WO1993001423A1 - Anlaufscheibe für axialgleitlager - Google Patents

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WO1993001423A1
WO1993001423A1 PCT/EP1992/001576 EP9201576W WO9301423A1 WO 1993001423 A1 WO1993001423 A1 WO 1993001423A1 EP 9201576 W EP9201576 W EP 9201576W WO 9301423 A1 WO9301423 A1 WO 9301423A1
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ring
rings
thrust washer
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half ring
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PCT/EP1992/001576
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Yves Serre
Eric Proust
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Federal-Mogul S.A.
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    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in
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    • F16C2220/82Shaping by separating parts, e.g. by severing, cracking by cutting
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    • F16C2220/84Shaping by separating parts, e.g. by severing, cracking by perforating; by punching; by stamping-out
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2300/00Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/02General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • Thrust washer for axial plain bearings
  • the invention relates to an arcuate thrust washer half ring for axial sliding bearing surfaces according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for producing such half rings.
  • Thrust washer half rings generally have circular inner and outer contours. Two such thrust washer half rings are put together to produce an axial plain bearing track. The thrust washer half-rings must have sufficient contact surfaces on the adjoining dividing joint edges of the half-rings for firmly connecting the segments.
  • suitable devices for fixing the thrust washer half rings must be present in order to prevent rotation of the parts by the shaft moving in the slide bearing track.
  • thrust washer half rings are known from German Offenlegungsschrift 24 33 929 (Glycometallwerke) and British Patent 1,589,322. Both documents provide information as to what a material-saving arrangement of the thrust washer half rings can look like when punching out from a band-shaped plain bearing composite material.
  • both the ends of the inner edges of the thrust washer half rings are trimmed and cutouts on the outer edge of the thrust washer half rings are accepted in order to minimize the scrap when punching out the thrust washer parts.
  • These measures are limited by the requirement that the ends of the thrust washer half rings must have a sufficient width for the joint to the adjacent thrust washer half ring. In spite of this, even when such incisions and recesses are provided, material losses of around 30% of the required area of the plain bearing composite material are incurred.
  • the object of the invention is to propose thrust washer half rings which, with high utilization of the bearing material band from which they are punched out, perform at least a corresponding bearing function in comparison to half circular rings with approximately the same surface area. This object is achieved in terms of the device by the characterizing features of claim 1.
  • the half ring according to the invention is widened outwards in the apex region, while it is made narrower at angles of approximately 45 degrees to the baseline.
  • the side widenings at the ends which in the preferred embodiment again extend to approximately the outer radius of the apex of the ring, compensate for the reduction in width in the intermediate transition area, so that a full ring composed of two half rings according to the invention each has sufficiently wide contact surfaces offset by 90 degrees, while surface reductions can take place in the intermediate areas, which lead to the overall shape which can be produced with little waste.
  • the outer edge of the one half ring and the inner edge of the subsequent half rings are simultaneously formed. This is in contrast to previously known procedures such as those in the abovementioned documents are shown.
  • the outer edge of the first segment is formed by a first cut and the inner edge of the second segment by a subsequent, second step.
  • the thrust washer half ring can also be provided in a known manner with grooves in the surface, which serve to supply the lubricant between the thrust washer half ring and the supported axle. These grooves can be designed in such a way that they are always arranged in the same place in the case of successive thrust washer half rings and can be embossed in the starting material as a continuous depression.
  • parting line edges on the ring ends can be provided with chamfered recesses which also serve to supply lubricant.
  • the thrust washer half ring can be provided with a recess, which serves as a registration mark for the precise fitting of the thrust washer half ring into the holder.
  • the thrust washer half-rings according to the invention also offer the advantage that the length of the joint edge which prevents rotation of the thrust washer half-rings can be made longer than in the case of known thrust washer half-rings according to GB-PS 1 589 322.
  • the thrust washer half rings according to the invention can be positioned in the counterbore of the engine block housing with at least three fastening points or two fastening elbows or a combination of both.
  • Fitting marks or starting points for welding or for attaching the rings as flanges to radial bearings or other markings can be applied at any point on the thrust washer half ring.
  • Indentations such as for lubricant grooves, can be stamped into the flat plain bearing composite material immediately before the thrust washer half-ring is punched out.
  • the embossing of the grooves does not have to correspond exactly to the outer and inner circumferential edges of the thrust washer half rings, but can continue on the preceding and following half ring.
  • the chamfered recess in the area of the joint edge of the thrust washer half-ring can be produced immediately before or during punching out of the thrust washer half-rings, both from the coated and from the carrier material side of the flat plain bearing composite material.
  • thrust washer half ring A preferred embodiment of the thrust washer half ring according to the invention is shown below.
  • Figure 1 Top view of a thrust washer segment
  • Figure 2 Top view of the blank arrangement for thrust washer segments according to Figure 1;
  • Figure 3 Top view of the blank arrangement of known thrust washer segments.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the thrust washer half ring 2 according to the invention with the features described in detail below.
  • the thrust washer half ring 2 has a concave inner contour 4 and a convex outer contour 6, each with the same course.
  • the uniform course of the inner contour 4 and the outer contour 6 necessitates outward protruding lateral projections 8 and a parting edge 10 at each end of a thrust washer half ring.
  • the thrust washer half-ring 2 has a groove 12 for lubricant and residual recesses 14 in the groove 12 of the adjacent thrust washer half-ring in each end region, as shown in particular in FIG. 4. Further recesses 16 as a passage for lubricants are provided in the region of the joint edge 10 by chamfering.
  • FIG. 2 shows the blank arrangement of thrust washer half rings according to the invention. It can be seen from the figure that, due to the inner and outer contours running in parallel, adjacent thrust washer half rings can be punched out essentially without loss.
  • FIG. 3 shows the cutting arrangement of conventional thrust washer half rings according to GB-PS 1 589 322.
  • the cutting arrangement shows that between the punching of the outer circumferential edge of the first thrust washer half ring and the subsequent punching of the inner circumferential edge of the second thrust washer half ring shot piece from the band-shaped plain bearing composite material.
  • the dimension of the thrust washer half rings shown in FIG. 2 differs from the thrust washer half rings shown in FIG. 3 in that the maximum radius of the outer circumferential contour 22 is larger than the outer radius 22 in conventional thrust washer half rings, while the radius 24, 24 'of the inner circumferential edge is unchanged. Furthermore, the thrust washer half-ring shown in FIG. 2 has a greater width with approximately the same area in the apex area (20) than the thrust washer half-ring shown in FIG. 3 in the crown area 20 '. This is due to the different radius of the inner and outer contours 22 ' , 24' of the thrust washer half ring shown in FIG. 3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen bogenförmigen Anlaufscheiben-Halbring (2) für Axialgleitlagerflächen. Der Halbring (2) ist im Scheitelbereich nach außen verbreitert, während er unter Winkel von etwa 45 Grad zur Basislinie schmaler ausgeführt ist. Weiter weist der Halbring (2) an den Enden seitlich Verbreiterungen (8) auf, die sich in einer bevorzugten Ausführungsform wieder bis etwa auf den Außenradius des Scheitelpunktes des Ringes erstrecken. Da die innere (4) und die äußere (6) Außenkante des Halbrings (2) die gleiche Form aufweisen, wird beim Ausstanzen eines Anlaufscheiben-Halbrings (2) mit einer einzigen Schnittlinie gleichzeitig die Außenkante (6) des einen Halbrings und die Innenkante (4) der folgenden Halbringe ausgebildet. Die Verlustfläche beim Ausstanzen des erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbrings ist daher auf maximal 10 % der benutzten Fläche des Gleitlagerverbundwerkstoffs begrenzt.

Description

Anlaufscheibe für Axialgleitlager
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen bogenförmigen Anlaufschei¬ ben-Halbring für Axialgleitlagerflächen nach dem Oberbe¬ griff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen solcher Halbringe.
Anlaufscheiben-Halbringe weisen im allgemeinen kreisför¬ mig verlaufende Innen- und Außenkonturen auf. Zwei solcher Anlaufscheiben-Halbringe werden zusammengesetzt, um eine axiale Gleitlagerbahn herzustellen. Die Anlauf- scheiben-Halbringe müssen an den jeweils aneinanderlie- genden Teilungsfugenkanten der Halbringe ausreichende Auflageflächen zum festen Verbinden der Segmente aufwei¬ sen.
Weiterhin müssen geeignete Vorrichtungen zum Fixieren der Anlaufscheiben-Halbringe vorhanden sein, um eine Rotation der Teile durch die sich in der Gleitlagerbahn bewegende Welle zu verhindern.
Aus der Deutschen Offenlegungsschrift 24 33 929 (Glycometallwerke) und der britischen Patentschrift 1 589 322 sind derartige Anlaufscheiben-Halbringe bekannt. Beide Schriften geben Hinweise darauf, wie eine material¬ sparende Anordnung der Anlaufscheiben-Halbringe beim Aus¬ stanzen aus einem bandförmigen Gleitlagerverbundwerkstoff aussehen kann.
Um eine maximale Materialausnutzung zu erreichen, werden sowohl die Enden der Innenkanten der Anlaufscheiben-Halb¬ ringe beschnitten, als auch Ausschnitte an der Außenkante der Anlaufscheiben-Halbringe hingenommen, um den Ausschuß beim Ausstanzen der Anlaufscheibenteile zu minimieren. Begrenzt werden diese Maßnahmen durch die Vorgabe, daß die Enden der Anlaufscheiben-Halbringe eine ausreichende Breite für die Trennfuge zum benachbarten Anlaufscheiben- Halbring aufweisen müssen. Trotzdem fallen auch beim Vor¬ sehen solcher Einschnitte und Aussparungen Materialverlu¬ ste in der Größenordnung von ca. 30 % der benötigten Fläche des Gleitlagerverbundwerkstoffes an.
Aufgabe der Erfindung ist es, Anlaufscheiben-Halbringe vorzuschlagen, die unter hoher Ausnutzung des Lagermate¬ rialbandes, aus dem sie ausgestanzt werden, im Vergleich zu halben Kreisringen mit etwa gleicher Oberfläche eine solchen Kreisringen zumindest entsprechende Lagerfunktion ausüben. Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches l gelöst.
Gegenüber einem Kreisring mit entsprechender Oberfläche ist der erfindungsgemäße Halbring im Scheitelbereich nach außen verbreitert, während er unter Winkeln von etwa 45 Grad zur Basislinie schmaler ausgeführt ist. Die seitli¬ chen Verbreiterungen an den Enden, die sich bei bevorzug¬ ter Ausführungsform wieder bis etwa auf den Außenradius des Scheitelpunktes des Ringes erstrecken, gleichen die Verringerung der Breite im dazwischenliegenden Übergangs¬ bereich wieder aus, so daß ein aus zwei erfindungsgemäßen Halbringen zusammengesetzter Vollring jeweils versetzt um 90 Grad ausreichend breite Auflageflächen aufweist, während in den Zwischenbereichen FlächenVerminderungen stattfinden können, die zu der abfallarm herstellbaren Gesamtgestalt führen.
Bedingt durch die gleiche Form der inneren und äußeren Umfangskante wird bei bevorzugter Ausführungsform beim Ausstanzen eines Anlaufscheiben-Halbrings mit einer einzigen Schnittlinie, die gleichzeitig die Außenkante des einen Halbringes und die Innenkante der nachfolgenden Halbringe ausgebildet. Dies steht im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahrensweisen wie sie in den o.g. Schriften gezeigt sind. Bei bekannten Verfahren wird durch einen ersten Schnitt die Außenkante des ersten Segments gebildet und durch einen nachfolgenden, zweiten Schritt die Innenkante des zweiten Segments. Beim Ausstanzen des erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbrings fällt nicht wie bisher ein flächiges Verluststück des Gleitlagerver¬ bundwerkstoffes zwischen zwei aufeinander folgenden Seg¬ menten an. Die Verlustfläche beim Ausstanzen des erfin¬ dungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbringes ist daher auf maximal 10% der benutzten Fläche des Gleitlagerverbund¬ werkstoffes begrenzt, die im wesentlichen nur noch an der Außenkante des Materialbandes anfallen.
Der Anlaufscheiben-Halbring kann auf bekannte Weise wei¬ terhin mit Nuten in der Oberfläche versehen sein, die der Zuführung des Schmiermittels zwischen Anlaufscheiben- Halbring und gelagerter Achse dienen. Diese Nuten können so gestaltet sein, daß sie bei aufeinanderfolgenden Anlaufscheiben-Halbringen stets an derselben Stelle angeordnet sind und im Ausgangsmaterial als eine durchge¬ hende Vertiefung eingeprägt werden können.
Weiterhin können die Trennfugenkanten an den Ringenden mit angefasten Ausnehmungen versehen sein, die ebenfalls der Zuführung von Schmiermittel dienen.
Der Anlaufscheiben-Halbring kann mit einer Ausnehmung versehen sein, die als Passmarke zum genauen Einpassen des Anlaufscheiben-Halbringes in die Halterung dient.
Die erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbringe bieten weiterhin den Vorteil, daß die Länge der Trennfugenkante die eine Rotation der Anlaufscheiben-Halbringe verhin¬ dert, länger ausgebildet werden kann als bei bekannten Anlaufscheiben-Halbringen gemäß der GB-PS 1 589 322. Die erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbringe können in der Gegenbohrung des Motorblockgehäuses mit mindestens drei Befestigungspunkten oder zwei Befestigungsbogen oder einer Kombination von beiden positioniert werden.
Passmarken oder Ansatzpunkte zum Schweißen oder zum An¬ bringen der Ringe als Flansche an Radiallagern oder son¬ stigen Markierungen können an jeder Stelle des Anlauf- εcheiben-Halbringes angebracht werden.
Vertiefungen, wie beispielsweise für Schmiermittelnuten, können unmittelbar vor dem Ausstanzen des Anlaufscheiben- Halbrings in den flächigen Gleitlagerverbundwerkstoff eingeprägt werden. Das Ausprägen der Nuten muß nicht genau mit den äußeren und inneren Umlaufkanten der Anlaufscheiben-Halbringe übereinstimmen, sondern kann sich auf dem vorausgehenden und nachfolgenden Halbring fortsetzen.
Beim Ausstanzen der Anlaufscheiben-Halbringe wird jeweils eine innere und eine äußere Kontur des Anlaufscheiben- Halbrings in einem einzigen Schnitt erzeugt.
Die angefaste Ausnehmung im Bereich der Trennfugenkante des Anlaufscheiben-Halbrings kann unmittelbar vor oder während des Ausstanzens der Anlaufscheiben-Halbringe erzeugt werden, sowohl von der beschichteten als auch von der Trägermaterialseite des flächigen Gleitlagerverbund¬ werkstoffes her.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbrings dargestellt.
Es zeigen:
Figur 1: Draufsicht auf ein Anlaufscheibensegment Figur 2: Draufsicht auf die Zuschnittanordnung für Anlaufscheibensegmente nach Figur 1;
Figur 3: Draufsicht auf die Zuschnittanordnung von bekannten AnlaufScheibensegmenten.
Figur 4: Draufsicht auf drei Anlaufscheibensegmente
In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbringes 2 mit nachfolgend detailliert beschriebenen Merkmalen dargestellt. Der Anlaufscheiben-Halbring 2 weist eine konkave Innenkontur 4 und eine konvexe Außenkontur 6 mit jeweils gleichem Verlauf auf. Der gleichförmige Verlauf der Innenkontur 4 und der Außenkontur 6 bedingt nach außen vorstehende seitliche Vorsprünge 8 sowie eine Trennfugenkante 10 jeweils an jedem Ende eines Anlaufscheiben-Halbringes. Weiterhin weist der Anlaufscheiben-Halbring 2 eine Nut 12 für Schmiermittel sowie Restausnehmungen 14 der Nut 12 des benachbarten Anlaufscheiben-Halbrings in jedem Endbereich auf, wie insbesondere Fig. 4 zeigt. Weitere Ausnehmungen 16 als Durchlaß für Schmiermittel sind im Bereich der Trennfugenkante 10 durch Anfasung vorgesehen.
Figur 2 stellt die Zuschnittanordnung von erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbringen dar. Aus der Abbildung geht hervor, daß durch die gleichlaufende innere und äußere Kontur das Ausstanzen benachbarter Anlaufscheiben-Halbringe, im wesentlichen verlustfrei erfolgen kann.
Figur 3 stellt demgegenüber die Zuschnittanordnung herkömm¬ licher Anlaufscheiben-Halbringe nach der GB-PS 1 589 322 dar. Aus der Zuschnittanordnung geht hervor, daß zwischen dem Stanzen der äußeren Umlaufkante des ersten Anlaufschei¬ ben-Halbringes und dem darauffolgenden Stanzen der inneren Umlaufkante des zweiten Anlaufscheiben-Halbringes ein Aus- schußstück aus dem bandförmigen Gleitlagerverbundwerkstoff anfällt.
Doch nicht nur der Bearbeitungsaufwand für die AnlaufSchei¬ ben Halbringe vereinfacht sich, sondern auch die Stabilität des erfindungsgemäßen Anlaufscheiben-Halbringes 2 ist wesentlich verbessert gegenüber einem herkömmlichen Anlauf¬ scheibensegment. Aus Figur 2 und 3 geht hervor, daß die Länge 18 der Trennfugenkante in Figur 2 deutlich größer ist als die Länge 18• der Trennfugenkante in Figur 3. Somit weist der erfindungsgemäße Anlaufscheiben-Halbring eine wesentlich breitere Kontaktfläche zum gegenüberliegenden Anlaufscheiben-Halbring auf als bisher.
Die Abmessung der in Figur 2 dargestellten Anlaufscheiben- Halbringe unterscheidet sich von den in Figur 3 abgebilde¬ ten Anlaufscheiben-Halbringen dadurch, daß der maximale Radius der äußeren Umfangskontur 22 größer ist als der äußere Radius 22• bei herkömmlichen Anlaufscheiben-Halbrin¬ gen, während der Radius 24, 24' der inneren Umlaufkante unverändert ist. Weiterhin weist der in Figur 2 darge¬ stellte Anlaufscheiben-Halbring bei etwa gleicher Fläche im Scheitelbereich (20) eine größere Breite auf als der in Figur 3 dargestellt Anlaufscheiben-Halbring im Scheitelbe¬ reich 20'. Dies ist bedingt durch den unterschiedlichen Radius der inneren und der äußeren Kontur 22» , 24' des in Figur 3 dargestellten Anlaufscheiben-Halbrings.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Bogenförmiger Anlaufscheiben-Halbring als Teil zweier aus zwei derartigen Ringen zu bildenden Axialgleitlagerflächen mit einer konvexen Außenkon¬ tur und einer konkaven Innenkontur sowie einer Teilungsfugenkante an jedem Ende des Halbringes, wobei die Verbindungslinie der Teilungsfugenkante eine gedachte Basislinie des Halbringes bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Halbrin¬ ges (2) , gemessen in einer Richtung im wesentlichen rechtwinklig zu seiner Außenkontur (6) vom Scheitel¬ punkt des Halbringes (2) über die Mitte seiner Basislinie zu den Enden des Halbringes (2) hin abnimmt, daß die Enden der konvexen Außenkontur und der konkaven Innenkontur (4) mit der Basislinie Winkel von kleiner 90 Grad bilden, und daß die Enden des Halbringes (2) mit nach außen weisenden seitli¬ chen Verbreiterungen (8) versehen sind.
2. Halbring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen den Enden der konvexen Außenkontur (6) bzw. der konkaven Innenkontur (4) zu der Basislinie 70 Grad und weniger vorzugsweise etwa 60 Grad betragen.
3. Halbring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die seitlichen Verbreiterungen (8) in einer Richtung senkrecht zur Basislinie einerseits durch die Teilungsfugenkante (10) bzw. die Basisli¬ nie selbst und andererseits durch eine im wesentli- chen zur Basislinie parallele Querkante begrenzt sind, wobei diese Querkante durch den Schnittpunkt verläuft, der durch die konvexe Außenkontur (6) und eine Normale zur Basislinie gebildet wird, welche ihrerseits im Schnittpunkt der Basislinie mit der konkaven Innenkontur (4) auf der Basislinie steht.
4. Halbring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsbegrenzun- gen der seitlichen Verbreiterungen (8) in etwa auf einem Kreisbogen um den Mittelpunkt der Basislinie mit dem Radius des Scheitelpunktes der konvexen Außenkontur (6) liegen.
5. Halbring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Außenkon¬ tur (6) und die konkave Innenkontur (4) einen quasi parabolischen Verlauf aufweisen.
6. Halbring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die konkave Innenkontur (4) und zumin¬ dest Teile der Trennfugenkanten (10) einerseits so¬ wie die konvexe Außenkontur (6) und die Querkanten der seitlichen Erweiterung (8) kongruente Linienver¬ läufe aufweisen.
7. Halbring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der konkaven Außenkontur Kerben oder Ansätze beispielsweise zu Positionierungszwecken vorgesehen sind, denen in Richtung senkrecht zur Basislinie versetzt deckungsgleiche, komplimentare Ansätze oder Kerben in der konkaven Innenkontur entsprechen.
8. Halbring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche mindestens eine Halbkreislinie um die Mitte der Basislinie enthält.
9. Halbring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Teilungsfugenkante (10) zumindest etwa der Hälfte der Breite des Halbringes im Scheitelpunkt über der Basislinie, gemessen rechtwinklig zur Außenkontur (6) des Halbringes entspricht.
10. Verfahren zum Herstellen bogenförmiger Anlaufschei¬ ben-Halbringe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Halbringe in gleicher Ausrichtung hinterein- anderliegend mit einem entsprechenden Stanzwerkzeug aus einem Band geeigneten Gleitlagermaterials ausge¬ stanzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Halb¬ ringe unmittelbar aneinanderliegend mit einem Werk¬ zeug ausgestanzt werden, welches nur eine oder mehrere Stanzschneiden mit identischem Konturverlauf aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausstanzen der Halbringe gegebenenfalls die Halbringgrenzen überschreitende Vertiefungen (12) für Schmiermittelzuführung in die Legierungs¬ seite des Lagermaterials eingeprägt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß vor oder während des Freistanzens der Halbringe Kantenanfasungen entlang der (vorgesehenen) Schnittlinien in den Lagermaterial¬ streifen eingeprägt werden.
PCT/EP1992/001576 1991-07-13 1992-07-11 Anlaufscheibe für axialgleitlager WO1993001423A1 (de)

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