DE3515180C2

DE3515180C2 -

Info

Publication number: DE3515180C2
Application number: DE3515180A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Nagoya Jp 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: 1993-04-22
Also published as: DE3515180A1; GB8510095D0; US4796457A; JPS6133719A; GB2163687A; GB2163687B; JPH0460731B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Buchse mit Flansch aus einem hohlzylindrischen Ausgangswerk stück, bestehend aus einer Matrize mit abgesetzter Bohrung, deren großer Durchmesser dem herzustellenden Flansch und deren kleiner Durchmesser dem Außendurchmesser des Ausgangs werkstücks entspricht, und einem in die Bohrung der Matrize einschiebbaren Flanschformstempel mit einem dem Flanschdurch messer entsprechenden Außendurchmsser und mit einem dem Innen durchmesser des Ausgangswerkstücks entsprechenden Dorn.

Derartige Buchsen mit Flansch werden als Gleitteile für die Aufnahme sowohl axialer Schubbelastung als auch radialer Be lastung in verschiedenen industriellen Maschinen oder als Gleitlager für die Axialschubbelastung und/oder Radialbe lastung verwendet.

Eine der bisherigen Arten der Herstellung von einen Flansch aufweisenden Buchsen der beschriebenen Art bestand darin, daß man eine zy lindrische Buchse und eine Druckscheibe oder einen Druckring gesondert hergestellt und die Druckscheibe oder den Druck ring mittels eines Stifts oder mittels Kleben oder Schweißen an der zylindrischen Buchse befestigt hat. Diese konventio nelle Herstellungsweise läßt sich jedoch allgemein nur schwierig ausführen und hat insbesondere den Nachteil einer niedrigen Präzision aufgrund der gesonderten Ausbildung der zylindrischen Buchse und der Druckscheibe oder des Druck rings, und gleichzeitig ist diese Herstellungsweise zeitauf wendig und teuer.

Demgegenüber ermöglicht eine Vorrichtung der eingangs ge nannten gattungsgemäßen Art, die aus der DE-OS 28 38 157 be kannt ist, zwar eine einfachere und schnellere sowie kosten günstigere Herstellungsweise für Buchsen mit Flansch. Jedoch sind mit dieser Vorrichtung hergestellte Buchsen mit abmes sungsmäßigen Ungenauigkeiten behaftet, wobei die Gefahr der Bildung von Rissen, Sprüngen und Dehnungen besteht, und die Produktionsgeschwindigkeit der Vorrichtung ist relativ be schränkt:

Im einzelnen ist die Vorrichtung nach der DE-OS 28 38 157 nämlich so ausgebildet, daß die kleinere Bohrung der Matrize eine Blindbohrung ist, auf deren Boden sich das eine axiale Ende des zylindrischen Ausgangswerkstücks abstützt, während das ande re axiale Ende mittels eines konischen Fußes des Dorns und mitels eines sich daran anschließenden ringförmigen Flansch formbereichs des Flanschformstempels zu einem Flansch geformt wird, wobei der Dorn des Flanschformstempels eine solche Länge aufweist, daß er sich bei der Formgebung nur durch einen Teil der axialen Länge des Ausgangswerkstücks erstreckt.

Durch diese Ausbildung der Vorrichtung nach der DE-OS 28 38 157 ergeben sich insbesondere folgende Schwierigkeiten:

a) Da das zylindrische Ausgangswerkstück während der Kaltverformung mittels des Flanschformstempels in einem beträchtlichen Bereich seiner Innenwände, wel che die axiale Bohrung des zylindrischen Ausgangs werkstücks begrenzen, unabgestützt bleibt, kann es in diesem Bereich zu unerwünschten Verformungen kommen, weil das zylindrische Ausgangswerkstück in diesem Bereich erheblichen Druckkräften ausgesetzt ist, die daraus resultieren, daß es zwischen dem Flanschformstempel einerseits und dem Boden der Blindbohrung zusammengedrückt wird. Durch derartige unerwünschte und unkontrollierte Verformungen in folge der auftretenden Stauchungskräfte ergeben sich abmessungsmäßige Ungenauigkeiten, die jedenfalls dann nicht tolerierbar sind, wenn die erhaltene Buchse eine Lagerbuchse ist.
b) Die vorstehend dargelegte Schwierigkeit, die sich durch den unabgestützten Bereich des zylindrischen Ausgangswerkstücks ergibt, bedeutet nicht nur eine abmessungsmäßige Ungenauigkeit im Sinne von dimensionellen Ungleichmäßigkeiten, sondern es ist aufgrund dieser Verhältnisse auch möglich, daß es zu Rissen, Sprüngen oder Dehnungen in diesem Bereich kommt.
c) Schließlich ist der Produktionsfluß, der mit dieser Vorrichtung erreicht werden kann, relativ unprak tisch, weil das zylindrische Ausgangswerkstück von der gleichen Seite her in die Bohrung der Matrize eingeführt wird, von der her auch die fertige Buchse mit Flansch entnommen werden muß. Das hat entweder zur Folge, daß sich in den zur Ausgangswerkstück zuführung und zur Produktabführung konstruierten Einrichtungen die beiden Materialflüsse, nämlich die zuzuführenden zylindrischen Ausgangswerkstücke und die abzuführenden Buchsen mit Flansch, gegenseitig Raum "wegnehmen", so daß diese Einrichtungen hinsicht lich der Materialflüsse konstruktiv relativ kompli ziert gebaut werden müssen, oder daß die Produktions geschwindigkeit verhältnismäßig beschränkt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der aus der DE-OS 28 38 157 bekannten Art so auszubilden, daß damit einen Flansch aufweisende Buchsen relativ großer Präzision mit hoher Produktionsgeschwindigkeit herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genann ten gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kleine Bohrung der Matrize eine Durchgangsbohrung ist, in die von der dem Flanschformstempel gegenüberliegenden Seite her ein im Stirnbereich ringförmiger Prägestempel zum Vor schieben und Abstützen des Ausgangswerkstücks einführbar ist und daß der Dorn eine Länge aufweist, daß sich dieser bei der Formgebung durch das gesamte Ausgangswerkstück erstreckt.

Auf diese Weise ergibt sich eine Vorrichtung, mit der bei hoher Produktionsgeschwindigkeit eine Buchse mit Flansch her stellbar ist, deren zylindrischer Teil eine abmessungsgenaue Dicke guter querschnittsmäßiger Rundheit und ohne Risse, Sprünge und Dehnungen aufweist.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Durchmesser des Dornes des Flansch formstempels kleiner als der innere Durchmesser des Ausgangs werkstücks ist.

Die Erfindung sei zu ihrem umfassenderen Verständnis nach folgend in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher er läutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Herstellen einer Buchse mit Flansch;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Aus führungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum Herstellen einer Buchse mit Flansch;

Fig. 3A eine perspektivische Ansicht einer flachen Platte, aus der eine Buchse mit Flansch mittels einer Vor richtung nach der Erfindung hergestellt wird;

Fig. 3B und 3C perspektivische Ansichten von zylindrischen Ausgangswerkstücken für Buchsen mit Flansch mit einer seitlichen Fuge oder ohne eine solche;

Fig. 3D bis 3G Schnittansichten von verschiedenen zylin drischen Ausgangswerkstücken;

Fig. 4A bis 4F Veranschaulichungen von verschiedenen Her stellungstadien, die bei der Herstellung von Buch sen mit Flansch aus zylindrischen Ausgangswerk stücken in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung auftreten;

Fig. 5A und 5B perspektivische Ansichten von Buchsen mit Flansch, von denen eine eine seitliche Fuge aufweist, während die anderen ohne eine solche Fuge sind; und

Fig. 5C bis 5F Schnittansichten von Buchsen mit Flansch, die aus verschiedenen Arten von Ausgangswerkstücken ausgebildet worden sind.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen einer Buchse mit Flansch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 10 weist eine mittels eines Rahmens (nicht gezeigt) getragene oder gehalterte Matrize 1 auf, sowie eine Prägestempeleinrichtung 2 und eine Flanschformstempeleinrich tung 11. Die Prägestempeleinrichtung 2 weist einen Prägestem pel 3 auf, der axial in einer hinsichtlich des Durchmessers kleinen Bohrung 1c (siehe Fig. 4A), die in der Matrize 1 aus gebildet ist, bewegbar ist und im Stirnbereich ringförmig ist, sowie einen Prägestempelschieber 4, der mit dem Präge stempel 3 verbunden ist, und eine erste Betätigungseinrich tung 5 vom Nocken- oder Steuerkurventyp. Der Prägestempel schieber 4 ist hin- und herbewegbar in einem ersten Hülsenla ger 6 aufgenommen, das an einem Prägestempeleinrichtungsgestell oder -rahmen 7 befestigt ist. Die Flanschformstempeleinrich tung 11 weist einen Flanschformstempel 12 auf, der in einer großen Bohrung 1a (siehe Fig. 4A), welche in der Matrize 1 ausgebildet ist, hin- und herbewegbar ist, sowie einen Flanschformstempelschieber 13, der mit dem Flanschformstempel 12 verbunden ist, und eine zweite Betätigungseinrichtung 16 vom Kurbel- oder Nocken- oder Steuerkurventyp zum Betätigen des Flanschformstempelschiebers 13. Der Flanschformstempel schieber 13 ist hin- und herbewegbar in einem zweiten Hülsen lager 14 aufgenommen, das an einem Flanschformstempeleinrich tungsgestell oder -rahmen 15 befestigt ist.

Zusätzlich zu den beiden vorerwähnten Bohrungen, nämlich der kleinen Bohrung 1c und der großen Bohrung 1a, ist eine kegel stumpfförmige oder konische Bohrung 1b (siehe Fig. 4A), wel che eine Fortsetzung von der großen Bohrung 1a bildet, in der Matrize 1 ausgebildet. Diese Bohrungen 1a, 1b und 1c bilden in Kombination eine abgesetzte Bohrung, welche der äußeren Konfiguration der fertiggestellten Buchse mit Flansch ent spricht und mit dieser äußeren Konfiguration übereinstimmt.

Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in der eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen einer Buchse mit Flansch gezeigt ist, die generell mit 10′ bezeichnet ist. Diese zweite Vorrichtung 10′ unterscheidet sich von der ersten Vorrichtung 10 darin, daß sie eine Mehrzahl von Matrizen aufweist, die durch eine Schalteinrichtung 10, wie beispiels weise einen sich schrittweise drehenden Maschinentisch ge tragen oder gehaltert sind, und infolgedessen ist diese Vor richtung 10′ zur Massenproduktion von Buchsen mit Flansch ge eignet. Diese Schalteinrichtung 20 hat einen Schalttisch 21, der ein sich intermittierend drehender Tisch ist und eine Mehrzahl von Matrizen 1 trägt, die in konstanten Winkelab ständen angeordnet sind, und einen Schaltmechanismus 22, der betriebsmäßig derart mit der Prägestempeleinrichtung 2 und der Flanschformstempeleinrichtung 11 verbunden ist, daß er den Schalttisch 21 intermittierend um einen vorbestimmten Win kel dreht. Eine Einrichtung zum Zuführen zylindrischer Aus gangswerkstücke S für die Ausbildung von Buchsen mit Flansch und eine Einrichtung zum Herausnehmen der fertigen Buchsen mit Flansch sind in der Nähe des Schalttischs 21 angeordnet.

Die Fig. 3B bis 3G zeigen Beispiele von zylindrischen Ausgangswerkstücken, die zur Herstellung der Buchsen mit Flansch verwendbar sind. Im einzelnen zeigt Fig. 3B ein zy lindrisches Ausgangswerkstück 31 für eine Buchse, das eine Seitenfuge 31a hat und durch Biegen einer flachen Platte 30, wie sie in Fig. 3A gezeigt ist, ausgebildet worden ist, während Fig. 3C ein Ausgangswerkstück 32 zeigt, das keine Fuge hat und zum Beispiel durch Schmieden, Ziehen, Fräsen oder sonstige zerspanende Fertigung, Gießen oder Zentrifugalgießen hergestellt ist. Diese zylindrischen Ausgangswerkstücke haben Vertikalschnitte, wie sie in den Fig. 3D bis 3G gezeigt sind. Das in Fig. 3D gezeigte zylindrische Ausgangswerk stück ist aus einem homogenen Eisen- und/oder Nichteisenmaterial hergestellt, das eine gute Gleitfähigkeit hat. Die zylindri schen Ausgangswerkstücke 34, 35 und 36, die in den Fig. 3E bis 3G gezeigt sind, haben Bimetall- oder Mehrschicht strukturen, die aus Eisenträger- oder -unterlagekörpern 34a, 35a, 36a, welche mit Schichten 34b, 35b, 36b aus einem Lager metall ausgekleidet sind, zusammengesetzt sind. Gewünschten falls sind Nuten oder Aussparungen 34c, 35c, 36c in der äußeren und/oder inneren Umfangsoberfläche ausgebildet.

Die Fig. 4A bis 4F veranschaulichen Herstellungsstadien, die beim Ausbilden einer Buchse mit Flansch in der Vorrich tung 10 oder 10′ auftreten:

In dem in Fig. 4A gezeigten Herstellungsstadium wird ein zy lindrisches Ausgangswerkstück S vom rechtsseitigen Ende der Matrize 1 her mittels des Prägestempels 3 in die kleine Bohrung 1c der Matrize 1 hineingetrieben. Wenn die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung verwendet wird, werden die zylindri schen Ausgangswerkstücke S von einer Ausgangswerkstückzuführ einrichtung (nicht gezeigt) zu den Matrizen 1 zugeführt, die mittels des Schalttischs 21 der Schalteinrichtung 20 gehal tert sind, und diese zylindrischen Ausgangswerkstücke S werden bei der Drehung des Schalttischs 21 aufeinanderfolgend in eine Position gebracht, in welcher die jeweilige Matrize 1 mit dem Prägestempel 3 und dem Flanschformstempel 12 fluchtet. Wie in Fig. 4A gezeigt ist, ist der Rand des eintrittsseiti gen Endes der kleinen Bohrung 1c, die in der Matrize 1 ausge bildet ist, unter einem Winkel R₁ abgeschrägt oder konisch ausgebildet, um das Einführen des zylindrischen Ausgangswerk stücks S zu erleichtern. Dieser Winkel R₁ liegt im Bereich zwischen 0° und 90°, vorzugsweise zwischen 1 1/2° und 5°.

In dem in Fig. 4B gezeigten Herstellungsstadium wird das in der kleinen Bohrung 1c in der Matrize 1 aufgenommene zylindri sche Ausgangswerkstück S mittels des ringförmigen Stirnbe reichs des Prägestempels 3 kräftig und zwangsweise nach links bewegt.

Es sei nun auf Fig. 4C Bezug genommen, worin sich der Flanschformstempel 12 nach rechts zu bewegen beginnt, während das zylindrische Ausgangswerkstück S in der Matrize 1 weiter nach links bewegt wird.

In dem in Fig. 4D gezeigten Herstellungstadium wird der Flanschformstempel 12 weiter nach rechts bewegt, bis sein Dorn 12a verminderten Durchmessers in das zylindrische Aus gangswerkstück S kommt. Es sei darauf hingewiesen, daß der einen verminderten Durchmesser besitzende Dorn 12a des Flanschformungsstempels 12 einen Durchmesser hat, der ein wenig kleiner als der innere Durchmesser des zylindrischen Ausgangswerkstücks S ist.

In dem nächsten, in Fig. 4E gezeigten Herstellungsstadium werden der Prägestempel 3 und der Flanschformstempel 12 weiter nach links bzw. nach rechts bewegt, so daß das linke Ende des Ausgangswerkstücks S radial nach auswärts gedehnt wird, wenn es mittels des sich um den Fuß des Dorns 12a herum erstreckenden ringförmigen Flanschformbereichs gepreßt wird.

In dem in Fig. 4F gezeigten Herstellungstadium wird der linke Endteil des zylindrischen Ausgangswerkstücks S durch den Flanschformstempel 12 derart gepreßt, daß das gedehnte äußere Ende des Ausgangswerkstücks radial längs der kegel stumpfförmigen oder konischen Bohrung 1b der Matrize 1 zu sammengedrückt wird, während der zylindrische Teil des Aus gangswerkstücks S axial durch den Prägestempel 3 zusammenge drückt wird. Infolgedessen wird das zylindrische Ausgangs werkstück S zu einer Buchse mit Flansch geformt, die eine äußere Konfiguration hat, welche mit der Form des Hohlraums übereinstimmt, der durch die kleine Bohrung 1c und die kegel stumpfförmige oder konische Bohrung 1b in der Matrize 1 de finiert ist. Wie in Fig. 4F gezeigt ist, hat die kegel stumpfförmige oder konische Bohrung 1b in der Matrize 1 einen Konuswinkel R₂, der im Bereich zwischen 0° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 45°, liegt.

Die Fig. 5A bis 5F zeigen Buchsen 40 bis 45 mit Flansch, welche durch die Vorrichtung 10 oder 10′ aus einem zylin drischen Ausgangswerkstück S ausgebildet oder geformt worden sind. Im einzelnen zeigt die Fig. 5A eine Buchse 40 mit Flansch, die eine Fuge 40a hat und aus dem mit einer Fuge versehenen zylindrischen Ausgangswerkstück 31, das in Fig. 3b gezeigt ist, hergestellt wurde, während 5B eine Buchse 41 mit Flansch zeigt, die aus einem fugen- oder nahtlosen zy lindrischen Ausgangswerkstück 32, wie es in Fig. 3C gezeigt ist, hergestellt wurde. Die Fig. 5C bis 5F zeigen jeweils Buchsen 42 bis 45 mit Flansch, die aus zylindrischen Ausgangs werkstücken 33 bis 36, wie sie in den Fig. 3D bis 3G ge zeigt sind, hergestellt worden sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Buchse mit Flansch aus einem hohlzylindrischen Ausgangswerkstück, be stehend aus einer Matrize mit abgesetzter Bohrung, deren großer Durchmesser dem herzustellenden Flansch und deren klei ner Durchmesser dem Außendurchmesser des Ausgangswerkstücks entspricht, und einem in die Bohrung der Matrize einschieb baren Flanschformstempel mit einem dem Flanschdurchmesser ent sprechenden Außendurchmesser und mit einem dem Innendurch messer des Ausgangswerkstücks entsprechenden Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Bohrung (1c) der Matrize (1) eine Durchgangsbohrung ist, in die von der dem Flanschformstempel (12) gegenüberliegenden Seite her ein im Stirnbereich ringförmiger Prägestempel (3) zum Vorschieben und Abstützen des Ausgangswerkstücks (S) einführbar ist und daß der Dorn (12a) eine derartige Länge aufweist, daß sich dieser bei der Formgebung durch das gesamte Ausgangswerkstück (S) er streckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Durchmesser des Dornes (12a) des Flanschformstempels (12) kleiner als der innere Durchmesser des Ausgangswerkstücks (S) ist.