DE102007036442A1

DE102007036442A1 - Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerstelle bei einem Gussbauteil, das vorzugsweise als Spannhebel eines Riemenspanners ausgebildet ist sowie Gussbauteil selbst

Info

Publication number: DE102007036442A1
Application number: DE102007036442A
Authority: DE
Inventors: Michael Huss; Thomas Kraft; Hermann Stief
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-05
Also published as: CN101755137A; WO2009015978A2; WO2009015978A3; US20110224039A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse (4) bei einem Gussbauteil aus Leichtmetall, vorzugsweise einem Spannhebel (1) eines Riemenspanners mit den folgenden Schritten: In ein Leichtmetall-Druckgusswerkzeug wird ein den Sitz für eine einzupressende Gleitlagerbuchse (4) bildender Stempel mit außenradialen Nutziehnasen eingesetzt. Danach wird nach dem Einspritzen des flüssigen Leichtmetalls in das Leichtmetall-Druckgusswerkzeug und dessen anschließendem Erstarren der Stempel derart aus dem Leichtmetall-Druckgusswerkzeug gezogen, dass sich ein mit einem Nutprofil versehener Durchbruch (5) als Sitz für die einzupressende Gleitlagerbuchse (4) bildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerstelle bei einem Gussbauteil aus Leichtmetall, vorzugsweise einem Spannhebel eines Riemenspanners, welcher gewöhnlich im Rahmen von Zugmittelgetrieben zum Einsatz kommt.
Hintergrund der Erfindung
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Fahrzeugtechnik. Hier kommen beispielsweise bei Zahnriementrieben Riemenspanner zum Einsatz. Derartige Riemenspanner sind über einen Spannhebel schwenkbar meist am Motorblock angebracht. An dem einen Ende des Spannhebels ist eine Andruckrolle vorgesehen. Die um ihre eigene Achse dreh bar gelagerte Andruckrolle bringt zum Spannen eine Andruckkraft auf den Zahnriemen auf. Am gewöhnlich gegenüberliegenden Ende des Spannhebels greift ein zur Aufbringung der Spannkraft vorgesehenes Spannelement an. Das Spannelement umfasst meist eine mechanische Druckfeder und/oder eine hydraulische Stelleinheit.
Aus der DE 197 43 480 A1 ist ein derartiger Riemenspanner bekannt. Bei diesem Riemenspanner kommt ein mechanisch/hydraulisches Spannelement zum Einsatz, dessen Spannhebel über ein nach Art einer Gleitlagerbuchse ausgebildetes Schwenklager an einer dem gegenüber ortfesten Tragkonsole angebracht ist. Die Tragkonsole wiederum ist fest mit dem Motorblock eines Fahrzeugs verschraubbar. Dieser Spannhebel weist an einem distalen Ende einer Andruckrolle auf, die auf einen Riemen einwirkt. Die dabei auf die Andruckrolle wirkende Spannkraft wird durch das Spannelement erzeugt, welches einerseits ortsfest an der Tragkonsole befestigt ist und andererseits an einem der Andruckrolle gegenüberliegenden Ende des Spannhebels angreift. Durch die spannhebelseitig als Gleitlagerbuchse ausgebildete Schwenklagerung erstreckt sich eine Befestigungsschraube, die in die Tragkonsole eingeschraubt ist, um den tragkonsolenseitigen Bolzen der Schwenklagerung zu bilden. Der Spannhebel des Riemenspanners ist ein Leichtmetall-Gussbauteil. Zur Herstellung der Schwenklagerung wird der Spannhebel nach dem Gießen spanend bearbeitet, wobei unter anderem auch eine Durchgangsbohrung als Sitz für ein Gleitlager hergestellt wird. Dieser spanende Bearbeitungsschritt ist deshalb erforderlich, da bislang derartige zylindrische Bohrungen mit hoher Genauigkeit nicht gießtechnisch herstellbar sind. Andererseits erfordert die spanende Bearbeitung einen entsprechend hohen Herstellungsaufwand.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung von mit Gleitlagerstellen ausgestatteten Gussbauteilen, insbesondere Spannehebeln von Riemenspannern, zu verbessern, so dass eine fertigungstechnisch vereinfachte Fertigung möglicht ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Hinsichtlich eines Gussbauteils als solches wird die Aufgabe durch Anspruch 5 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass bereits innerhalb des Verfahrensschritts des Druckgießens in das Leichtmetall-Druckgusswerkzeug ein den Sitz für eine einzupressende Gleitlagerbuchse bildender Stempel mit außenradialen Nutziehnasen eingesetzt wird. Nach dem Einspritzen des flüssigen Leichtmetalls in das Leichtmetall-Druckgusswerkzeug und dessen anschließendem Erstarren wird der Stempel aus dem Leichtmetall-Druckgusswerkzeug derart gezogen, dass sich ein mit dem Nutprofil versehener Durchbruch als Sitz für die einzupressende Gleitlagerbuchse bildet.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass eine spanende Nachbearbeitung des Gussteils zur Herstellung der Gleitlagerstelle vollständig entfallen kann. Neuere werkzeugtechnische Technologien machen es möglich, Stempel für Leichtmetall-Druckgusswerkzeuge zu schaffen, welche aus spezialbeschichteten Hochleistungsstählen bestehen, die vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Hochleistungs-Schmier- und Trennmittels eine annähernd zylindrische Bohrung ausbilden können, deren Ausformschräge praktisch 0° erreicht. Da ein rein zylindrischer Stempel nicht die nötige Toleranz zum Einpressen eines entsprechenden Gleitlagers liefert, umfasst die erfindungsgemäße Lösung weiterhin die Maßnahme, dass der verwendete Stempel ganz speziell ausgebildet ist, nämlich mit so genannten Nutziehnasen versehen ist. Nutziehnasen sind Anformungen an der Außenfläche des in seiner Grundquerschnittsform zylindrischen Stempels, die nasenförmig in Längsrichtung des Stempels ausgebildet sind, um Rillen im umgebenden Werkstoff während des Herausziehens des Stempels aus dem Werkstoff zu erzeugen.
Der so geschaffene Durchbruch sollte innerhalb eines nachgeschalteten Kalibrierschritts auf eine höhere Maßhaltigkeit nachkalibriert werden. Vorzugsweise kommt zum Kalibrieren ein Kalibrierdorn aus geschliffenem Werkzeugstahl mit konischer Einlaufschräge zum Einsatz, der infolge Eindrücken in den Durchbruch diesen aufweiet und so auf Fertigmaß bringt. Dieser Nachbearbeitungsschritt kann in Verbindung mit einem ebenfalls üblichen Stanzentgraten in eifern Fertigungsstadium erfolgen, in dem das Gussteil noch so warm ist, dass es sich leicht verformen lässt. Kalibrierung und Stanzentgraten in einem Nachbearbeitungsschritt sind ebenfalls effiziente nicht-spanende Bearbeitungsschritte.
Vorzugsweise sollte das Nutprofil des Durchbruchs mehrere äquidistant und parallel zueinander abgeordnete Ziehnuten aufweisen. Es wird beim Gießen damit ein Durchbruch ähnlich eines Zylinders erzeugt, wobei die hieran ausgebildeten Ziehnuten nicht komplett gefüllt werden, um für den anschließenden Kalibriervorgang den nötigen Freiraum zur Wertstoffaufnahme zu bilden.
Zu diesem Zwecke ist es vorzugsweise ausreichend, wenn die Breite der Ziehnuten kleiner ist als der Abstand benachbarter Ziehnuten zueinander. Durch diese bevorzugte konstruktive Ausgestaltung wird ein Optimum hinsichtlich eines mindestens zur Verfügung stehenden Freiraums einerseits und einer maximalen Stabilität des Einpresssitzes für die Gleitlagerbuchse andererseits erzielt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht in teilweise Schnittdarstellung eines Riemenspanners,
2 eine Draufsicht des Riemenspanners nach 1,
3 einen Teilschnitt des Spannhebels im Bereich der Gleitlagerung, und
4 eine Draufsicht auf die Gleitlagerung gemäß 3.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Gemäß 1 besteht der Riemenspanner für Zugmittelgetriebe aus einem Spannhebel 1 aus gegossenem Aluminium, der zu einem Ende mit einer drehbar hieran angebrachten Andruckrolle 2 ausgestattet ist, welche drückend auf einen – hier nicht weiter dargestellten – Zahnriemen eines Zugmittelgetriebes einwirkt. Am gegenüberliegenden Ende des Spannhebels 1 ist ein mechanisch-hydraulisches Betätigungselement 3 angelenkt, welches sich einerseits ortsfest am – nicht weiter dargestellten – Motorblock eines Kraftfahrzeuges abstützt, und welches am gegenüberliegenden Ende am Spannhebel 1 angelenkt ist. Der Spannhebel 1 weist im zentralen Bereich eine eingepresste Gleitlagerbuchse 4 auf, die eine Schwenklagerung relativ zum Motorblock bildet.
Gemäß 2 ist die Gleitlagerbuchse 4 in etwa auf einer Linie zwischen dem Anlenkpunkt des mechanisch-hydraulischen Betätigungselements 3 einerseits und der Andruckrolle 2 andererseits angeordnet, und zwar sehr viel näher zum Anlenkpunkt des mechanisch-hydraulischen Betätigungselements hin.
Gemäß 3 ist der Spannhebel 2 mit einem genuteten Durchbruch 5 als Sitz für die hier einzupressend – in dieser Darstellung nicht ersichtliche – Gleitlagerbuchse 4 ausgebildet. Dieser, mit einem Nutprofil versehene Durchbruch 5 entsteht, indem in ein Leichtmetall-Druckgusswerkzeug ein mit außenradialen Nutziehnasen versehener Stempel eingesetzt wird, der nach dem Einspritzen des flüssigen Leichtmetalls und dessen anschließendem Erstarren derart aus dem Leichtmetall-Druckgusswerkzeug gezogen wird, das sich der genutete Durchbruch 5 bildet.
Das Nutprofil des Durchbruchs 5 besteht aus mehreren äquidistant und parallel zueinander angeordneten einzelnen Ziehnuten 6.
Gemäß 4 sind diese Ziehnuten 6 in ihrer Breite kleiner als der Abstand benachbarter Ziehnuten 6 untereinander.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel, welches lediglich einen möglichen Anwendungsfall im Rahmen eines Riemenspanners für ein Zugmittelgetriebe eines Kraftfahrzeuges darlegt. Es sind vielmehr auch Abwandlungen im Rahmen anderer Anwendungsfälle denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse bei einem Gussbauteil auch auf Spannschienen aus Aluminium für Kettentriebe und dergleichen einzusetzen.

1: Spannhebel
2: Andruckrolle
3: mechanisch-hydraulisches Betätigungselement
4: Gleitlagerbuchse
5: Durchbruch
6: Ziehnut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19743480 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse (4) bei einem Gussbauteil aus Leichtmetall, vorzugsweise einem Spannhebel (1) eines Riemenspanners, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – in ein Leichmetall-Druckgusswerkzeug wird ein den Sitz für eine einzupressende Gleitlagerbuchse (4) bildender Stempel mit außenradialen Nutziehnasen eingesetzt, – nach dem Einspritzen des flüssigen Leichtmetalls in das Leichmetall-Druckgusswerkzeug und dessen anschließendem Erstarren wird der Stempel derart aus dem Leichmetall-Druckgusswerkzeug gezogen, dass sich ein mit einem Nutprofil versehener Durchbruch (5) als Sitz für die einzupressende Gleitlagerbuchse (4) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ziehen des Stempels die Maßhaltigkeit des Durchbruchs (5) durch Einsatz eines zusätzlichen Kalibrierwerkzeugs erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel vor dem Einspritzen des flüssigen Leichtmetalls mit einem Hochleistungs-Schmier- und Trennmittel versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierwerkzeug gleichzeitig mit dem Schritt des Stanzentgratens des Gussteils eingesetzt wird.
Gussbauteil aus Leichtmetall, das mindestens eine eingepresste Gleitlagerbuchse (4) aufweist, die nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4 gefertigt ist.
Gussbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutprofil des Durchbruchs (5) mehrere äquidistant und parallel zueinander angeordnete Ziehnuten (6) aufweist.
Gussbauteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Ziehnuten (6) kleiner ist als der Abstand benachbarter Ziehnuten (6) zueinander.
Riemenspanner für Zugmittelgetriebe mit einem Spannhebel (1), der als Gussbauteil gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7 ausgebildet ist.