9) drehbar im Lager (2) gelagert ist.
9. Vorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (17) in der Oberfläche (18) des Zapfens (12) von dem am zweiten Lagerende aus dem Lager (2) hinausragenden Ende des Zapfens (12) entlang der z-Richtung beabstandet ist.
10. Vorrichtung (32) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (12) mit einer Klappe verbunden ist oder mit der Klappe einteilig ausgebildet ist, wobei die Klappe zum Öffnen und Schließen eines Bypass-Ventils zur Regelung eines Ladedrucks in einem Turbolader für eine Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
PCT/EP2014/050623 2013-02-13 2014-01-14 Verfahren zum einstellen eines axialspiels eines in einem lager gelagerten zapfens und vorrichtung umfassend ein lager und einen in dem lager gelagerten zapfen Ceased WO2014124772A1 (de)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160130850A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-12 Duncan Bolt Co. Tamper resitant hinge pin retention
DE102015201076A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-28 Röchling Automotive SE & Co. KG Luftklappenvorrichtung
DE102016002269B4 (de) * 2016-02-26 2021-08-26 Feinguss Blank Gmbh Ventilelement
DE102017218297A1 (de) * 2017-10-12 2019-04-18 Continental Automotive Gmbh Ventilklappeneinrichtung für ein Bypass-Ventil eines Abgasturboladers sowie Abgasturbolader
DE102018200611A1 (de) 2018-01-16 2019-07-18 Continental Automotive Gmbh Ventilklappeneinrichtung für einen Abgasturbolader, Abgasturbolader und Verfahren zur Herstellung der Ventilklappeneinrichtung
CN110836224B (zh) * 2019-11-25 2021-03-16 南京工业大学 一种自由膨胀间隙补偿式转盘轴承

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537503A1 (de) * 1995-09-26 1997-03-27 Brose Fahrzeugteile Wellenlager
EP1041303A1 (de) * 1999-03-30 2000-10-04 Mabuchi Motor Co., Ltd Kleinstmotor und sein Herstellungsverfahren
WO2008071254A1 (de) * 2006-12-11 2008-06-19 Borgwarner Inc. Turbolader
EP2072846A2 (de) * 2007-12-21 2009-06-24 Robert Bosch Gmbh Gehäuse mit einer Abtriebswelle und Verfahren zum Befestigen eines Mittels an einer Abtriebswelle
DE102010043147A1 (de) * 2010-04-27 2011-10-27 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
DE112010002024T5 (de) * 2009-05-18 2012-08-02 Borgwarner Inc. Turbolader

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29713920U1 (de) * 1997-08-05 1997-10-09 Fa. Andreas Stihl, 71336 Waiblingen Kupplungsglocke
JP2000344058A (ja) * 1999-06-04 2000-12-12 Asmo Co Ltd ワイパピボット
US6799894B2 (en) * 2002-06-14 2004-10-05 Anchor Lamina, Inc. Bushing
DE102004006016A1 (de) * 2004-02-06 2005-08-25 Robert Bosch Gmbh Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102004009717A1 (de) * 2004-02-27 2005-09-15 Robert Bosch Gmbh Kurbelwellenanordnung und Formteil für eine Kurbelwellenanordnung
DE102006021185B4 (de) * 2006-05-06 2017-09-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verschlussklappe für einen Abgasturbolader

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19537503A1 (de) * 1995-09-26 1997-03-27 Brose Fahrzeugteile Wellenlager
EP1041303A1 (de) * 1999-03-30 2000-10-04 Mabuchi Motor Co., Ltd Kleinstmotor und sein Herstellungsverfahren
WO2008071254A1 (de) * 2006-12-11 2008-06-19 Borgwarner Inc. Turbolader
EP2072846A2 (de) * 2007-12-21 2009-06-24 Robert Bosch Gmbh Gehäuse mit einer Abtriebswelle und Verfahren zum Befestigen eines Mittels an einer Abtriebswelle
DE112010002024T5 (de) * 2009-05-18 2012-08-02 Borgwarner Inc. Turbolader
DE102010043147A1 (de) * 2010-04-27 2011-10-27 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung

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