DD201758A5

DD201758A5 - Verfahren zum spanlosen herstellen einer lagerbuechse

Info

Publication number: DD201758A5
Application number: DD81233270A
Authority: DD
Inventors: Lothar Walter; Manfred Brandenstein; Armin Olschewski
Original assignee: Skf Kugellagerfabriken Gmbh
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-08-10
Also published as: JPH028814B2; JPS5781936A; FR2490120B1; US4434640A; DE3034951A1; DE3034951C2; PL232927A1; IT8123329A0; GB2083872B; PL131461B1; IT1137779B; FR2490120A1; GB2083872A

Abstract

Es wird eine Lagerbuechse mit einem zylindrischen Huelsenabschnitt (5) und einem diesen einseitig abschliessenden Bodenabschnitt (16) spanlos hergestellt. Dabei wird in einer Matrize (2) eine Umfangskante (12) mit aeusserst kleinem Querschnittsradius zwischen der Mantelflaeche des Huelsenabschnitts (5) und der Aussenflaeche des Bodenabschnitts (16) angeformt. Damit die Lagerbuechse trotz Anformen der Umgangskante mit aeusserst kleinem Querschnittsradius eine grosse Festigkeit und Genauigkeit aufweist und auf wirtschaftliche Art und Weise herstellbar ist, wird zunaechst ein Rohling mit einem Huelsenabschnitt (5) und einem diesen einseitig abschliessenden, axial nach innen zu einer zentrischen Spitze stetig verlaufenden Bodenabschnitt geformt. Anschliessend wird zumindest die zentrische Spitze des Bodenabschnitts plangedrueckt. Dabei wird an der Aussenflaeche des Bodenabschnitts (16) im Bereich der Umfangskante (12) gegengehalten und entsprechend stauchgepresst.

Description

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Verfahren zum spanlosen Herstellen einer Lagerbüchse

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanlosen Herstellen einer Lagerbüchse, insbesondere für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken, bei dem ein zylindrischer Hülsenabschnitt und ein diesen einseitig abschließender Bodenabschnitt sowie eine zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts gebildete Umfangskante mit äußerst kleinem Querschnittsradius in einer Matrize angeformt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren der genannten Art bekannt, bei dem zunächst ein Rohling mit im wesentlichen ebenem Bodenabschnitt hergestellt wird, welcher anschließend an seinem äußeren Rand in die radiale Richtung umgeformt wird (DE-OS 1 575 502). Dieses bekannte Verfahren hat den Hackbeil, daß der Werkstoff der Lagerbüchse an ihrem Rand, insbesondere am Übergang zwischen der Llantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts, ungleichmäßig fließt, weil die Werkzeuge (Zieh- und Gegenstempel) infolge unvermeidlicher kleiner Pührungs- und Formfehler in der Matrize gegenseitig versetzt am Umfang angreifen. Besonders kritisch ist dieses ungleichmäßige Fließen des Werkstoffes, wenn am Übergang zwischen der llantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts eine scharfe Umfangskante, die bei Lagerbüchsen für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken verlangt wird, angeformt werden soll. Ds entstehen bein bekannten Verfahren im Bereich der Umfangskante schädliche Eigenspannungen,

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Anrisse und V/ellen ("Apfelsinenhaut"), welche die Festigkeit der Lagerbüchse beeinträchtigen. Diese Schäden und Unregelmäßigkeiten im Y/erkstoff der Lagerbüchse können schließlich zum Bruch der Vfandung der Lagerbüchse führen, wenn diese zum Beispiel durch die auf dem Bodenabschnitt der Lagerbüchse sich axial abstützende Stirnfläche des Zapfens eines Kreuzgelenkes axial belastet wird und in Bereich des Übergangs zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts Stütz- und Biegekräfte überträgt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum spanlosen Herstellen einer Lagerbüchse der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Gebrauchswerteigenschaften und die Fonngenauigkeit erhöht und dieselbe wirtschaftlicher herstellbar ist.

Darlegung des У/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum spanlosen Herstellen einer Lagerbüchse der genannten Gattung zu schaffen, mit welchem die Lagerbüchse trotz Anformen einer Umfangskante mit äußerst kleinem Querschnitt sradius mit großer Festigkeit und Genauigkeit hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch folgende Verfahrensschritte

- Formen eines Rohlings mit einem Hülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden, axial nach innen zu einer zentrischen Spitze stetig verlaufenden Bodenabschnitt und

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- Plandrücken von innen zumindest der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts mit Gegenhalten und entsprechendem Stauchpressen an der Außenfläche des Bodenabschnitts im Bereich der Uinfangskante zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts.

Kit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß beim Plandrücken des Bodenabschnitts immer zentrisch, nämlich an der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts, angegriffen wird. Infolgedessen werden die im Bodenabschnitt v/irkenden Stauch- und Biegekräfte gleichmäßig nach außen zur Uinfangskante des Rohlings geleitet. Es erfolgt ein gleichmäßiges Fließen des Werkstoffs im Bereich der Uinfangskante zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts zur Bildung einer relativ scharfen, rißfreien Uinfangskante. Dieses gleichmäßige Werkstoff-Fließen wird auch dann nicht gestört, wenn zwischen dem an der Spitze des Bodenabschnitts und dem im Bereich der Umfangskante gegenseitig andrückenden Werkzeugen, z. B. durch Führungsspiel von Preß- und Gegenhaitestempel, unvermeidliche kleine radiale Versetzungen oder Schiefstellungen vorhanden sind.

Beim Kaltformen, der Umfangskante werden im Werkstoff relativ kleine Eigenspannungen induziert, denn beim Stauchen treten nur geringe Relativbewegungen zwischen dem Werkstoff des Rohlings und den Andrückflächen der Werkzeuge auf. Die Reibungskräfte und die resultierenden Betätigungskräfte an den Werkzeugen sind deshalb klein, so daß sich eine* vorteilhaft lange Gebrauchsdauer (Standzeit) der Werkzeuge ergibt.

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Falls noch kleine Eigenspannungen im Bereich der Umfangskante auftreten, so sind diese wegen des konzentrischen Fließens des Werkstoffs im Bereich der Umfangskante auch bei großen Lagerbüchsen rotationssymmetrisch verteilt. Daher ergibt sich keine Ovalverfonnung der Lagerbüchse, wenn diese aus der stützenden Matrize herausgenommen wird. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Lagerbüchse besitzt also auch eine hohe Formgenauigkeit.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß beim Plandrücken der zentrischen Spitze des Rohlings an einer ringförmigen Zone des Bodenabschnitts in der Iahe der Umfangskante gegengehalten wird.

Durch die llaßnahme wird erreicht, daß der fließende V/erkstoff der üandung des Bodenabschnitts beim Plandrücken der zentrischen Spitze an einer ringförmigen Zone eines gegenhaltenden V/erkzeugs konzentrisch gestützt ist und in dieser Zone am gegenhaltenden Werkzeug rotationssymmetrisch zur Umfangskante in den ringförmigen Raum zwischen der Umfangskante des Rohlings und dem gegenhaltenden T/erkzeug hineingeleitet wird und diesen Raum gleichmäßig und vollständig ausfüllt,

Sin weiteres Merkmal besteht auch darin,daß beim Formen des Rohlings ein kegelig axial nach innen gedrückter, mit einer zentrischen Kegelspitze versehener Bodenabschnitt gebildet wird. Diese Maßnahme zielt darauf ab, den Rohling mit v/irtschaftlichen V/erkzeugen herstellen zu können, die eine einfache geometrische Form aufweisen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, daß beim Formen des Rohlings die zentrische Spitze des Bodenabschnittes mit einer Rundung versehen wird.

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Schließlich besteht ein Verfahrensmerkmal auch darin,daß das Plandrücken der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts mit einem Pertigabstrecken des Hülsenabschnittes des Rohlings verbunden wird. Durch letztere Maßnahmen wird besonders die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessert.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den schematischen Darstellungen in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1: einen Querschnitt durch einen in einer llatrize sitzenden geformten Rohling vor dem Plandrücken der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts,

Pig. 2: einen Querschnitt durch eine Lagerbüchse in der Matrize nach dem Plandrücken der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts des in Pig. 1 dargestellten Rohlings,

Pig. 3' einen Querschnitt durch eine abgeänderte Lagerbüchse in der Matrize nach dem Plandrücken der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts des in Pig. 1 dargestellten Rohlings.

In Pig. 1 ist der Rohling 1 in einer Matrize 2 mit dem Preßstempel 3 und den Gegenhaltestempel 4 gezeigt. Der Rohling 1 ist ausgehend von einem bandförmigen Werkstoff, z. B. Stahlblech, in an sich bekannter V/eise spanlos gei'ormx, so dais dieser einen Hül senab schnitt 5 und einen diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt б aufweist. Der Bodenabschnitt б des Rohlings 1 verläuft stetig, also ohne Knicke und Stufen, axial nach innen, und zwar zu einer

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zentrischen, in den Hülsenabschnitt 5 axial hineinragenden Spitze 7.

Im vorliegenden Fall ist ein kegelig, axial nach innen gedruckter Bodenabschnitt 6 gebildet. Die zentrische Spitze 7 des Bodenabschnitts б ist mit einer Rundung 8 geformt.

Die zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts 5 und der Außenfläche des kegeligen Bodenabschnitts б vorhandene Unifangskante 9 ist verhältnismäßig stark gerundet.

Im anschließenden Arbeitsgang wird die zentrische Spitze 7 des Bodenabschnitts б des Rohlings 1 in der Matrize 2 durch den Preßstempel 3, welcher eine ebene Stirnfläche 10 aufweist, plangedrückt. Dabei wird auf der Außenfläche des Bodenabschnitts б im Bereich der Umfangskante 9 gegengehalten.

Die Stirnfläche des Gegenhaltestempeis 4 weist an ihrem äußeren Rand einen ringförmigen, in einer Radialebene liegenden Flächenabschnitt 11 zum Anformen der in Fig. 2 und 3 gezeigten Umfangskante 12 mit äußerst kleinem Querschnittsradius auf. Radial nach innen daran anschließend besitzt die Stirnfläche des Gegenhaltestempels 4 einen zentrischen kegelstumpfförmigen Vorsprung 13> v/elcher beim Plandrücken der zentrischen Spitze 7 des Rohlings 1 an einer ringförmigen Zone 14 des Bodenabschnitts б in der Hähe der Umfangskante 9 gegenhält, so dai3 der Vierkstoff während des Plandrückens der Spitze 7 von innen an der Zone 14 in den ringförmigen Raum zwischen der runden Umfangskante 9 und dem Flächenabschnitt 11 hineingeleitet wird und diesen schließlich vollständig ausfüllt.

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Bein Plandrücken der zentrischen Spitze 7 des Bodenabschnitts б wird also im wesentlichen durch Radial-nachaußen-Stauchen des Bodenabschnitts 6 die Umfangskante 12 mit äußerst kleinem Querschnittsradius angeformt.

In Pig. 2 ist die nach dem Plandrücken der zentrischen Spitze 7 des Bodenabschnitts 6 des Rohlings 1 spanlos hergestellte Lagerbüchse 15 dargestellt. Die Außenfläche des Bodenabschnitts 16 hat sich der Querschnittsform des ebenen Flächenabschnitts 11 des Gegenhaltestempels 4 vollständig angepaßt. Dabei ist zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts 5 und der Außenfläche des Bodenabschnitts 16 eine mit äußerst kleinem Querschnittsradius versehene (scharfkantige) Umfangskante 12 angeformt.

Die ebene Stirnfläche 10 des Preßstempels 3 hat im vorliegenden, in Pig, 2 dargestellten Pail die zentrische Spitze 7 des Rohlings 1 lediglich im zentrischen Teil der Innenfläche des Bodenabschnitts 16 von innen plangedrückt, so daß im Bereich der Umfangskante 12 ein ringförmiger freier Raum 17 zwischen dieser Innenfläche und der ebenen Stirnfläche 10 des Preßstempels 3 verbleibt, in v/elchen entsprechend dem Preßhub und dem veränderlichen Volumen des plangedrückten Bodenabschnitts 16 mehr oder weniger Werkstoff fließen kann.

In Pig. 3 ist eine Lagerbüchse 18 dargestellt, welche nach den Plandrücken der Spitze 7 des in Fig. 1 gezeigten Rohlings 1 eine bis zum Hülsenabschnitt 5 durchgehende, von Prcistenpel 3 abgeformte cbcno Innenfläche 19 dec Ecdenab— Schnitts 20 aufweist.

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Bein Plandrücken der Spitze 7 des Sodenabschnitts 20 wird der ursprünglich vorhandene aentrisch gelegene Zwischenraum 21 zwischen dem Bodenabschnitt б des Rohlings 1 und den Gegenhaltestempel 4 (Fig. 1) verkleinert, so daß nach den Plandrücken der in Pig. 3 eingezeichnete relativ schmale Zwischenraum 22 verbleibt. Etwaiger überschüssiger Merkstoff des Bodenabschnitts б v/ird bein Plandrücken in diesem Zwischenraum 22 hineingedrückt.

Das erfindungsgemäße und oben näher beschriebene Verfahren zum spanlosen Herstellen einer Lagerbüchse kann im Rahnen des Erfindungsgedankens abgeändert werden,

Vorteilhafterweise wird das Plandrücken der zentrischen Spitze des Bodenabschnitt3 mit einen Fertigabstrecken des Hülsenabschnitts des Rohlings verbunden, wobei der V/erkstoff des radial nach außen gestauchten Bodenabschnitts des Rohlings in den Spalt zwischen der Matrize und dem Preßstempel hineingedrückt und abgestreckt wird.

Außerdem braucht beim Formen des Rohlings der mit einer zentrischen Spitze zu bildende Bodenabschnitt nicht kegelig ausgebildet zu werden, vielmehr kann der Bodenabschnitt des Rohlings bei diesen Formen axial nach innen eingedrückt werden, so daß dieser zur Spitze hin stetig gewölbt verläuft. Die Innenfläche des gewölbten Bodenabschnitts kann dann konvex oder konkav gewölbt sein, je nach dem gewünschten Stauchungsgrad und dem Fließve mögen des Werkstoffs der vorliegenden Lagerbüchse.

Claims

28. 1. 1982 AP В 21 D / 233 270 59 527 / 26 9 - Brfindungsanspruch

1. Verfahren zum spanlosen Herstellen einer Lagerbüchse, insbesondere für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken, bei dem ein zylindrischer Hülsenabschnitt und ein diesen einseitig abschließender Bodenabschnitt sowie eine zwischen der IJantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts gebildete Umfangskante mit äußerst kleinem Querschnittsradius in einer Ilatrize angeformt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

- Formen eines Rohlings mit einem Eülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden, axial nach innen zu einer zentrischen Spitze stetig verlaufenden Bodenabschnitt und

- Plandrücken von innen zumindest der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts mit Gegenhalten und entsprechendem Stauchpressen an der Außenfläche des Bodenabschnitts im Bereich der Umfangskante zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Plandrücken der zentrischen Spitze des Rohlings an einer ringförmigen Zone des Bodenabschnitts in der Uähe der Umfangskante gegengehalten wird.

3. Verfahren nach Punkt 1 odor 2, gekennzeichnet dadurch, daß beim Formen des Rohlings ein kegelig axial nach innen gedruckter, mit einer zentrischen Kegelspitze versehener Bodenabschnitt gebildet wird.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß beim Formen des Rohlings die zentrische Spitze des Bodenabschnittes mit einer Rundung versehen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das Plandrücken der zentrischen Spitze des Bodenabschnitts mit einem Pertigabstrecken des Hülsenabschnittes des Rohlings verbunden wird.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen