AT506831B1 - Verfahren zum kalibrieren von lagerbuchsen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Kalibrieren von Lagerbuchsen mit über ihren Umfang unterschiedlicher Länge beschrieben, wobei die radial abgestützten Lagerbuchsen einem Ziehvorgang mit Hilfe eines als Ziehdorn oder Ziehring ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges unterworfen werden. Um vorteilhafte Kalibrierbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Lagerbuchsen während des Ziehvorganges mit einer axialen Vorspannung über den gesamten Umfang beaufschlagt werden.

Description

österreichisches Patentamt AT506 831 B1 2010-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalibrieren von Lagerbüchsen mit über ihren Umfang unterschiedlicher Länge, wobei die radial abgestützten Lagerbüchsen einem Ziehvorgang mit Hilfe eines als Ziehdorn oder Ziehring ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges unterworfen werden.

[0002] Um in einfacher Art Lagerbüchsen hersteilen zu können, ist es bekannt, von einem stählernen Blechstreifen mit einer aufgebrachten Lagermetallschicht auszugehen und aus diesem zwei- oder mehrschichtigen Verbundwerkstoff Platinen auszustanzen. Nach einem Biegen der ebenen Platinen zu zylindrischen Lagerbüchsen werden die nach dem Biegen stumpf stoßenden, in Längsrichtung der Lagerbüchse verlaufenden Ränder der Platine miteinander verschweißt. Solche rundgebogenen und entlang der Stoßränder verschweißten Lagerbüchsen weisen jedoch noch keine ausreichende Durchmesser- und Rundlaufgenauigkeit auf. Aus diesem Grund werden die Lagerbüchsen einer Kalibrierung unterworfen, und zwar mit Hilfe eines Kalibrierwerkzeuges, das je nach der Bearbeitung der Innen- oder Außenseite die Form eines Ziehdorns oder Ziehringes aufweist. Mit Hilfe von ein- oder mehrstufigen Kalibriervorgängen können die geforderten Durchmesser- und Rundlauftoleranzen sichergestellt werden, allerdings nur bei Lagerbüchsen mit achsnormalen Stirnflächen. Lagerbüchsen mit über ihren Umfang unterschiedlichen Längen, wie sie beispielsweise als Pleuel- oder Nockenwellenlager zum Einsatz kommen, lassen sich jedoch durch einen herkömmlichen Ziehvorgang mit Hilfe eines Ziehdornes oder Ziehringes nicht kalibrieren.

[0003] Um Lagerbüchsen aus einem porösen, kompressiblen Werkstoff ohne eine spanabhebende Bearbeitung kalibrieren zu können, ist es bekannt (GB 280 497 A), diese Lagerbüchsen zwischen einer Matrize und einem Dorn mit Hilfe zweier flächig an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten der jeweiligen Lagerbüchse anliegenden Hülsen mit einem axialen Druck zu beaufschlagen, sodass aufgrund eines Materialflusses die Lagerbüchse zu ihrer Kalibrierung sowohl an die innere Umfangswand der Matrize als auch an die äußere Umfangswand des Doms angepresst und zugleich die axiale Endabmessung der Lagerbüchse durch den Endabstand der beiden Hülsen nach ihrer gegenseitigen Verlagerung festgelegt wird. Abgesehen davon, dass für dieses Kalibrierverfahren ein verdichtbarer Werkstoff für die Lagerbüchsen vorausgesetzt wird, kann ein solcher Stand der Technik keine Lehre dafür geben, wie Lagerbüchsen mit über ihren Umfang unterschiedlicher Länge durch einen Ziehvorgang ausreichend genau kalibriert werden können.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art zum Kalibrieren von Lagerbüchsen mit über ihren Umfang unterschiedlicher Länge so auszugestalten, dass auch höheren Anforderungen an die Durchmesser- und Rundlaufgenauigkeit der kalibrierten Lagerbüchsen entsprochen werden kann.

[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Lagerbüchsen während des Ziehvorganges mit einer axialen Vorspannung über den gesamten Umfang beaufschlagt werden.

[0006] Durch die axiale Vorspannung der Lagerbüchsen wird das freie Fließen des Werkstoffes im Bereich des von einer achsnormalen Ebene abweichenden Stirnflächenverlaufs unterbunden, der sich aufgrund der über den Umfang unterschiedlichen Buchsenlänge ergibt. Bei einem ausreichend hohen Vorspannungsdruck können somit hinsichtlich des Kalibriervorganges Verhältnisse geschaffen werden, wie sie bei Buchsen mit achsnormalem Stirnflächenverlauf vorliegen, sodass beim Ziehvorgang mit Hilfe eines Ziehdorns bzw. eines Ziehringes die Lagerbüchse sowohl im Bereich der Innen- als auch der Außenfläche durch eine gezielte plastische Verformung der jeweiligen Oberflächenschichten passgenau bearbeitet werden können. Voraussetzung ist, dass die dem Ziehvorgang unterworfenen Lagerbüchsen während des Ziehvorganges nicht nur unter einer axialen Vorspannung gehalten, sondern auch in an sich bekannter Weise gegenüber dem Ziehwerkzeug radial abgestützt werden.

[0007] Zur Durchführung eines solchen Kalibrierverfahrens kann von herkömmlichen Kalibrier- 1/5 österreichisches Patentamt AT506 831 B1 2010-08-15

Vorrichtungen mit einer Halterung für die Lagerbüchsen und mit einem als Ziehdorn oder Ziehring ausgebildeten Kalibrierwerkzeug ausgegangen werden. Um die axiale Vorspannung auf die zur kalibrierende Lagerbüchse aufbringen zu können, umfasst die Halterung zwei die Lagerbüchsen zwischen sich axial einspannende Hülsenabschnitte, die eine dem jeweiligen Stirnflächenverlauf der Lagerbüchsen folgenden Stoßflächenverlauf aufweisen und gegeneinander mit einer Vorspannkraft beaufschlagt werden. Da die Stoßflächen der beiden Hülsenabschnitte gegenüber den Lagerbüchsen einen dem Stirnflächenverlauf auf der dem Hülsenabschnitt zugekehrten Stirnseite der jeweiligen Lagerbüchse entsprechenden Verlauf aufweisen, legen sich die Stoßflächen der Hülsenabschnitte vollflächig an die Stirnflächen der jeweils zu kalibrierenden Lagerbüchse an, sodass durch eine gegenseitige axiale Verspannung der beiden Hülsenabschnitte die zwischen diesen Hülsenabschnitten eingespannte Lagerbüchse einer axialen Vorspannung über den gesamten Umfang unterworfen werden kann. Zum Kalibrieren der auf diese Weise vorgespannten Lagerbüchse braucht dann nur ein herkömmlicher Ziehvorgang mit Hilfe eines Ziehdorns oder Ziehringes durchgeführt zu werden, je nach dem, ob die Innen- oder Außenseite der Lagerbüchse kalibriert wird.

[0008] Damit die beiden Hülsenabschnitte die Kalibrierung der jeweiligen Lagerbüchse nicht beeinträchtigen und trotzdem ihre Aufgabe hinsichtlich der axialen Buchsenvorspannung erfüllen können, weisen die beiden Hülsenabschnitte gegenüber dem Kalibrierwerkzeug vorteilhaft eine Spielpassung auf, die auf den jeweiligen Nenndurchmesser bezogen ist, sodass das Kalibrierwerkzeug, sei es ein Ziehdorn oder ein Ziehring, unbehindert an den die zu kalibrierende Lagerbüchse zwischen sich einspannenden Hülsenabschnitten vorbeibewegt werden kann. Diese Spielpassung der Hülsenabschnitte gegenüber dem Kalibrierwerkzeug erlaubt außerdem eine vorteilhafte radiale Abstützung der Lagerbüchsen während des Ziehvorganges. Die Lagerbüchsen können ja zwischen den Hülsenabschnitten beim Einsatz eines als Ziehdorn ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges an einem Hüllzylinder und beim Einsatz eines als Ziehring ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges an einem Stützdorn unabhängig von den Hülsenabschnitten radial abgestützt werden.

[0009] Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren von Lagerbüchsen mit über ihren Umfang unterschiedlicher Länge näher beschrieben. Es zeigen: [0010] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kalibrieren von Lagerbüchsen mit Hilfe eines Ziehdornes in einem schematischen Axialschnitt und [0011] Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Vorrichtung zum Kalibrieren von

Lagerbüchsen mit Hilfe eines Ziehringes.

[0012] Um eine Lagerbüchse 1 zu kalibrieren, deren Stirnflächen 2 einen von einerachsnormalen Ebene abweichenden Verlauf aufweisen, deren axiale Länge also über den Umfang unterschiedlich ist, wird diese Lagerbüchse 1 in eine Halterung 3 eingesetzt, die zwei die Lagerbüchse 1 zwischen sich axial einspannende Hülsenabschnitte 4 umfasst. Diese Hülsenabschnitte 4 zeigen einen dem Stirnflächenverlauf der Lagerbüchse 1 folgenden Verlauf der Stoßflächen 5, sodass beim gegenseitigen Verspannen der Hülsenabschnitte 4 über die Stoßflächen 5 der Hülsenabschnitte 4 auf die Stirnflächen 2 der Lagerbüchse 1 eine Druckkraft ausgeübt werden kann, die die Lagerbüchse 1 unter einer axialen Vorspannung hält.

[0013] Gemäß der Fig. 1 sind die Hülsenabschnitte 4 zu diesem Zweck einerseits an einem Widerlager 6 und anderseits an einem Beaufschlagungskopf 7 abgestützt. Bei einer Beaufschlagung des Beaufschlagungskopfes 7 mit einer vorgegebenen Druckkraft, wie dies durch die Pfeile 8 angedeutet ist, wird somit die Lagerbüchse 1 als Vorbereitung für einen Ziehvorgang mit Hilfe eines Kalibrierwerkzeuges 9, im gezeichneten Fall mit Hilfe eines Ziehdorns 10, axial vorgespannt. Wegen der Kalibrierung der Lagerbüchse 1 auf ihrer Innenseite ist die Lagerbüchse 1 gegenüber dem Ziehdorn 10 radial nach außen abzustützen, was durch einen Hüllzylinder 11 sichergestellt wird, der die zwischen den Hülsenabschnitten 4 radial vorgespannte Lagerbüchse 1 umschließt. Zum Kalibrieren der Innenfläche der Lagerbüchse 1 wird der Ziehdorn 10 mit einer entsprechenden Kraft 12 beaufschlagt. Aufgrund der axialen Vorspannung der Lagerbüchse 1 wird trotz der über den Umfang unterschiedlichen Länge der Lagerbüchse 1 ein Flie- 2/5

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT506 831 B1 2010-08-15 ßen des Buchsenwerkstoffes ermöglicht, das dem Werkstofffließen einer Lagerbüchse 1 mit achsnormalen Stirnflächen 2 als Voraussetzung dafür vergleichbar ist, dass nach dem Kalibriervorgang keine aufwändige Nachbearbeitung zur Sicherstellung der geforderten Durchmesserund Rundlaufgenauigkeit erforderlich wird. [0014] Für das Kalibrieren des Außenmantels der Lagerbüchse 1 ist als Kalibrierwerkzeug 9 ein Ziehring 13 vorzusehen. Gemäß der Fig. 2 wird der Ziehring 13 auf einem Widerlager 14 abgestützt, dem gegenüber die Halterung 3 für die Lagerbüchse 1 verstellt wird. Die Halterung 3 weist wiederum zwei Hülsenabschnitte 4 auf, zwischen denen die Lagerbüchse 1 axial vorgespannt wird. Während der eine Hülsenabschnitt 4 mit einem Beaufschlagungskopf 7 verbunden ist, stützt sich der gegenüberliegende Hülsenabschnitt 4 an einem Stempel 15 ab, der mit einer vorgegebenen Gegenkraft 16 beaufschlagt wird, die die axiale Vorspannung der Lagerbüchse 1 zwischen den Hülsenabschnitten 4 bestimmt, wenn der Beaufschlagungskopf 7 mit einer die Gegenkraft 16 des Stempels 15 übersteigenden Stellkraft 8 zur Durchführung des Ziehhubes beaufschlagt wird. Da die Lagerbüchse 1 gegenüber dem Ziehring 13 radial abgestützt werden muss, ist die Halterung 3 mit einem Stützdorn 17 versehen, der im Ausführungsbeispiel am Beaufschlagungskopf 7 befestigt ist und die Lagerbüchse 1 durchsetzt. [0015] Damit die Kalibrierwerkzeuge 9 unbehindert durch die Hülsenabschnitte 4 eingesetzt werden können, weisen die Hülsenabschnitte 4 gegenüber dem jeweiligen Kalibrierwerkzeug 9 eine Spielpassung auf. Dies gilt selbstverständlich nicht nur für den Ziehring 13, sonderauch für den Ziehdorn 10. Patentansprüche 1. Verfahren zum Kalibrieren von Lagerbüchsen mit über ihren Umfang unterschiedlicher Länge, wobei die radial abgestützten Lagerbüchsen einem Ziehvorgang mit Hilfe eines als Ziehdorn oder Ziehring ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchsen während des Ziehvorganges mit einer axialen Vorspannung überden gesamten Umfang beaufschlagt werden.
2. 2. Vorrichtung zum Kalibrieren von Lagerbüchsen, die eine über ihren Umfang unterschiedliche Länge besitzen, mit einer Halterung für die Lagerbüchsen und mit einem als Ziehdorn oder Ziehring ausgebildeten Kalibrierwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (3) zwei die Lagerbüchsen (1) zwischen sich axial einspannende Hülsenabschnitte (4) umfasst, die eine dem jeweiligen Stirnflächenverlauf der Lagerbüchsen (1) folgenden Stoßflächenverlauf aufweisen und gegeneinander mit einer Vorspannkraft beaufschlagbar sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsenabschnitte (4) gegenüber dem Kalibrierwerkzeug (9) eine Spielpassung aufweisen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchsen (1) zwischen den Hülsenabschnitten (4) beim Einsatz eines als Ziehdorm (10) ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges (9) an einem Hüllzylinder (11) und beim Einsatz eines als Ziehring (13) ausgebildeten Kalibrierwerkzeuges (9) an einem Stützdorm (17) radial abgestützt sind. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 3/5