DE2519096A1 - Verfahren zur herstellung einer lagerplatte fuer axiallager und danach hergestellte lagerplatte - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE L O I V U V 6

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

THE TORRINGTON COMPANY ir-tor-Jl

L/Bi. 29. April 1975

Verfahren zur Herstellung einer Lagerplatte für Axiallager und danach hergestellte Lagerplatte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerplatte für Axiallager, die einen inneren Plansch mit in Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Ausschnitten aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine nach diesem Verfahren hergestellte Lagerplatte.

Bei den bisher angewandten Verfahren zur Herstellung von Lagerplatten für Axiallager, die sich axial erstreckende innere und äußere Plansche aufweisen, ist es sehr wichtig, daß während der Herstellung dieser Plansche sich in den Planschen keine Risse bilden, die durch die Beanspruchung gewisser Bereiche der Plansche entstehen können. Der stark kohlenstoffhaltige Stahl, der zur Herstellung von Axiallagerplatten verwendet wird, verfestigt sich leicht bei der Bearbeitung. Das Ausstanzen des mittleren Lochs in der Lagerplatte hat zur Folge, daß das Material sich in der Nähe der Scherkanten infolge der Bearbeitung verhärtet. Wenn dann ein Preßstempel den inneren Plansch bildet, wird das freie Ende des Flansches stark beansprucht, da es gestreckt wird. Dabei entstehen sehr oft Brüche oder Risse, die zu einem unbrauchbaren Produkt führen.

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Bei einigen ζ.Zt. verwendeten Verfahren zur Herstellung von Axiallagerplatten wird versucht, diese Brüche oder Risse dadurch auszuschalten, daß man die Lagerplatten weichglüht oder anläßt, nachdem das Loch in einen flachen Metallstreifen gestanzt und die Lagerplatte aus dem Streifen ausgestanzt wurde und bevor der innere Flansch gebildet wird. Dieses Anlassen der Lagerplatten hat die Kantenrisse etwas verringert, aber es tritt immer noch ein gewisses Reißen oder Brechen auf, weil der Reibungszug des Preßstempels beim Formen des Flansches das Material so stark beansprucht.

Bei diesem bekannten Verfahren zur Herstellung von Axiallagerplatten aus flachem, streifenförmigem Material wird der Stahl also nacheinander den folgenden Verfahrensschritten unterworfen:

1. Lochen zur Bildung des mittleren Loches,

2. ausstanzen zur Bildung einer Ringform,

3. anlassen des Ringes in einem Glühofen,

4. Ausbildung der Flansche,

5· Weiterbearbeitung durch andere Verfahrensschritte.

Das Anlassen oder Weichglühen ist zeitraubend. Die ringförmigen Rohlinge müssen hierzu aus dem flachen Stahlstreifen entfernt werden. Sowohl das Anlassen als auch die Ausbildung der Flansche erfordern jeweils erhebliche Zeit. Auch wenn hier—durch die Rißbildung an den Kanten der gebildeten Flansche bis zu einem gewissen Grade verringert werden konnte, treten Risse manchmal noch auf, insbesondere an den Stellen, wo sich der Flansch von den Ringteilen weg erstreckt.

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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, das kein Anlassen oder Weichglühen benötigt und das trotzdem eine Axiallagerplatte ohne Kantenrisse am Plansch und ohne Risse in dem Bereich ergibt, wo der Flansch mit dem Ringteil verbunden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 1 gekennzeichnet.

Dieses Verfahren bietet alle angestrebten Vorteile. Das Anlassen oder Weichglühen und zwei Bearbeitungsschritte werden eingespart. Die sich nach dem Verfahren ergebende Lagerplatte zeigt keine Risse an irgendeiner Stelle des Flansches, und zwar insbesondere nicht an der äußeren Flanschkante und nicht an dem Teil, wo der Flansch mit der eigentlichen Lagerplatte verbunden ist.

Kurz gesagt besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Axiallagerplatte aus einem flachen Stahlstreifen darin, daß zunächst ein kreisförmiges Loch in dem Stahlstreifen gebildet wird und daß eine Vielzahl von Ausschnitten gebildet werden, die sich am Umfang des kreisförmigen Loches insbesondere nach außen erstrecken. Diese Ausschnitte können gleichmäßige oder ungleichmäßige Abstände haben, und sie können gleiche oder unterschiedliche Größe haben, um jeder besonderen Anforderung je nach Einsatzzweck zu genügen. Das kreisförmige Loch und die Ausschnitte können gleichzeitig oder nacheinander gebildet werden. Anschließend wird ein inneres Flanschbildungswerkzeug, das einen Radius hat, der mindestens so groß ist wie die größte radiale Abmessung der Ausschnitte, gegen das das kreisförmige Loch und die Ausschnitte umgebende Metall gepreßt, um den inneren Flansch zu bilden.

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Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Axiallagerplatte besteht aus einer ringförmigen Scheibe mit einem Plansch, der sich in axialer Richtung von dem inneren Umfang der ringförmigen Scheibe her erstreckt. Der Flansch hat eine Vielzahl von Ausschnitten, die sich längs dessen Umfang erstrecken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Pig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Stahlstreifen zur Veranschaulichung des Verfahrens.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Figur 1.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer durch das Verfahren hergestellten Axiallagerplatte.

Fig. 4 ist eine bruchstücksweise Draufsicht zur Veranschaulichung eines abgewandelten Verfahrens.

Fig. 5 ist eine bruchstücksweise Draufsicht zur Veranschaulichung einer weiteren Abwandlung des Verfahrens.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Axiallagerplatte bei Verwendung als Teil eines Axiallagers mit einer einzigen Lagerplatte.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht der Lagerplatte bei Verwendung in einem Axiallager, das zwei Lagerplatten aufweist.

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Wie Figur 1 zeigt, wird die Axiallagerplatte aus einem langen Streifen 10 aus flachem, streifenförmigem Stahl hergestellt. Führungsstifte, die nicht dargestellt sind, erstrecken sich in Löcher 12 am Rand des Streifens, so daß der flache Streifen in seiner Längsrichtung durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen geführt werden kann, die zur Herstellung der Axiallagerplatte dienen.

Bei dem in Figur 1 veranschaulichten Verfahren wird ein Stanz- und Formgebungswerkzeug verwendet, das mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge ausführen kann (progressive die). Zunächst wird ein kreisförmiges Loch 14 in den flachen Stahlstreifen 10 gestanzt. Zur Veranschaulichung ist nur ein Loch dargestellt. In der Praxis können jedoch mehrere Löcher 14 in einer Station des Herstellungsverfahrens angebracht werden.

Nach der Bildung des Loches 14 wird in dem flachen Stahlstreifen 10 eine Mehrzahl von mit gegenseitigen Abständen versehenen Ausschnitten 16 gebildet. Die Ausschnitte 16 erstrecken sich vom Umfang 18 des zuvor gebildeten Loches 14 nach außen. Die Ausschnitte 16 haben die Form von Kreisabschnitten. Das kreisförmige Loch 14 und die Ausschnitte 16 können gleichzeitig oder nacheinander hergestellt werden.

Der flache Stahlstreifen 10 wird dann der nächsten Bearbeitungsstation zugeführt, wo ein nicht dargestelltes inneres Flanschbildungswerkzeug gegen den flachen Stahlstreifen gedrückt wird, um die öffnung 20 und den inneren Flansch 22 der Lagerplatte zu bilden (s. Figuren 1 und 2). Das Flanschbildungswerkzeug hat einen Radius, der mindestens so groß ist wie die größte radiale Abmessung der Ausschnitte 16.

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Als nächster Verfahrensschritt wird eine ringförmige Scheibe ausgestanzt. Wenn ein äußerer Flansch an der Lagerplatte vorgesehen werden soll, wird dieser'Flansch in der nächsten Station in nicht dargestellter Weise gebildet. Wenn kein äußerer Flansch vorgesehen ist, wird, wie in Figur 1, die Lagerplatte ausgeworfen und hinterläßt das Loch 26.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Figur 1 nur ein Loch 14, die Ausschnitte 16 nur an einem Loch, nur ein Loch 20, nur eine Ringscheibe 24 und nur ein Loch 26 dargestellt. In der Praxis wird man jedoch wahrscheinlich mehrere jeder dieser Ausbildungen gleichzeitig herstellen. Ein Anlassen oder Weichglühen findet nicht statt. Es besteht daher nicht die Notwendigkeit, das Material aus dem flachen Stahlstreifen 10 zu entfernen, bevor der innere Flansch gebildet wird. Da das freie Ende des Flansches 22 mit Ausschnitten 16 versehen ist, ist die Beanspruchung so niedrig, daß am freien Ende des Flansches kein Reißen auftritt. Aus dem gleichen Grund ist auch der Reibungszug des Stempels des Flanschbildungswerkzeuges wesentlich geringer. Eine Rißbildung am Übergang zwischen Flansch 22 und Platte 10 tritt praktisch nicht ein. Außerdem ist die Standzeit des Flanschbildungsstempels größer.

Figur 3 zeigt eine vollständige Lagerplatte mit einem äußeren Flansch 28 und mit einem inneren Flansch. Der äußere Flansch kann dadurch gebildet werden, daß man den äußeren Teil des ausgestanzten Ringes 24 nach außen umbiegt, wodurch sich eine Platte ergibt, die einen sich radial erstreckenden Ringteil 30 und einen äußeren Flansch 28 hat, der sich axial von dem äußeren Umfang des radialen Ringteils erstreckt, und die außerdem einen inneren Flansch 22 mit den in Umfangsrichtung in Abständen an-

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geordneten Ausschnitten 16 hat. Vorzugsweise erstrecken sich die Ausschnitte nicht über die ganze axiale Länge des Flansches. Das Material, das sich in axialer Richtung von dem radialen Ringteil 30 erstreckt, bewirkt Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit der Lagerplatte.

Gemäß Figur 4 sind an Stelle kreisförmiger Ausschnitte ovale oder anders gekrümmte Ausschnitte 32 vorgesehen, die sich vom Umfang 18 des Loches nach außen erstrecken, und in Figur 5 haben die Ausschnitte 34 rechteckige Form mit abgerundeten oder gekrümmten Außenkanten 36. Für bestimmte Zwecke und bei besonderen Lagerplatten sind die ovalen oder die gekrümmt-rechteckigen Ausschnitte zu bevorzugen.

Bei jedem Ausführungsbeispiel können manchmal ungleichmäßig verteilte Ausschnitte verwendet werden. Auch ungleich große Ausschnitte sind manchmal verwendbar.

Ein Beispiel für die Verwendung der Axiallagerplatte in einem Lager mit einer Lauffläche ist in Figur 6 gezeigt. Eine Vielzahl von Fingern 40 ist an der Außenkante des Flansches 28 ausgebildet. Vorzugsweise sind drei solche Finger in Umfangsrichtung verteilt an dem Flansch 28 vorgesehen. Nur einer dieser Finger ist in Figur 6 dargestellt. Die Finger dienen zur Halterung eines Käfigs 42 mit Rollen 44 innerhalb der Axiallagerplatte.

Ein Beispiel für die Verwendung der Axiallagerplatte in einem Lager mit zwei Laufflächen ist in Figur 7 dargestellt. Zu der in Figur 2 gezeigten Lagerplatte ist hier eine zweite Axiallagerplatte hinzugefügt, die einen sich radial erstreckenden Ringteil 50 und einen äußeren Flansch 52 aufweist. Wie bei Figur 6 ist eine Vielzahl von Fingern 54, von denen nur einer dargestellt ist, an der äußeren Kante des Flansches 52 ausgebildet.

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Obwohl die Axiallagerplatte in den Figuren 6 und 7 mit Haltefingern 4o und 54 dargestellt ist, kann jedes andere geeignete Mittel verwendet werden, um den Käfig und die Rollen in der Lagerplatte zu halten, beispielsweise ein voller ringförmiger, radial gerichteter Plansch an Stelle der Pinger 40.

Wenn man sich zwei Axiallagerplatten mit inneren Flanschen mit gleichem Öffnungsdurchmesser, aber mit unterschiedlicher Flanschlänge vorstellt, muß die Platte mit dem längeren Flansch bei Beginn des Herstellungsverfahrens ein Loch 14 mit einem kleineren Durchmesser haben als das Loch 14 einer Lagerplatte mit einem kürzeren Plansch. Der Grund dafür liegt darin, daß das ganze Material, das in den Flansch hineingeht, aus dem das Loch umgebenden Metall kommen muß. Wenn man also einen längeren Flansch benötigt, muß man mit mehr Material am Loch der Lagerplatte das Herstellungsverfahren beginnen. Das dieses kleine Loch umgebende Material muß viel weiter herausgedrückt und gestreckt werden, als das Material, das ein größeres Loch umgeben und einen kürzeren Flansch bilden würde. Hierauf beruht die höhere Materialbeanspruchung bei der Ausbildung langer Flansche. Daher bietet die erfindungsgemäße Axiallagerplatte einen großen Vorteil deswegen, weil man relativ lange Flansche mit vergleichsweise niedriger Materialbeanspruchung herstellen kann. Aus diesem Grunde ergibt sich eine erhebliche Verminderung der Beanspruchungen und eine wesentlich verminderte Tendenz des Metalls zur Rißbildung.

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Claims (9)

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   PATENTANSPRÜCHE

   Verfahren zur Herstellung einer Lagerplatte für Axiallager, die einen inneren Flansch mit in Umfangsrichtung in Abständen angeordneten Ausschnitten aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß ein kreisförmiges Loch (14) in einem flachen Stahlstreifen (10) und eine Mehrzahl von Ausschnitten (16) hergestellt werden, die sich von dem Umfang des kreisförmigen Loches her erstrecken, und daß ein Innenflanschbildungswerkzeug, das einen Radius mindestens so groß wie die größte radiale Abmessung der Ausschnitte hat, gegen das das kreisförmige Loch (14) und die Ausschnitte (16) in dem Stahlstreifen (10) umgebende Material zur Bildung des inneren Flansches (22) gedrückt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisförmige Loch (14) und die Mehrzahl der Ausschnitte (16) gleichzeitig hergestellt werden.
3. 3>. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisförmige Loch (14) und die Mehrzahl der Ausschnitte (16) nacheinander hergestellt werden.
4. 4. Axiallagerplatte mit einem sich radial erstreckenden ringförmigen Teil und einem sich axial vom Innenumfang des ringförmigen Teiles erstreckenden Flansch, der in Umfangsrichtung mit Abständen voneinander angeordnete Ausschnitte

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   aufweist, die sich in Umfangsrichtung des Flansches erstrecken, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Ausschnitte (16) in Umfangsrichtung am freien Ende des Flansches (22) den größten Teil des Gesamtumfanges des Flansches an diesem freien Ende einnimmt, wobei wenigstens ein Abschnitt jedes Ausschnitts (16) gekrümmt ist und wobei die axiale Länge der Ausschnitte (16) geringer ist als die volle Länge des Flansches (22).
5. 5. Axiallagerplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausschnitte (16) Kreisabschnitte sind.
6. 6. Axiallagerplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausschnitte (32) durch ovale oder anders gekrümmte Linien gebildet sind.
7. 7. Axiallagerplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausschnitte (34) rechteckig sind und gekrümmte oder gebogene Kanten (36) aufweisen.
8. 8. Axiallagerplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausschnitte (16) untereinander gleiche Abstände haben.
9. 9. Axiallagerplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausschnitte (16) untereinander gleiche Größe haben.

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   -ft.

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