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Verfahren zur Herstellung von Nuten-bzw. Rillenlagerungen ( Für diese
Anmeldung wird die Priorität aus der japanischen Anmeldung Nr. 57727/1 970 vom 3.
Juli 1970 in Anspruch genommen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Nuten- bzw.
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Rillenlagerungen, und zwar insbesondere ein Verfahren zur Herstellung
von Nuten- bzw. Rillenlagerungen hoher Genauigkeit und Präzision mit großer Leistungsfähigkeit
und durch einfache Mittel.
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Nach dem Stande der Technik war es im allgemeinen bisher üblich, zum
Zwecke der Herstellung von Nuten- bzw. Rillenlagerungen für die Übertragung eines
Rotatlonsdrehmoments eine Nuten- bzw. Rillenwelle und einen äußeren Bettungs- bzw.
Laufring getrennt mittels maschineller Bearbeitungsvorgänge, insbesondere mit Hnfe
der spanabhebenden Verformung zu erzeugen. Irgendwelche Fehler, die bei der Bearbeitung
dieser Teile begangen wurden oder ein Fehler, der bei der Einteilung oder Anzeichnung
des Nuten- bzw. Rillenwinkels beispielsweise
unterlaufen ist, haben
dazu geführt, daß sich selbst dann, wenn der Fehler klein ist, ein ungenauer Kontakt
zwischen der Nuten- bzw.
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Rillenwelle und dem äußeren Bettungs- bzw. Laufring beim Zusammenbau
oder im Gebrauch ergab, was wiederum zur Folge hatte, daß eine partielle Abnutzung
hervorgerufen und abnorme Geräusche erzeugt werden. Diese Verhältnisse beeinflussen
die Übertragung eines Rotationsdrehmoments auf andere Teile in nachteiliger Weise.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Nuten-bzw.
Rilleniagerungen zu schaffen, mit dem ein Fehler oder dessen Auswirkungen vermieden
werden, die unvermeidlich bei den maschinellen Bearbeitungsvorgängen begangen werden
können, oder beispielsweise ein Fehler im Nuten- bzw. Rillenteilungswinkel, der
sich beim Einbau des einen Teils in das andere Teil zeigt, oder die Auswirkungen
eines solchen Fehlers. Hierbei soll es das erfindungsgemäße Verfahren gestatten,
einen äußeren Bettungs- bzw. Laufring herzustellen, der Ausnehmungen eines Endbearbei
tungsgrades hoher Präzision zur Aufnahme der Vorsprünge der Nuten- bzw. Rillenwelle
besitzt.
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Das wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß ein Teil oder die
Nuten- bzw. Rillenwelle zur Übertragung eines Rotationsdrehmomentes, das bzw. die
durch maschinelle Bearbeitung hergestellt worden ist, in einer metallischen Form
angeordnet wird, die so ausgebildet ist, daß sie das andere Teil oder den äußeren
Bettungs- bzw. Laufring formt, daß eine geschmolzene Legierung in den Hohlraum der
metallischen Form eingegossen wird, und daß die äußere Oberfläche des äußeren Bettungs-bzw.
Laufringes gleichmäßig gestoßen bzw. geschlagen wird, um einen kleinen Spielraum
bzw. Spalt zwischen dem äußeren durch Giessen geformten Bettungs- bzw. Laufring
und der darin eingefügten Nuten- bzw.
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Rillenwelle auszubilden, so daß zwischen beiden Teile eine Gleitung
bzw.
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Verschiebung möglich ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Nuten- bzw.
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Rillenlagerungen eliminiert die Notwendigkeit einer genauen maschinellen
Endbearbeitung bei der Teilung des Nuten- bzw. Rillenwinkels einer Nuten- bzw. Rillenwelle,
weil letztere als Bezugsteil zur Formung eines äußeren Bettungs- bzw. Laufringes
durch Giessen verwendet wird.
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Die Tatsache, daß übliche, nicht jedoch genaue maschinelle Bearbeitungsgüten
bei der Herstellung der Nuten- bzw, Rillenwelle gemäß der Erfindung toleriert werden
können, ermöglicht es, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Nuten- bzw. Rillenlagerungen
auf der Basis einer Massenproduktion herzustellen und die Produktionskosten herabzusetzen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das damit vorgeschlagene Verfahren
zur Herstellung von Nuten- bzw. Rillenlagerungen für die Übertragung eines Rotationsdrehmoments
bzw. einer Drehkraft gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Anordnung
einer Nuten- bzw.
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Rillenwelle in einer metal!ischen Form, die zur Formung eines äußeren
Bettungs- bzw. Laufringes einer Nuten- bzw. Rillenlagerung durch Giessen geeignet
ist; Eingiessen eines geschmolzenen Materials, beispielsweise einer Aluminium-,
Zink- oder sonstigen geeigneten Legierung, in den Hohlraum der metallischen Form,
der die Form des äußeren Bettungs- bzw. Laufrings der Nuten- bzw, Rillenlagerung
besitzt, um durch Giessen den äußeren Bettungs- bzw. Laufring zu formen, welcher
in die Nuten- bzw. Rillenwelle greift; und gleichmäßige bzw. -förmige Schlag- oder
Klopfbearbeitung des äußeren Umfangsteils des äußeren Bettungs- bzw. Lufringes,
nachdem derselbe aus der metallischen Form als semi-bearbeitetes Produkt entfernt
worden ist, um einen kleinen Spalt bzw. Spielraum zwischen dem äußeren Bettungs-
bzw. Laufring und der Nuten- bzw. Rillenwelle auszubilden, so daß letztere in axialer
Richtung relativ zum äußeren Bettungs- bzw. Laufring in den Nuten- bzw. Rillenteilen
gleiten kann.
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Die aufgeführten Vorteile der Erfindung werden durch die Kombination
der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Lagerung
von Nuten- bzw. Rillenwellen beschränkt ist, sondern mit gleichem Erfolg auch bei
anderen genuteten Teilen angewandt werden kann, mit denen senkrecht zu den Nuten
verlaufende Kräfte übertragen werden sollen.
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Beispielsweise läßt sich die Erfindung auch bei genuteten oder gerillten
Platten anwenden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 der Zeichnung näher
erläutert; sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt sondern läßt sich unter den gegebenen
Richtlinien sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger
Weise abwandeln. In der Zeichnung, die Ausführungsbeisplele von Nuten- bzw. Nutenwellenlagerungen
nach der Erfindung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu deren Herstellung veranschaulicht,
zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Nutenwelle gemäß
der Erfindung; Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fig. 1; Fig.
3 und 4 Schnittansichten eines anderen Ausführungsbeispiels von Nutenl agerungen
bzw. Nutenwellenl agerungen nach der Erfindung; Fig, 5 eine Schnittansicht, welche
die relativen Positionen der metallischen Form und der darin eingesetzten Nutenwelle
zeigt, wenn die Nutenlagerung nach der Erfindung durch Giessen geformt wird; und
Fig.
6 eine Seitenansicht, welche ein Formteil veranschaulicht, das die gleiche Gestalt
wie die in die metallische Form eingefügte Nutenwelle besitzt und das so ausgebildet
ist, daß es die Welle hält.
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In den Figuren 5 und 6 ist eine metallische Form dargestellt, die
Form teile 1, 2 und 3 umfaßt. Das Formteil 1 definiert einen zylindrischen Hohlraum
7 und verläuft zwischen einem Formteil 3, das angrenzend an das eine Ende des Formteils
1 angeordnet und mit einer Öffnung 4 versehen ist, in die eine Nutenwelle 10 eingepaßt
bzw. -gelegt ist, und einem Formteil 2, das seinerseits angrenzend an das andere
Ende des Formteils 1 angeordnet und so ausgebildet ist, daß es sich in eine Mehrzahl
von Richtungen öffnet, jedoch mit einer Öffnung 6 der gleichen Gestalt bzw. Form
wie die Nutenwelle 10 versehen ist, wenn eine äußere Lauffläche durch Giessen geformt
wird.
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Die Nutenwelle 10 ist in die Öffnung 4 im Formteil 3 eingelegt bzw.
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-gepaßt, so daß ein Hohlraum 7 in dem Formteil 1 definiert wird, der
nach außen durch das Formteil 2 abgeschlossen ist.
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Durch den Einlaß 23 wird eine geschmolzene Aluminiumlegierung, eine
Zinklegierung oder ein anderes Material mit guten Gleitlagereigenschaften in den
Hohlraum 7 hineingegossen. Wenn das eingegossene geschmolzene Material sich abkühlt
und verfestigt, wird es aus der Form entfernt.
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Auf diese Weise wird ein äußerer Bettungs- bzw, Laufring 20 aus Aluminiumlegierung,
Zinklegierung oder einem anderen geeigneten Material in Form eines Primärproduktes
erzeugt, das die Nutenwelle 10 fest und sicher hält.
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Der äußere Teil des äußeren Bettungs- bzw. Laufringes in Form eines
halbbearbelteten bzw. -fertiggestellten Produktes wird gleichmäßig in
einer
senkrecht zur axialen Mitte verlaufenden Richtung geklopft bzw.
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geschlagen, wobei zu beachten ist, daß es vermieden wird, die Nutenwelle
10 hohen Stoßkräften auszusetzen. Dieser Schlag- bzw. Klopfvorgang bewirkt eine
leichte Streckung des äußeren Bettungs- bzw.
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Laufringes, die dazu führt, daß in jedem Nutenteil bzw. -bereich ein
kieiner Spalt bzw. Spielraum ausgebildet wird. Der äußere Bettungs-bzw. Laufring
20 und die Welle 10 können infolgedessen einkinetisches Paar bilden, welches es
gestattet, daß die Teile relativ zueinander in den Nutenteilen bzw. -bereichen gleiten
oder rutschen können, während sie ein Drehmoment übertragen.
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In den Figuren 1 bis 4 ist der Aufbau einer Nutenlagerung veranschaulicht,
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist.
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Figur 1 zeigt eine Vorderansicht des äußeren Bettungs- bzw. Laufringes
20, der die Welle 10 in ihrer Stellung hält. Figur 2 ist eine Schnittansicht entlang
der Linie A-A der Figur 1, die zeigt, daß der äußere Bettungs- bzw. Laufring und
die Welle derart angeordnet sind, daß sich in jedem Nutenteil bzw. -bereich ein
kleiner Spalt oder Spielraum befindet, so daß die Welle axial relativ zum äußeren
Bettungs- bzw.
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Laufring gleiten kann und gleichzeitig in der Lage ist, ein Drehmoment
zu übertragen.
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Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist der äußere Bettungs-bzw.
Laufring an seinem äußeren Umfang mit einer Anzahl von ebenen Flächen 21 versehen,
die neben konvexen Flächen angeordnet sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur
4 ist der äußere Bettungs- bzw.
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Laufring an seinem äußeren Umfangsteil bzw. -bereich mit einer Mitnehmernut
22 versehen. Durch die ebenen Flächen 21 in dem Ausführungsbeisplel nach Figur 3
und durch die Mitnehmernut 22 im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 wird die Übertragung
eines Drehmoments auf ein auf bzw, an der äußeren Umfangsfläche des äußeren Bettungs-bzw.
Laufringes
montiertes Teil erleichtert.
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Übliche Nutenverbindungen der beschriebenen Art wurden bisher durch
getrennte maschinelle bzw. spanabhebende Bearbeitung der Welle und des äußeren Bettungs-
bzw. Laufringes hergestellt. Die konventionellen Verfahren besitzen daher den Nachteil,
daß ein geringer Fehler, der beim Einteilen oder Anzeichnen des Nutenwinkels oder
bei anderen Bearbeitungsvorgängen auftritt, zu einem ungenauen Kontakt zwischen
dem äußeren Bettungs- bzw. Laufring und der Welle führt, wodurch ein teilweises
Abnutzen, Scheuern, Verschleißen und Einreißen hervorgerufen wi rd und unerwünschte
Geräusche erzeugt werden.
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Dieser Nachteil der Verfahren gemäß dem Stande der Technik wird durch
das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Nutenlagerungen überwunden. Nach
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Nutenlagerungen
zur Verfügung gestellt, bei dem ein äußerer Bettungs- bzw. Laufring durch Giessen
geformt wird, während eine Nutenwelle in eine metallische Form eingefügt ist. Auf
diese Weise wird es ermöglicht, Nutenteile einer äußerst präzisen Endbearbeitung
zur Verfügung zu haben, in denen bzw. durch welche die Welle und der äußere Bettungs-
bzw. Laufring in gutem Kontakt miteinander gehalten werden können. In Kombination
mit der Verwendung eines Materials guter Gleltlagerelgenschaften zur Herstellung
des äußeren Bettungs-bzw. Laufringes, ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren
möglich, Nuten- bzw. Rillenlagerungen zu erzeugen, die eine lange Nutzlebensdauer
besitzen. Auch kann der Nutenwelle mit einfachen Mitteln eine Oberflächen rauhigkeit
genauer Bearbei tungsgüte verl i ehen werden, wodurch es möglich ist, das Reibungszerren
bzw, -ziehen der Nutenwelle auf dem äußeren Bettungs- bzw, Laufring sowie Geräusche
herabzusetzen.
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Die Formung des äußeren Bettungs- bzw. Laufringes durch Giessen eliminiert
die Notwendigkeit, den Nutenwinkel mit großer Präzision einzuteilen
oder
anzuzeichnen. Die Anordnung einer Anzahl von flachen Flachen und von ebenen Flächen
nebeneinander oder einer Mitnehmernutp die durch den Giess- bzw. Formungsvorgang
auf bzw. an der äußeren Umfangsflächedes äußeren Bettungs- bzw. Laufringes ausgebildet
werden, ergibt den weiteren Vorteil, daß eine zusätzliche maschinel89 insbesondere
spanabhebende Bearbeitung überflüssig wird, wodurch sich die Gesamtherstel lungskosten
erniedrigen.
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Zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
von Nuten- bzw. Rillenlagerungen für die Übertragung eines Rotationsdrehmoments,
wobei ein Teil oder eine Nuten- bzw. Rillenwelle, das bzw. die vorzugsweise durch
spanabhebende Bearbeitung und Schleifen hergestellt worden ist, als Kern verwendet
wird, welcher in dem anderen Teil oder einer metallischen Form-angeordnet wird,
das bzw. die geeignet ist, durch Giessen einen äußeren Bettungs- bzw. Laufring einer
Nuten- bzw. Rillenlagerung zu formen. In den Hohlraum der metallische Form, der
die Form des äußeren Bettungs- bzw. Laufringes der Nuten-bzw. Rillenlagerung besitzt,
wird eine geschmolzene Legierung eingegossen und zur Abkühlung und Verfestigung
gebracht, so daß der äußere Bettungs- bzw. Laufring durch Giessen geformt wird.
Nachdem der äußere Bettungs- bzw. Laufring geformt worden ist, wird er gleichmäßig
geklopft oder geschlagen, um einen kleinen Spalt zwischen der Welle und dem äußeren
Bettungs- bzw. Laufring auszubilden, so daß insgesamt eine Nuten- bzw. Rillenlagerung
hoher Präzision mit Hilfe der Erfindung auf verhältnismäßig einfache und kostensparende
Weise hergestellt werden kann.