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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager mit einer halbzylinderförmigen Zapfenlager-Gleitschale, an deren einem oder beiden axialen Ende (n) ein Druckflansch durch eine kontinuierliche Energiestrahlschweissnaht, z. B. eine Laserstrahl- oder Elektronenstrahlschweissnaht angeschweisst ist. Solche Lager können etwa nach den Erfindungen gemäss der GB-PS Nr. 1, 168, 914 oder GB-PS Nr. 1, 512, 782 erzeugt werden, in denen jeweils ein Elektronenstrahl- bzw. ein Laserstrahlschweissverfahren zum Anschweissen von Endflanschen an eine teilzylinderförmige Gleitlagerschale eines Zapfenlagers beschrieben ist.
Es wurde bisher für nötig angesehen, eine Lagerschale mit dem an ihr anzubringenden Flansch im wesentlichen längs der ganzen Umlauflänge des betreffenden Endes der Lagerschale anzuschweissen. Die hohen Temperaturen des Laserstrahlschweissens od. dgl. führten allerdings dazu, dass in solchen Lagern nach dem Abkühlen Spannungen induziert wurden, die zu Deformationen der Lagerschale führen konnten und durch die die Lastaufnahmefähigkeit des Lagers tatsächlich beeinflusst werden konnte. Solche unerwünschten Beeinflussungen des Lagers treten ganz besonders leicht bei sogenannten "Dünn- wand"-Lagern auf, die so ausgebildet sind, dass sie sich etwas deformieren lassen, um mit der Ausbildung des Lagergehäuses in Übereinstimmung gebracht zu werden.
Bei solchen Lagern ist die Einhaltung präziser Abmessungen sehr wichtig, da hiedurch solche Lager viel leichter eingepasst und benutzt werden können. Gewöhnlich ist der Durchmesser solcher Dünnwandlager etwas grösser als der der entsprechenden Aufnahmeöffnung in dem Lagergehäuse ; um die Lager einzubauen, muss man sie etwas deformieren, und sie springen dann in ihren richtigen Sitz innerhalb des Gehäuses. Der Unterschied zwischen dem Aussendurchmesser der Zapfenlagerschale und der Aufnahmeöffnung in dem Lagergehäuse ist als sogenannte "Freispreizung"bekannt ; ein präzis vorgegebenes Mass an Freispreizung ist ganz besonders wünschenswert. Weiterhin ist es auch erwünscht, dass die Flansche genau senkrecht zur Achse des Zapfenlagers nach Abschluss des Schweissvorganges verlaufen.
Auch dies ist bei Dünnwandlagern bei Anwendung des bekannten Schweissverfahrens nicht gewährleistet.
Ausgehend hievon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass unter weitgehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile eine unerwünschte Formänderung des Lagers bei dessen Abkühlen nach dem Schweissvorgang nicht auftritt. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die kontinuierliche Schweissnaht sich über einen Teil der gesamten Umlauffläche der Gleitschale erstreckt. Bei Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen lassen sich die einzelnen Lagerteile gut und zufriedenstellend zusammenfügen, wobei ihnen dennoch eine gewisse Freiheit für eine relative Bewegung zueinander verbleibt, um hiedurch die unerwünschten Spannungen auszugleichen, so dass nach dem Schweissvorgang ein Endprodukt erreicht wird, bei dem keinerlei Notwendigkeit für eine Nachbehandlung vorliegt.
Die Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen lässt eine weitgehende Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile zu. Dabei sind die Schale und die Flanschteile durch einen einfachen Ausstanzvorgang aus einem kontinuierlichen flachen beschichteten Streifen von Lagermaterial möglich, wobei der Ausstanzvorgang für den Zapfenlagerteil mit dessen Ausbildung in eine halbzylindrische Schalenform verbunden ist.
Die kontinuierliche Schweissnaht kann sich in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise von der Mitte des jeweiligen Flansches aus nach beiden Seiten hin erstrecken und kurz vor dem Umlaufende des jeweiligen Flansches enden. Es kann jedoch gleichermassen vorzugsweise auch in anderer Ausgestaltung die Schweissnaht an jedem Umlaufende des jeweiligen Flansches angebracht sein und kurz vor der Flanschmitte enden. Zweckmässig besteht dann der Druckflansch aus zwei getrennten Abschnitten, um den Abbau auftretender Spannungen zu unterstützen.
Vorteilhafterweise wird die radiale Erstreckung des bzw. der Druckflansche an dessen bzw. deren Umlaufenden geringer als in dessen bzw. deren mittlerem Teil ausgeführt : bei dieser Flanschausgestaltung ist es möglich, den beim Ausstanzen der Flansche aus dem Bandmaterial anfallenden Anteil an Verschnittabfall besonders gering zu halten.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Lagerschale für ein Radial- und Axiallager ; Fig. 2 eine Darstellung der Einzelteile der Lagerschale nach Fig. 1 in auseinandergezogener Anordnung vor deren Zusammensetzen, und Fig. 3 eine Darstellung, wie die Endflansche von einem kontinuierlichen Streifen aus Lagermaterial ausgedrückt werden können.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte dünnwandige Lagerschale weist eine halbzylinderförmige Druckschale --4-- und ein Paar von Endflanschen-l und 2-auf ; dabei besteht jeder Teil aus einem
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massiven, festen Trägerteil, z. B. aus Stahl oder Aluminium, auf dem zur Ausbildung der Gleitoberfläche eine weichere Lager-Auskleidungsschicht aufgebracht ist. Die halbzylinderförmige Schale --4-- ist mit einer Schmiermittel-Einlassöffnung --7-- versehen, die zu einer ringsum verlaufenden Schmiernut --5-- für das Schmieröl führt ; weiterhin weist jeder der Endflansche--1 und 2--ein Paar von Schmiermittel-Verteilnuten --6-- auf. Zur Lagefixierung ist ferner eine Fixier-Raste--8--vorgesehen.
Die einzelnen Komponenten werden mittels eines Elektronenstrahl- oder Laserstrahlschweissverfahrens, wie etwa in den GB-PS Nr. 1, 512, 782 und GB-PS Nr. 1, 168, 914 beschrieben, zusammengesetzt. Um jedoch die Spannungen im Material, die als Folge des Schweissprozesses auftreten, zu reduzieren und dem Lager eine ausreichende Federungseigenschaft zum Einschnappen in sein Lagergehäuse zu vermitteln, wird das Schweissen nicht längs eines vollständigen halbzylinderförmigen Schweissweges an der Stelle, wo der betreffende Flansch mit der axialen Endfläche der Schale --4-- in Kontakt kommt, durchgeführt, sondern stattdessen der Schweissvorgang nach einer Ausführungsmöglichkeit nur längs des zentralen Teiles des halbkreisförmigen Bogens (wie durch die Linie A in Fig. 2 gezeigt) ausgeführt.
Hiebei kann es sich um etwa ein Drittel der Länge des Bogens handeln, wobei die äusseren Enden des Bogens (die in Fig. 2 mit --B-- bezeichnet sind) ohne direkte Befestigung zwischen der Schale --4-- und den Flanschen --1 und 2-- bleiben.
Bei einer andern Ausführungsform lässt sich der Schweissvorgang auch längs der aussenliegenden
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2 : Bogenstücke--B--)Schweissoperation kann dabei praktisch so erfolgen, wie dies in den GB-PS Nr. 1, 168, 914 oder GB-PS Nr. 1, 512, 782 im einzelnen beschrieben ist.
Dabei tritt das Ergebnis ein, dass die Fläche, die während der Schweissung intensiv erhitzt wird, kleiner ist als für den Fall, dass die Schweissung längs des ganzen halbkreisförmigen Bogens ausgeführt wird, und hiedurch wird weniger Verzug auftreten, wenn das Material wieder abkühlt. Auf diese Weise wird die Form des zusammengesetzten Lagers, wie in Fig. 1 gezeigt, im wesentlichen so sein, wie wenn die Einzelteile aus Fig. 2 ohne Auftreten irgendeines Verzuges miteinander vereinigt wären, und auf diesem Weg können die Einzelteile, die durch einfache Press-, Biege- und Faltvorgänge geformt wurden, zu einem Endlager zusammengebracht werden, ohne dass eine weitere Nachbehandlung nach der Schweissoperation erforderlich würde, und sie können ganz genau so geformt werden, dass das vorbestimmte Mass an Freispreizung verfügbar ist.
Es ist also dabei ein Durchmesserüberstand an den Endkanten der Lagerschale über den Aufnahmedurchmesser des Gehäuses, in dem das Lager sitzen soll, vorhanden, wie einleitend bereits ausgeführt.
Bei der Ausführungsform, bei der das Schweissen längs der Strecken--B--des halbkreisförmigen Bogens (vgl. Fig. 2) und nicht längs des mittleren Bogenteiles --A-- stattfindet, bestünde die Möglichkeit, den Flansch-l-längs der Linie--10-- (Fig. 2) nach der Schweissoperation durchzubrechen, um den Abbau irgendwelcher Spannungen, die sich in diesem Teil des Flansches eingestellt haben könnten, zu ermöglichen. Als weitere Möglichkeit könnte man auch die Form des Flansches --1-- in getrennte Abschnitte aufspalten, von denen jeder sich über einen rechten Winkel vom Zentrum des Lagers aus erstreckt, und dann diese Teile getrennt an die Schale --4-- anschweissen, jedes von ihnen längs eines Bogenweges-B--.
Dieses Verfahren weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass die Flansche--1 und 2--von einem kontinuierlichen Materialstrang mit nur geringem Abfall ausgepresst werden können, und dies lässt sich tatsächlich sogar dann erreichen, wenn diese Teile als vollständige halbzylinderförmige Flansche ausgepresst bzw. ausgestanzt werden, vorausgesetzt die Form wird so gewählt, wie dies in den Fig. 1 und 2 mit gestrichelten Linien gezeigt ist : hiebei lässt man an den umlaufenden Enden des Lagers die Flanschabschnitte grösseren Durchmessers entfallen, so dass die radiale Breite der Flansche dort abnimmt.
Die Darstellung nach Fig. 3 zeigt auf ihrer linken Seite, dass bei einer vollständig gleichförmigen radialen Dicke der Flansche stets ebensoviel Material von dem kontinuierlichen Streifen als Abfall anfällt (vgl. die schraffierten Flächen in Fig. 3), wie Material für die Flansche selbst benutzt wird. Demgegenüber lässt sich aus der Darstellung rechts in Fig. 3 erkennen, dass es für den Fall, dass man die äusseren Endabschnitte - der Flansche entfernt, möglich ist, einen weniger breiten Streifen zu verwenden und die Ausstanzflächen für die Flansche innerhalb des Streifens viel enger aneinanderzulegen, so dass erheblich weniger Abfallmaterial anfällt.
Die radiale Weite der Flansche könnte auch noch etwas vergrössert werden,
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um dieselbe Druckfläche zu erhalten, wobei sich immer noch eine merkliche Verkleinerung des als Abfall auftretenden Materials ergibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lager mit einer halbzylinderförmigen Zapfenlager-Gleitschale, an deren einem oder beiden axialen Ende (n) ein Druckflansch durch eine kontinuierliche Energiestrahlschweissnaht, z. B. eine Laserstrahl-
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dass die kontinuierliche Schweissnaht (A ; B) sich nur über einen Teil der gesamten Umlauffläche der Gleitschale (4) erstreckt.
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