DE3515180A1

DE3515180A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer flanschenbuchse

Info

Publication number: DE3515180A1
Application number: DE19853515180
Authority: DE
Inventors: Yoshio Nagoya Iijima
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-02-06
Also published as: GB8510095D0; US4796457A; DE3515180C2; JPH0460731B2; JPS6133719A; GB2163687B; GB2163687A

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Flanschenbuchsen, welche als Gleitteile für die Aufnahme sowohl axialer Schubbelastung als auch radialer Belastung in verschiedenen industriellen Maschinen bzw. als Gleitlager für Axialschubbelastung und/oder Radialbelastung verwendet werden.

Bisher wurde eine Flanschenbuchse der beschriebenen Art dadurch hergestellt, daß man eine zylindrische Buchse und eine Druckscheibe bzw. einen Druckring gesondert hergestellt und die Druckscheibe bzw. den Druckring mittels eines Stifts oder mittels Kleben oder Schweißen an der zylindrischen Buchse befestigt hat.

Dieses konventionelle Verfahren läßt sich jedoch allgemein nur schwierig ausführen und hat insbesondere den Nachteil einer niedrigen Präzision, und zwar aufgrund der gesonderten Ausbildung der zylindrischen Buchse und der Scheibe bzw. des Rings, was ein langes und teures Herstellungsverfahren zur Folge hat.

Kurz zusammengefaßt sollen demgemäß mit der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Flanschenbuchsen zur Verfügung gestellt werden, die insbesondere insofern verbessert sind, als damit die oben beschriebenen Schwierigkeiten des Standes der Technik überwunden werden.

Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Flanschenbuchsen zur Verfügung gestellt, welches die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: Einführen bzw. -fügen eines zylindrischen Materialstücks in eine in einer Form ausgebildete Bohrung mittels eines Prägestempels axial von einem Ende der Form her, wo-

bei die Bohrung eine Konfiguration hat, die mit der endgültigen Form der Flanschenbuchse übereinstimmt; und Eintreiben eines Flanschformungsstempels in die Bohrung von dem anderen Ende der Form her, so daß dadurch das innere Ende des zylindrischen Materialstücks gepreßt bzw. mit Druck beaufschlagt und so ein Flansch ausgebildet wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Flanschenbuchsen zur Verfügung gestellt, die folgendes umfaßt: eine Form, die eine Durchgangsbohrung hat, welche eine Konfiguration besitzt, die mit der Konfiguration der Flanschenbuchse übereinstimmt; eine Prägestempeleinrichtung, die an einem axialen Ende der Form angeordnet und dazu geeignet ist, ein zylindrisches Materialstück in die Bohrung in der Form einzuführen bzw. einzufügen; und eine Flanschformungsstempeleinrichtung, die an dem anderen axialen Ende der Form angeordnet und dazu geeignet ist, das innere Ende des zylindrischen Materialstücks in der Bohrung in Zusammenwirken mit der Prägestempeleinrichtung zu pressen bzw. mit Druck zu beaufschlagen, so daß ein Flansch ausgebildet wird.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung seien zu ihrem umfassenderen Verständnis nachfolgend in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Herstellen einer Flanschenbuchse;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum Herstellen einer Flanschenbuchse;

Figur 3A eine perspektivische Ansicht einer flachen Platte, aus der eine Flanschenbuchse gemäß einem Verfahren nach der Erfindung hergestellt wird;

Figuren 3B und 3C perspektivische Ansichten von zylindrischen Materialstücken für Flanschenbuchsen mit bzw. ohne einer seitlichen Fuge;

Figuren 3D bis 3G Schnittansichten von verschiedenen zylindrischen Materialstücken;

Figuren 4A bis 4F Veranschaulichungen von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Ausbilden von Flanschenbuchsen aus zylindrischen Materialstücken gemäß der Erfindung;

Figuren 5A und 5B perspektivische Ansichten von Flanschenbuchsen mit bzw. ohne einer seitlichen Fuge; und

Figuren 5C bis 5F Schnittansichten von Flanschenbuchsen, die aus verschiedenen Arten von Materialstücken ausgebildet worden sind.

Es seien nun die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Es sei zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, in der eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen einer Flanschenbuchse gemäß der Erfindung dargestellt und generell mit 10 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 10 weist eine mittels eines Rahmens (nicht gezeigt) getragene bzw. gehalterte Form 1 auf, sowie eine Prägestempeleinrichtung 2 und eine Flanschformungsstempeleinrichtung 11. Die Prägestempeleinrichtung 2 weist einen Prägestempel 3 auf, der axial in einer Bohrung 1c von kleinem Durchmesser, die in

der Form 1 ausgebildet ist, bewegbar ist, sowie einen Prägestempelschieber 4, der mit diesem Prägestempel 3 verbunden ist, und eine Betätigungseinrichtung 5 vom Nocken- bzw. Steuerkurventyp. Der Prägestempelschieber 4 ist hin- und herbewegbar in einem Hülsenlager 6 aufgenommen, das an einem Prägerahmen 7 bzw. einem Prägestempeleinrichtungsgestell 7 befestigt ist. Die Flanschausbildungs- bzw. -formungsstempeleinrichtung 11 weist einen Flanschausbildungsbzw, -formungsstempel 12 auf, der in einer großen Bohrung 1a (siehe Figur 4A), die in der Form 1 ausgebildet ist, hin- und herbewegbar ist, sowie einen Flanschformungsstempelschieber 13, der mit dem Flanschformungsstempel 12 verbunden ist, und eine Betätigungseinrichtung 16 vom Kurbeloder Nocken- bzw. Steuerkurventyp zum Betätigen des Stempelschiebers 13. Der Flanschformungsstempelschieber 13 ist hin- und herbewegbar in einem Hülsenlager 14 aufgenommen, das an dem Flanschformungsrahmen 15 bzw. dem Flanschformungsstempeleinrichtungsgestell 15 befestigt ist.

Zusätzlich zu den beiden vorerwähnten Bohrungen, nämlich der kleinen Bohrung 1c und der großen Bohrung 1a, ist eine kegelstumpfförmige bzw. konische Bohrung 1b, welche eine Fortsetzung von der großen Bohrung 1a bildet, in der Form 1 ausgebildet. Diese Bohrungen 1a, 1b und 1c bilden in Kombination einen Hohlraum, welcher der äußeren Konfiguration der fertiggestellten Flanschenbuchse entspricht bzw. mit dieser äußeren Konfiguration übereinstimmt.

Es sei nun auf Figur 2 Bezug genommen, in der eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen einer Flanschenbuchse gemäß der Erfindung gezeigt ist, die generell mit 10' bezeichnet ist. Diese Ausführungsform 10' unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform 10 darin, daß sie eine Mehrzahl von Formen 1 aufweist, die durch eine Schalteinrichtung 20, wie beispielsweise einen sich

schrittweise drehenden Maschinentisch getragen bzw. gehaltert sind, und infolgedessen ist diese Einrichtung zur Massenproduktion von Flanschenbuchsen geeignet. Die Schalteinrichtung 20 hat einen Schalttisch 21 bzw. einen sich intermittierend drehenden Tisch 21, der eine Mehrzahl von Formen 1 trägt, die in einem konstanten Winkelintervall bzw. in konstanten Winkelabständen angeordnet sind, und einen Schaltmechanismus 22, der betriebsmäßig derart mit der Prägestempeleinrichtung 2 und der Flanschformungsstempeleinrichtung 11 verbunden ist, daß er den Schalttisch 21 intermittierend um einen vorbestimmten Winkel dreht. Eine Einrichtung zum Zuführen zylindrischer Materialstücke für die Ausbildung der Flanschenbuchse und eine Einrichtung zum Herausnehmen der Produkte sind in der Nähe des Schalttischs 21 angeordnet.

Die Figuren 3B bis 3G zeigen Beispiele von zylindrischen Materialstücken, die zur Herstellung der Flanschenbuchse verwendbar sind. Im einzelnen zeigt Figur 3B ein zylindrisches Materialstück 31 für eine Buchse, das eine Seitenfuge 31a hat und durch Biegen einer flachen Platte 30, wie sie in Figur 3A gezeigt ist, ausgebildet worden ist, während Figur 3C ein Materialstück 32 zeigt, das keine Fuge hat und zum Beispiel durch Schmieden, Ziehen, Fräsen oder sonstige zerspanende Fertigung, Gießen oder Zentrifugalgießen hergestellt ist. Diese zylindrischen Materialstücke haben Vertikalschnitte, wie sie in den Figuren 3D bis 3G gezeigt sind. Das in Figur 3D gezeigte zylindrische Materialstück ist aus einem homogenen Eisen- und/oder Nichteisenmaterial hergestellt, das eine gute Gleitfähigkeit hat. Die zylindrischen Materialstücke 34, 35 und 36, die in den Figuren 3E bis 3G gezeigt sind, haben Bimetall- oder Mehrschichtstrukturen, die aus Eisenträger- bzw. -Unterlagekörpern 34a, 35a, 36a, welche mit Schichten 34b, 35b, 36b aus einem Lagermetall ausgekleidet sind, zusammengesetzt sind. Gewünschtenfalls

sind Nuten oder Aussparungen 34c, 35c, 36c in der äußeren und/oder inneren ümfangsoberflache ausgebildet.

Die Figuren 4A bis 4F veranschaulichen ein Verfahren zum Ausbilden einer Flanschenbuchse durch die Vorrichtung nach der Erfindung. In dem in Figur 4A gezeigten Verfahrensschritt wird ein zylindrisches Materialstück S vom rechtsseitigen Ende der Form 1 her mittels des Prägestempels 3 in die kleine Bohrung 1c der Form 1 hineingetrieben. Wenn die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung verwendet wird, werden die zylindrischen Materialstücke S von der Materialstückzuführeinrichtung (nicht gezeigt) zu den Fotmen 1 zugeführt, die mittels des Schalttischs 21 der Schalteinrichtung 20 gehaltert sind, und diese zylindrischen Materialstücke werden bei der Drehung des Schalttischs aufeinanderfolgend in eine Position gebracht, in welcher die Form 1 mit dem Prägestempel 3 und dem Flanschformungsstempel 12 fluchtet. Wie in Figur 4A gezeigt ist, ist der Rand des eintrittsseitigen Endes der kleinen Bohrung 1c, die in der Form 1 ausgebildet ist, unter einem Winkel Θ.. abgeschrägt bzw. konisch ausgebildet, um das Einführen des zylindrischen Materialstücks zu erleichtern. Dieser Winkel O₁ liegt im Bereich zwischen 0° und 90°, vorzugsweise zwischen 1 1/2° und 5°.

In dem in Figur 4B gezeigten Verfahrensschritt wird das in der kleinen Bohrung 1c in der Form 1 aufgenommene zylindrische Materialstück S mittels des Prägestempels 3 kräftig bzw. zwangsweise nach links bewegt.

Es sei nun auf Figur 4C Bezug genommen, worin sich der Flanschformungsstempel 12 nach rechts zu bewegen beginnt, während das zylindrische Materialstück S in der Form 1 weiter nach links bewegt wird.

In dem in Figur 4D gezeigten Verfahrensschritt wird der FXanschformungsstempel 12 weiter nach rechts bewegt, bis sein Teil 12a verminderten Durchmessers in das zylindrische Materialstück S kommt. Es sei darauf hingewiesen, daß der einen verminderten Durchmesser besitzende Teil 12a des Flanschformungsstempels 12 einen Durchmesser hat, der ein wenig kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen Materialstücks S ist.

In dem nächsten, in Figur 4E gezeigten Verfahrensschritt werden der Prägestempel 3 und der Flanschformungsstempel 12 weiter nach links bzw. nach rechts bewegt, so daß das linke Ende des Materialstücks S radial nach auswärts gedehnt wird, wenn es mittels einer Stufe, die sich auf dem Flanschformungsstempel befindet, gepreßt bzw. mit Druck beaufschlagt wird.

In dem in Figur 4F gezeigten Verfahrensendschritt wird der linke Endteil des zylindrischen Materialstücks S durch den Flanschformungsstempel 12 derart gepreßt bzw. mit Druck beaufschlagt, daß das gedehnte äußere Ende des Materialstücks radial längs der kegelstumpfförmigen Bohrung 1b der Form zusammengedrückt wird, während der zylindrische Teil des Materialstücks S axial durch den Prägestempel 3 zusammengedrückt wird. Infolgedessen wird das zylindrischen Materialstück S zu einer Flanschenbuchse geformt, die eine äußere Konfiguration hat, welche mit der Form des Hohlraums übereinstimmt, der durch die kleine Bohrung 1c und die kegelstumpfförmige bzw. konische Bohrung 1b in der Form 1 definiert ist. Wie in Figur 4F gezeigt ist, hat die konische Bohrung 1b in der Form 1 einen Konuswinkel ©₂, der im Bereich zwischen 0° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 45°, liegt.

Die Figuren 5A bis 5F zeigen Flanschenbuchsen 40 bis 45, welche durch die Herstellungsvorrichtung 10 oder 10' nach der Erfindung aus einem zylindrischen Materialstück S ausgebildet bzw. geformt worden sind. Im einzelnen zeigt die Figur 5A eine Flanschenbuchse 40, die eine Fuge 40a hat und aus dem mit einer Fuge versehenen zylindrischen Materialstück 31, das in Figur 3B gezeigt ist, hergestellt wurde, während 5B eine Flanschenbuchse 41 zeigt, die aus einem fugen- bzw. nahtlosen zylindrischen Materialstück 32, wie es in Figur 3C gezeigt ist, hergestellt wurde. Die Figuren 5C bis 5F zeigen jeweils Flanschenbuchsen 42 bis 45, die aus zylindrischen Materialstücken 33 bis 36, wie sie in den Figuren 3D bis 3G gezeigt sind, hergestellt worden sind.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, verschiedenste Änderungen und Abwandlungen möglich.

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Claims

KRAUS ■ WEISERT & FARTNER 515180 PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER ■ DR.-ING. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES THOMAS-WIMMER-RING 15 . D-BOOO MÜNCHEN 22 ■ TELEFON 089/22 73 TELEGRAMM KRAUSPATENT · TELEX 5-212156 kpat d ■ TELEFAX (089)22 79 94 4962 JS/ps DAIDO METAL COMPANY LTD. Nagoya, Japan Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Flanschenbuchse PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Herstellen einer Flanschenbuchse, dadurch gekennzeichnet , daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

Einfüühren bzw. -fügen eines zylindrischen Materialstücks (S,31 bis 36) in eine in einer Form (1) ausgebildete Bohrung (1a,1b,1c), mittels eines Prägestempels (3) axial von einem Ende der Form (1) her, wobei die Bohrung (1a,1b,1c) eine Konfiguration hat, welche mit der endgültigen Form der Flanschenbuchse (40 bis 45) übereinstimmt; und

— 2 —

Eintreiben eines Flanschformungsstempels (12) in die Bohrung (1a,1b,1c) von dem anderen Ende der Form (1) her, so daß dadurch das innere Ende des zylindrischen Materialstück (S), 31 bis 36) zur Ausbildung eines Flanschs gepreßt bzw. mit Druck beaufschlagt wird.

2. Verfahren zum Herstellen einer Flanschenbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das zylindrische Materialstück (S, 31 bis 36) aus einem homogenen Material, einem Verbundmaterial oder einem Mehrschichtmaterial hergestellt ist.

3. Verfahren zum Herstellen einer Flanschenbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zylindrische Materialstück (S,31) eine Fuge, Naht o.dgl. (31a) hat.

4. Verfahren zum Herstellen einer Flanschenbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zylindrische Materialstück (S,32 bis 36) keine Fuge, Naht o.dgl. hat.

5. Vorrichtung zum Herstellen einer Flanschenbuchse, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (10,1O¹) folgendes umfaßt:

eine Form (1), die eine Durchgangsbohrung (1a,1b,1c) hat, welche eine Konfiguration besitzt, die mit der Konfiguration der Flanschenbuchse (40 bis 45) übereinstimmt bzw. der Konfiguration der Flanschenbuchse (40 bis 45) entspricht;

eine Prägestempeleinrichtung (2), die an einem axialen Ende der Form (1) vorgesehen und dazu geeignet ist, ein zylindrisches Materialstück (S,31 bis 36) in die Bohrung (1a,1b, 1c) in der Form (1) einzuführen bzw. einzufügen; und

eine Flanschformungsstempeleinrichtung (11) , die an dem anderen axialen Ende der Form vorgesehen und dazu geeignet ist, das innere Ende des zylindrischen Materialstücks (S,31 bis 36) in der Bohrung (1a,1b,1c) in Zusammenwirken mit der Prägestempeleinrichtung (2) zu pressen bzw. mit Druck zu beaufschlagen, um einen Flansch auszubilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter folgendes umfaßt: einen Schalttisch (21), der eine Mehrzahl der Formen (1) trägt; und einen Schaltmechanismus (22) zum Bewirken einer intermittierenden Drehung des Schalttischs (21).·

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e kennzeichnet, daß die Prägestempeleinrichtung

(2) einen Prägestempel (3), einen Prägestempelschieber (4) und eine Betätigungseinrichtung (5) vom Nocken- bzw. Steuerkurventyp hat.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Flanschformungsstempeleinrichtung (11) einen Flanschformungsstempel (12), einen Flanschformungsstempelschieber (13) und eine Schieberbetätigungseinrichtung (16) hat.