DE2952092A1 - Im ziehverfahren hergestellte, duennwandige lagerbuechse - Google Patents
Im ziehverfahren hergestellte, duennwandige lagerbuechseInfo
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Description
SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH « Schweinfurt, 19.12.79
DE 79 036 DE TPA.vh.hb
Im Ziehverfahren hergestellte,
dünnwandige Lagerbüchse
dünnwandige Lagerbüchse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine im Ziehverfahren
hergestellte dünnwandige Lagerbüchse insbesondere
für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken, bestehend aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt, wobei zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts eine ümfangskante insbesondere mit kleinem Querschnittsradius angeformt ist.
für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken, bestehend aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt, wobei zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnitts und der Außenfläche des Bodenabschnitts eine ümfangskante insbesondere mit kleinem Querschnittsradius angeformt ist.
Eine Lagerbüchse der genannten Gattung ist bekannt, welehe
in der Mitte ihres Bodenabschnittes eine axial nach innen eingezogene Einbuchtung aufweist, die zum Anformen
einer scharfen Ümfangskante zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnittes und der Außenfläche des Bohrungsabschnittes
radial nach außen aufgeweitet ist (DE-US 1 575 502). Da die Wand dieser bekannten Lagerbüchse im Bereich der
Kante gekröpft ausgeführt ist, wird diese gebogen und gestaucht, so daß schädliche Verwölbungen entstehen und der
Werkstoff beim Aufweiten und Ziehen der Lagerbüchse
ungleichmäßig fließt. Vor allem im Bereich der Umfangskante wird der Werkstoff beim Ziehen und Aufweiten der Lagerbüchse ungleichmäßig verdichtet, so daß dort klei-
ungleichmäßig fließt. Vor allem im Bereich der Umfangskante wird der Werkstoff beim Ziehen und Aufweiten der Lagerbüchse ungleichmäßig verdichtet, so daß dort klei-
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ne Anrisse entstehen, die bei Verwendung der bekannten Lagerbüchse in Kreuzgelenken schädliche Dauerbrüche im
Betrieb hervorrufen können. Die Gebrauchsdauer der bekannten Lagerbüchse läßt deshalb zu wünschen übrig.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerbüchse der genannten Gattung
zu schaffen, welche trotz Umfangskante mit relativ kleinem Querschnittsradius zwischen dem Hülsenabschnitt und
dem Bodenabschnitt eine hohe Dauerfestigkeit aufweist. überdies soll die Lagerbüchse wirtschaftlich herstellbar
sein.
Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß die Lagerbüchse mit einem in die Bohrung und auf der
Innenfläche der Lagerbüchse anliegenden Ziehstempel hergestellt werden kann. Die in die Außen- oder Innenfläche
des Bodenabschnitts eingedrückte nach innen begrenzte Vertiefung wird mit einem entsprechend geformten Gegenstempel
bzw. Ziehstempel axial angedrückt, wobei relativ kleine Preßdrücke notwendig sind und die Wandung der
Lagerbüchse ohne Verwölbung gleichmäßig am Umfang geformt wird.
Da nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Querschnittsradius
der Kehle größer als der Querschnittsradius der umfangskante ist, wird der durch den Gegenstempel
bzw. Ziehstempel radial nach außen verdrängte Werkstoff der Vertiefung gleichmäßig und allmählich zum Hülsenabschnitt
umgelenkt und abgestreckt.
Das läßt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch dadurch erreichen, daß der Obergang von der Innenfläche
des Bodenabschnittes zur Bohrungsfläche des Hülsenabschnitts als schräge Ringfläche ausgebildet ist.
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Der diese schrage Ringfläche bildende ebenfalls schräge Abschnitt des Ziehstempels trägt dazu bei, daß das verdrängte
Material in die die Umfangskante bildende Ausnehmung im Gegenstempel gedrückt wird.
Die Lagerbüchse läßt sich somit ohne schädliches Verwölben
oder Stauchen der Wandung im wirtschaftlichen Ziehververfahren herstellen. Das Gefüge des Werkstoffes im Bereich
der Kante ist gleichmäßig verdichtet, so daß sich eine vorteilhafte große Dauerfestigkeit der Lagerbüchse
ergibt, die auch bei Lagerungen für hochbelastete Zapfen von Kreuzgelenken eine lange Gebrauchsdauer aufweist.
Diese Dauerfestigkeit wird überdies noch vergrößert, weil die Vertiefung in der Nähe der umfangskante bei
Obertragunq von axialen Kräften wie eine Entlastungsvertiefung wirkt, welche schädliche Spannungskonzentrationen
im Bereich der umfangskante der Lagerbüchse abbaut.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Lagerbüchse wird in der nachfolgenden
Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lagerbüchse in der Ziehmatrize,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Lagerbüchse in eingebautem Zustand,
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130027/0523
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Lagerbüchse im eingebauten Zustand,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere abgeänderte Lagerbüchse in der Ziehmatrize, und
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere abgeänderte Lagerbüchse im eingebauten Zustand.
In Fig. 1 ist mit 1 eine dünnwandige Lagerbüchse bezeichnet,
die in der Bohrung der Matrize 2 sitzt und durch den Ziehstempel 3 und den Gegenstempel 4 im an sich bekannten
Ziehverfahren ausgehend von einem bandförmigen Werkstoff, z.B. Tiefziehbandstahl, hergestellt ist.
Die Lagerbüchse 1 besteht aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt
5 und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt 6. Zwischen der Mantelfläche des
Hülsenabschnitts 5 und der Außenfläche des Bodenabschnitts 6 ist eine Umfangskante 7 mit kleinem Querschnittsradius
r angeformt.
Die Innenfläche 8 des Bodenabschnitts 6 ist ebenflächig ausgebildet. Beim Obergang dieser Innenfläche 8 zur zylindrischen
Bohrungsfläche des Hülsenabschnitts 5 ist eine Kehle mit dem Querschnittsradius R vorhanden. Der
Querschnittsradius R dieser Kehle ist wesentlich größer als der Querschnittsradius r der umfangskante 7.
In der Nähe der umfangskante 7 ist im vorliegenden Fall
eine ringförmige Rille als radial nach innen begrenzte, axial eingedrückte Vertiefung 9 auf der Außenfläche
des Bodenabschnitts 6 vorhanden. Diese Vertiefung 9 wird, wie aus der Darstellung in Fig. 1 ersichtlich durch den
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kreisförmigen Vorsprung 10 des Gegenstempels 4 in der Matrize 2 axial in die Außenfläche des Bodenabschnitts 6
eingedrückt und angeformt. Bei diesem Einformen wird der Werkstoff des Bodenabschnittes zur Umfangskante 7 mit
kleinem Querschnittsradius r radial nach außen verdrängt. Gleichzeitig wird durch diesen Vorsprung 10 der Werkstoff
gegen den Kantenabschnitt 11 des Ziehstempels 3 gedrückt, so daß an der Lagerbüchse 1 eine maßgenaue Kehle mit dem
Querschnittsradius R entsteht. Dabei wird der Werkstoff im Bereich der Umfangskante 7 gleichmäßig verdichtet.
Die in Fig. 1 dargestellte Lagerbüchse 1 ist in Fig. 2 im
eingebauten Zustand gezeigt, d.h. diese sitzt im vorliegenden Fall in der Bohrung der Gabel 12 eines Kreuzgelenkes
(nicht gezeigt). Die Lagerbüchse dient somit der Lagerung des Zapfen 13 (in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet)
des Kreuzgelenkes. Sie wird auf der Seite ihres Bodenabschnittes 6 durch den Sprengring 14 axial in der Bohrung
der Gabel 12 festgehalten. Der Sprengring 14 ist in einer Ringnut in der Bohrung der Gabel 12 eingesetzt.
Zwischen der zylindrischen Bohrungsfläche des Hülsenabschnittes
5 und dem Zapfen 13 sind zylindrische Wälzkörper 15 eingebaut, die den Zapfen 13 in der Lagerbüchse
1 lagern. Die Wälzkörper 15 sind über die Anlaufscheibe 16 in der Lagerbüchse 1 axial geführt.
Aus der Darstellung in Fig. 2 geht hervor, daß die umfangskante
7 einen kleinen Querschnittsradius r aufweist, so daß die Lagerbüchse 1 den Sprengring 14 am umfang
zwischen der Kante 7 und der Vertiefung 9 berührt, also in unmittelbarer Nähe der Bohrung der Gabel 12. Bei öbertragung
von Axialkräften, wie sie bei Kreuzgelenken vorkommen, erfolgt die Kraftübertragung von der Lagerbüchse
— ft —
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1 über den Sprengring 14 auf die Gabel 12. Dabei wird der Sprengring 14 im wesentlichen auf Scherung und nicht auf
Biegung beansprucht, so daß die Lagerbüchse 1 durch den Sprengring 14 fest und unnachgiebig festgehalten ist. Im
übrigen besitzt der Werkstoff der Lagerbüchse 1 im Bereich der Umfangskante 7 ein gleichmäßig verdichtetes
Gefüge, so daß eine hohe Dauerfestigkeit der Lagerbüchse
1 gegeben ist.
In Fig. 3 ist eine abgeänderte Lagerbüchse 17 gezeigt, welehe
ebenfalls in der Bohrung der Gabel 12 eines Kreuzgelenkes (nicht gezeigt) sitzt. Die Lagerbüchse 17 ist ähnlich
wie die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lagerbüchse gebaut. Sie wird durch einen Sprengring 14 in der Bohrung
der Gabel 12 axial festgehalten. Auf der Bohrungsflache des Hülsenabschnittes 5 laufen zylindrische Wälzkörper
15, welche hier direkt auf der ebenflächig ausgebildeten Innenfläche 8 des Bodenabschnittes 6 seitlich
geführt sind.
Bei der abgeänderten Lagerbüchse 17 ist die radial nach innen begrenzte Vertiefung in der Außenfläche
seines Bodenabschnitts 6 durch eine ringförmige Stufe 18 gebildet. Aufgrund dieser Stufe 18 ist der Werkstoff
im Bereich des Übergangs von Bodenabschnitt 6 zum Hülsenabschnitt 5 maßgenau geformt und gleichmäßig
verdichtet. Der die Außenfläche des Bodenabschnittes 6 formende Gegenstempel 19 (siehe strichpunktierte Linie
in Fig. 3) drückt die Stufe 18 axial in die Außenfläche des Bodenabschnittes 6 ein. Es bildet sich in der Nähe
der umfangskante 7 eine ringförmige Stufe 18 mit maßgenauem
Stufenquerschnitt, denn der Werkstoff wird zur Bildung eines relativ kleinen Querschnittsradius r in
Richtung der Umfangskante 7 verdrängt. Gleichzeitig
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bildet sich eine Kehle zwischen der Innenfläche 8 des Bodenabschnittes 6 und der zylindrischen Bohrungsfläche
des Hülsenabschnittes 5, die einen Querschnittsradius R größer als der Querschnittsradius der ümfangskante 7
besitzt.
Figur 4 zeigt eine weitere abgeänderte Lagerbüchse 20
welche in der Matrize 2 sitzt und durch den Ziehstempel 3 und den Gegenstempel 4 ausgehend von einem Bandstahl
tiefgezogen ist. Die Lagerbüchse 20 besteht wiederum
aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt 5 und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt 6. Zwischen
der Mantelfläche des Hülsenabschnittes 5 und der Außenfläche 21 des Bodenabschnitts 6 ist eine ümfangskante
7 mit kleinem Querschnittsradius r angeformt.
In der Nähe der Ümfangskante 7 ist im vorliegenden Fall
eine ringförmige Rille 22 als radial nach innen begrenzte Vertiefung in die Innenfläche des Bodenabschnitts
6 axial eingedrückt. Diese Rille 22 wird durch einen kreisförmigen Vorsprung 23 auf der Stirnseite
des Ziehstempels 3 eingeformt so daß der Werkstoff des Bodenabschnitts zur Ümfangskante 7 radial
nach außen verdrängt wird und dort den kleinen Querschnittsradius r bildet. Gleichzeitig wird durch den
Ziehstempel 3 eine maßgenaue Kehle mit dem größeren Radius R angeformt. Infolge des größeren Radius R
wird der radial nach außen verdrängte Werkstoff allmählich in Richtung des Hülsenabschnitts 5 umgelenkt,
so daß beim Ziehen keine schädliche Anrißbildung entsteht.
-ΙΟ
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Die Außenfläche 21 des Bodenabschnitts 6, welche der mit der Rille 22 versehenen Innenfläche des Bodenabschnitts
6 axial gegenüberliegt ist ebenflächig ausgebildet, so daß beim Ziehen der Lagerbüchse 5 keine
ungleichmäßigen Stauch- oder Quetschkräfte wirken, welche die Lagerbüchse verziehen und örtlich Oberbeanspruchen
können.
Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere abgeänderte Lagerbüchse 23 im eingebauten Zustand,
welche ähnlich wie die in Figur 2 dargestellte Lagerbüchse gebaut ist. Diese besitzt eine rillenförmige
Vertiefung 9 auf der Außenfläche ihres Bodenabschnitts 6, welche der ebenflächigen Innenfläche
8 des Bodenabschnitts 6 axial gegenüberliegt. Die Innenfläche 8 ist auch mit der zur Bohrungsfläche
des Hülsenabschnitts 5 übergehenden Kehle mit einem Querschnittsradius R, der größer als der Querschnittsradius r der ümfangskante 7 ist, versehen. Allerdings
weist der Hülsenabschnitt 5 hier in seiner Bohrung die Stufe 24 auf, so daß die Dicke seiner Wandung
in der Nähe der Ümfangskante 7 zur Aufnahme hoher Kräfte verstärkt ist. Auf dieser verstärkten Wandung
des Hülsenabschnitts 5 sitzt die Anlaufscheibe 16, an der die zylindrischen Wälzkörper 15 seitlieh
anlaufen und axial geführt werden. Der Zapfen 13 (in Figur 5 strichpunktiert eingezeichnet) des
Kreuzgelenkes (nicht gezeigt) ist über die Wälzkörper
15 und die Lagerbüchse 23 in der Bohrung der Gabel 12 des Kreuzgelenkes gelagert. Die Lagerbüchse
23 wird auf der Seite ihres Bodenabschnitts 6 durch den Sprengring 14 in der Bohrung der Gabel 12 axial
festgehalten.
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Statt der in den Ausführungsbeispielen gezeichneten
Kehle mit dem Querschnittsradius R kann auch eine schräge Ringfläche vorgesehen werden, wobei die
Schräge des diese Fläche bildenden Abschnitts des Ziehstempels so gewählt ist, daß sie die Verdrängung
des Werkstoffes in die die Umfangskante 7 bildende Ausnehmung des Gegenstempels 4 unterstützt. Statt
der Dmfangskante 7 mit einem Radius r kann selbstverständlich
auch eine scharfe oder eine durch eine schräge Ringfläche gebrochene umfangskante vorgesehen
werden.
Die erfindungsgemäße Lagerbüchse hat den großen Vorteil,
daß diese eine hohe Dauerfestigkeit aufweist und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
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Leerseite
Claims (6)
- SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 19.12.1979DE 79 036 DE TPA.vh.hbIm Ziehverfahren hergestellte,
dünnwandige LagerbüchsePatentansprüche[ IjL Im Ziehverfahren hergestellte, dünnwandige Lagerbüchse, insbesondere für die Lagerung von Zapfen in Kreuzgelenken, bestehend aus einem zylindri-sehen Hülsenabschnitt und einem diesen einseitig abschließenden Bodenabschnitt, wobei zwischen der Mantelfläche des Hülsenabschnittes und der Außenfläche des Bodenabschnittes eine Umfangskante insbesondere mit kleinem Querschnittsradius angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine radial nach innen begrenzte axial in die Außenfläche oder Innenfläche des Bodenabschnitts (6) eingedrückte Vertiefung (9, 18, 22) in der Nähe der ümfangskannte (7) vorgesehen ist. - 2. Lagerbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (8) des Bodenabschnitts (6) mit einer in die Bohrungsfläche des Hülsenabschnitts (5) übergehenden Kehle mit einem Quej.-schnittsradius' (R) größer als der Querschnitts-radius (r) der Umfangskante (7) versehen ist.130027/0523ORIGINAL INSPECTED
- 3. Lagerbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Innenfläche (8) des Bodenabschnitts (6) zur Bohrungsfläche des Hülsenabschnitts (5) eine schräge Ringfläehe ist.
- 4. Lagerbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vertiefung (9, 18, 22) axial gegenüberliegende Innenfläche (8) bzw. Außenfläche (21) des Bodenabschnitts (6) ebenflächig ausgebildet ist.
- 5. Lagerbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als ringförmige Rille (9, 22) ausgebildet ist.
- 6. Lagerbüchse nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als ringförmige Stufe(18) ausgebildet ist.-3-130027/0523
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