DE861233C

DE861233C - Method of manufacturing bearings

Info

Publication number: DE861233C
Application number: DEV1160A
Authority: DE
Inventors: William Frederick Thomas
Original assignee: Vandervell Products Ltd
Current assignee: Federal Mogul Shoreham Ltd
Priority date: 1945-12-31
Filing date: 1950-05-26
Publication date: 1952-12-29

Description

Verfahren zur Herstellung von Lagern Die Erfindung betrifft die Herstellung von Lagern und insbesondere von halbzylindrischen Laufbüchsen oder Halblagern aus Metallbändern, ,die entweder aus seiner einzigen. oder aus zwei, drei oder mehreren Schichten von voneinander verschiedenen Metallen bestehen, die wechselseitig miteinander verbunden sind.Method of Manufacture of Bearings The invention relates to manufacture from bearings and in particular from semi-cylindrical liners or half-bearings Metal bands, which either consist of its single. or of two, three or more Layers of mutually different metals are made up of each other are connected.

Nach .der bisherigen Arbeitsweise wird ein flacher rechteckiger Rohling, .der von einem Metallband abgeschnitten worden ist, das aus zwei oder mehreren. Schichten besteht, durch einen Preßvorgang in die Form seiner halbzylindrischen Laufbüchse oder Lagerschale ;gebracht, und zwar so; daß das Metall an den Teilfugen festgehalten und um den Bereich von. 9o° von diesen beiden Endbegrenzungen aus saufgebogen wird. Dieser Vorgang wird in der Fachliteratur als Prägestanzen, Prägepressen, Stauchen, Stanzen !und Umformen bezeichnet. Im folgenden soll der Einfachheit halber der Ausdruck Pressen, verwendet werden.According to the previous working method, a flat rectangular blank is .that has been cut from a metal band consisting of two or more. Layers is made by a pressing process into the shape of its semi-cylindrical Liner or bearing shell; brought, namely like this; that the metal at the buttocks detained and around the area of. 90 ° curved upwards from these two end limits will. This process is referred to in the specialist literature as embossing, embossing, upsetting, Stamping! And forming. For the sake of simplicity, the expression Presses, can be used.

Durch die Eigentümlichkeit dieses Preßvorganges, bei dem ein Druck auf die Begrenzungskanten des Metallbandes ausgeübt wird, ergibt sich, wie bereits bekannt war, eine Verstärkung der Wandung des Lagers in zwei Zonen, die etwa um 2o° von der Teilfuge entfernt liegen, jedoch erstreckt sich diese Verstärkung der Wandung nicht bis in den Bereich 9o° von der Teilfuge. Das Ausmaß der örtlichen Verstärkung dien Wandung durch den. Pneßvorgang liegt in der Größenordnung von wenigen hundertstel Millimetern. Das überschüssige. Metall wird durch einen folgenden Bearbeitungsvorgang entfernt, so @daß die Eigenschaften und die Ausführung des fertigem. Lagers durch die Änderungen der Wandstärke, die eine Folge des Preßvorganges sind, nicht beeinflußt werden, solange die Stärke der innersten Lagermetallschicht verglichen mit dem Maß dieser Verstärkung groß ist.Due to the peculiarity of this pressing process, in which a pressure is exerted on the delimiting edges of the metal band, results, as already was known to reinforce the wall of the camp in two zones, which were roughly around 2o ° away from the parting line, but this reinforcement extends the Wall not up to the area of 9o ° from the parting line. The extent of the local Reinforcement by the wall. The tire pressure process is of the order of magnitude of a few hundredths of a millimeter. The excess. Metal is made through a following machining process removed, so @ that the properties and execution of the finished. Bearing due to the changes in the wall thickness that are a result of the pressing process, cannot be affected as long as the thickness of the innermost bearing metal layer is compared with the extent of this gain is large.

Jedoch ist es im Fall stark belasteter Lager, die in der modernen Praxis von großer Bedeutung sind, notwendig, sehr dünne Lagerschichten zu verwenden., die entweder unmittelbar von einer Stützschale aus Stahl oder anderem entsprechendem Werkstoff getragen werden oder auf einer' Zwischenschicht aufliegen, die zwischen die Stützschicht und die Lagerschicht eingeschaltet ist. Die Stärke dieser Lagerschichten ist größenordnungsmäßig mit den Änderungen der Wandstärke, die eine Folge des üblich Preßvorganges sind, vergleichbar, so daß die folgende endgültige Bearbeitung der Bohrung .die Stänke der Lagerschicht an den Punkten, am denen das Höchstmaß der Verstärkung erfolgte, erheblich verringert oder sogar diese völlig entfernt.However, it is in the case of heavily loaded bearings that in the modern one Practice of great importance is necessary to use very thin bearing layers., either directly from a support shell made of steel or other equivalent Material are worn or rest on an 'intermediate layer that is between the support layer and the bearing layer is switched on. The strength of these bearing layers is of the order of magnitude with the changes in wall thickness, which are a consequence of the usual Pressing process are comparable, so that the following final processing of the Bore .the stanks of the bearing layer at the points where the maximum of the Reinforcement occurred, significantly reduced, or even completely removed.

Durch praktische Versuche wurde festgestellt, daß es möglich.ist, die Änderungen der Wandstärke, die eine Folge des Preßvorganges sind, dadurch planmäßig zu beeinflussen, daß an geeigneten Punkten die Länge des Rohlings, d. h. die Abmessungen des Bandabschnittes, welche der Länge der Halbzylinderlaufbüchse, die durch den Preßvorgangerzeugt wird, entsprechend parallel zu seiner Achse verschieden ist. Die Erfindung besteht daher im weitesten Sinne in der Verwendung eines Rohlings zur Herstellung von Lagern. der Art,, dessen axiale Länge längs seiner " -Umfangsbreite von Punkt zu Punkt verschieden und vorzugsweise, in der Mitte am geringsten ist.Practical experiments have shown that it is possible the changes in the wall thickness, which are a result of the pressing process, are thus planned to influence that at suitable points the length of the blank, i. H. the dimensions of the band section, which is the length of the half-cylinder liner through the Pressing process is generated, is correspondingly different parallel to its axis. The invention therefore consists in the broadest sense in the use of a blank for the manufacture of bearings. of the type "whose axial length along its" circumferential width differs from point to point and preferably is least in the middle.

Die genaue Form, die dem Bandabschnitt zu geben ist, hängt von dem Ergebnis ab, welches erzielt werden soll. Falls es erwünscht ist, daß nach hem Preßvorgang die Wandstärke um den Umfang der Halbschale herum so gleichmäßig wie möglich ist, so wird dem . Bandabschnitt eine geischweifte Form gegeben, wobei seine Länge in der Mitte seiner Breite am geringsten. ist und allm;ählich nach jeder Seitenkante hin größer wird. Allgemein kann gesagt werden, daß von Punkt zu Punkt um .den Umfang der Halbschale herum die Länge- dies Bandabschnittes in der Richtung abnimmt, in der im Vergleich zu dem Ergebnis, welches -bei .dem üblichem Verfahren unter Vierwendung eines genau rechteckigen Rohlings durchgeführt wird, angestrebt wird, im Verlauf des Preßvorgangeseinen Fluß dies Metalls hervorzurufen.The exact shape to be given to the tape section depends on the Result, which is to be achieved. If it is desired that after a pressing operation the wall thickness around the circumference of the half-shell is as uniform as possible, so will that. Ribbon section given a curly shape, its length in the middle of its width least. is and gradually; gradually after each side edge gets bigger. In general it can be said that from point to point by .the extent around the half-shell the length of this band section decreases in the direction in the compared to the result, which -with the usual method using four of a precisely rectangular blank is aimed at in the course of the pressing process to cause the metal to flow.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Ändetrungen der Wandstärke der halbzylindrischen Schale, die sich als Folge des Preßvorganges ergeben, von Punkt zu Punkt sehr ;genau zu beeinflussen. In Fällen, in welchen das Lagermetall vor dem Preßvorgarcvg auf die tragende Unterlage aufgebracht wird, kaTm die Wandstärke der Schale, die aus dem Zwei.- oder Mehrschichtenband gepreßt wird, so gleichmäßig gehalten werden, daß nach abschließender Bearbeitung die Dicke der Lagermetallschicht im wesentlichen gleichmäßig ist, obwohl die endgültige Stärke dieser Schicht die nun verwendete Mindeststärke ist. In Fällen., in denen die Halbzylinderschale, die das Ergebnis des Preßvorganges darstellt, nur die Stützschale darstellt, die ientweder aus einer einzigen oder aus zwei oder mehreren Lagen bestehen kann, wobei das Lagermetall später auf die Innenfläche der Schale durch Gießren Oder auf galvanischem Wie aufgebracht wird, kann die Wandstärke der Schale so gleichmäßig gehalten werden, daß die Notwendigkeit der üblichen Bearbeitung der Bohrung der fertig geformten Schale vor Aufbringung des Lagermetalls vermieden wird.The invention makes it possible to change the wall thickness the semi-cylindrical shell, which result as a result of the pressing process, of Point to point very; precisely to influence. In cases where the bearing metal is applied to the supporting base before the Preßvorgarcvg, the wall thickness kaTm the shell, which is pressed from the two-layer or multi-layer belt, so evenly be kept that after the final processing, the thickness of the bearing metal layer is essentially uniform, although the final thickness of this layer is the is the minimum thickness now used. In cases where the semi-cylindrical shell, the represents the result of the pressing process, only represents the support shell, which ientweder may consist of a single layer or of two or more layers, the bearing metal later applied to the inner surface of the shell by casting or by electroplating is, the wall thickness of the shell can be kept so even that the need the usual machining of the bore of the finished molded shell prior to application of the bearing metal is avoided.

Ein weiterer - Vorteil der Verwendung des geschweiften Bandabschnittes gemäß der Erfindung, durch welchem. reine fertig geformte Schale von gleichmäßiger Wandstärke erzeugt werden soll, besteht darin, daß das Metall des Bandabschnittes seine endgültige Gestalt unter erheblich geringeren Spannungen und Verformungen seines Gefüges annimmt, als dies bei der normalen, bisher üblichen Arbeitsweise der Fall ist. Wenn das Brand aus zwei oder mehreren Lagen besteht, so ergeben sich derart an der .oder den Verbindungen zwischen den verschiedenen Lagen ,geringere Spannungen.Another - advantage of using the curly band section according to the invention by which. pure ready-formed shell of more uniform Wall thickness is to be generated, consists in that the metal of the band section its final shape with significantly lower stresses and deformations assumes its structure than in the normal, hitherto customary way of working the case is. If the fire consists of two or more layers, it results such at the. or the connections between the different layers, lower Tensions.

Ein Beispiel für die praktische Ausführung der Erfindung und für die Ergebnisse, die durch ihre Anwendung erzielt werden können, ist in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser stellt Fig. i eine Draufsicht auf einen üblichen rechteckigen Rohling dar und Fig. z und 3 Draufsichten und Aufrisse der halbzylindrischen Schale, die durch einen Preßvorgang aus diesem Rohling in der üblichen Weise geformt wird; Fig. q., 5 und 6 veranschaulichen Ansichten ähnlich den Fig. 1, z und 3 des entsprechenden Rohlings und der daraus erzeugten Schale bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung.An example of the practice of the invention and for the Results that can be achieved through their application is in the drawing illustrated. In this Fig. I shows a plan view of a conventional rectangular one Blank and Fig. Z and 3 plan views and elevations of the semi-cylindrical shell, which is formed by a pressing process from this blank in the usual way; Figures q., 5 and 6 illustrate views similar to Figures 1, z and 3 of the corresponding one Blank and the shell produced therefrom when using the method according to the invention.

Der übliche rechteckige Bandabschnitt, der in Fig. i dargestellt ist, besitzt Beine Länge x von 40,6 mm, eine Dicke y von 2,21 -mm- und eine Breite z von i 18 mm. Die Breite des Bandabschnittes ist- größer, als es dem Umfang der fertigen Halbschale entsprechen würde, die leinen Außendurchmesser von 74,1 mm haben soll, nachdem eine Toleranz für die Abnahme von o,38 mm durch. einen folgenden Bearbeitungsvorgang, von jeder der Teilfugen der ,geformten Schale ausgehend, vorgesehen wurde, um so zu sichern, daß während des Preßvorganges eine ausreichende Verformung des Metalls -erfolgen kann, um die äußeren Oberflächen des Bandabschnittes in Kontakt mit dem umschließenden Werkzeug (Matrize) zu bringen. Die durch Pressen dieses Bandabschnittes hergestellte, in den Fig. a und 3 veranschaulichte Schale besitzt in der Mitte ihrer Breite, d. h. in einem 9o° entsprechenden Abstand von der Teilfuge, die gleiche Wandstärke wie der Bandabschnitt, jedoch ist in den beiden Biereichen, etwa 2o° von -der Teilfuge entfernt, die Wandstärke um o,o6q. mm größer. Dias Stauchen des Metalls bei dem Preßvorgang bewirkt außerdem eine Vergrößerung der Länge der Schale über die .des Rohlings hinaus, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist, wobei das Höchstmaß dieser Verlängerung in den Bereichen liegt, in denen die Wandstärke sich am wesentlichsten erhöht hat.The usual rectangular tape section shown in Fig. I has legs length x of 40.6 mm, a thickness y of 2.21 mm and a width z of i 18 mm. The width of the tape section is larger than the circumference of the finished one Would correspond to half-shell, which should have an outer diameter of 74.1 mm, after a tolerance for the decrease of 0.38 mm through. a subsequent processing operation, starting from each of the parting lines of the molded shell, so to ensure that sufficient deformation of the metal during the pressing process -can be done to the outer surfaces of the tape section in contact with the bring the surrounding tool (die). By pressing this section of tape produced, in Figs. A and 3 illustrated shell has in the middle of it Width, d. H. at a distance of 9o ° from the parting line, the same Wall thickness like the band section, but in the two beer areas, about 20 ° removed from the parting line, the wall thickness by o, o6q. mm larger. Slides upsetting the Metal in the pressing process also causes an enlargement of the Length of the shell beyond that of the blank, as indicated in Fig. 2, the maximum of this extension is in the areas in which the wall thickness has increased the most significantly.

Der geschweifte Rohling gemäß der Erfindung, der in Fig. q. dargestellt ist, besitzt die gleiche Stärke wie der Rohling gemäß Fig. i, und auch seine Seitenkanten haben die gleiche Länge. Von jeder Endkante des Rohlings wird jedoch -ein dreieckiger Streifen entfernt, dessen Höchstbreite in der Mittelebene des Rohlings liegt, so daß die Länge ,des letzteren in dieser Mittelebene -o, 114 mm kleiner ist als an den Seitenkanten. Die Halbzylinderschale gemäß den Fig. 5 und 6, die durch Pressen des Rohlings mit den geschweiften Endkanten gemäß Fig. q. hergestellt wird, besitzt einen Höchstunterschied der Wandstärken von o, o 18 mm. Die Breite des geschweiften Rohlings ist, verglichen mit der dies üblichen Rohlings gemäß Fig. i, um 0,203 mm verringert, da beim Pressten dieses Ausgangswerkstückes das Metall seine endgültige Gestalt viel bereitwilliger einnimmt, als dies bei deinem üblichen rechteckigen Rohling der Fall ist. Dieshalb ist es möglich, das Maß der Spannungen und Verformungen des Gefüges, die notwendig sind, um das erforderliche Zusammenpassen der Außenfläche der Schale mit der diese umgebenden Matrize zu 'ergeben, zu verringern.The curly blank according to the invention shown in Fig. Q. Is shown, has the same thickness as the blank according to Fig. i, and its side edges have the same length. From each end edge of the blank, however, a triangular strip is removed, the maximum width of which lies in the central plane of the blank, so that the length of the latter in this central plane is 114 mm smaller than at the side edges. The semi-cylindrical shell according to FIGS. 5 and 6, which is obtained by pressing the blank with the curved end edges according to FIG. Q. is produced, has a maximum difference in wall thicknesses of o, o 1 8 mm. The width of the curly blank is reduced by 0.203 mm compared to the usual blank according to FIG. It is therefore possible to reduce the amount of stresses and deformations of the structure which are necessary to produce the necessary mating of the outer surface of the shell with the die surrounding it.

Obwohl der Gleichförmigkeitsgrad der Wandstärke der- gepreßten Schale, der durch die Verwendung des geschweiften Rohlings, wie per oben beschrieben wurde, erzielt wird, für die meisten Zwecke ausreichend. stein wird, sind doch Fälle denkbar, in denen ein noch größerer Grad von Gleichförmigkeit notwendig oder erwünscht ist. Zum Beispiel kann meinem Fall, in welchem die halbzylindrische Schale, welche das Ergebnis des Preßvorgatges darstellt, auf galvanischem Wege auf ihrer Innenfläche mit seiner dünnen Schicht von Lagermetall überzogen werden, soll die :endgültige Stärke der Lagermetallschicht nach der Fertigbearbeitung größenordnungsmäßig vergleichbar den kleinen Unterschieden der= Wandstärke sein, welche eine Schale gemäß Fig. 2 und 3 noch aufweist. In solchen Fällen kann der Rohling, um die Notwendigkeit einer Bearbeitung der Bohrung der Schale vor dem Aufbringen der Lagermetallschicht zu vermeiden, ,auch an seinen Seitenkanten wie an seinen Endkanten geschweift ausgebildet werden.Although the degree of uniformity of the wall thickness of the pressed shell, by using the curly blank, as described above, is sufficient for most purposes. becomes stone, cases are conceivable where an even greater degree of uniformity is necessary or desired. For example, in my case, in which the semi-cylindrical shell that the Represents the result of the Preßvorgatges, by galvanic means on its inner surface be coated with its thin layer of bearing metal, the: final The thickness of the bearing metal layer after finishing is comparable in terms of magnitude the small differences in the = wall thickness, which a shell according to FIG and 3 still has. In such cases, the blank may avoid the need for a Machining the bore of the shell before applying the bearing metal layer avoid, also formed on its side edges as curved on its end edges will.

Bei dem Rohling gemäß Fig. ¢ ist die Entfernung eines dreieckigen Streifens mit einer Mindestbreite in der Mitte -der Längte des Rohlings von o,076 mm, wie dies gestrichelt in den Figuren dargestellt ist, ausreichend, tun die kleinen Unterschiede der Wandstärke der gepreßten Schale gemäß Fig. 5 und 6 praktisch vollständig auszuschalten.In the case of the blank according to FIG Strip with a minimum width in the middle - the length of the blank of 0.076 mm, as shown in dashed lines in the figures, is sufficient, the small ones do Differences in the wall thickness of the pressed shell according to FIGS. 5 and 6 are practically complete turn off.

Selbstverständlich sind in der Zeichnung die Abweichungen der Länge und Breite des Rohlings gemäß Fig. q. und der Länge der gepreßten Schale gemäß der Fig. 2 und 5 in stark übertriebenem Maßstab dargestellt. Das tatsächliche Ausmaß dieser Unterschiede entspricht den oben und in- der Zeichnung zahlenmäßig angegebenen Werten.It goes without saying that the length deviations are shown in the drawing and width of the blank according to FIG. q. and the length of the pressed shell according to FIG Fig. 2 and 5 shown on a greatly exaggerated scale. The actual extent these differences correspond to the numbers given above and in the drawing Values.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Formgebung .des Rohlings in solcher Weise beschränkt, daß die Wandstärke um den ganzien Umfang des Lagers herum gleichmäßig ist. Die Erfindung kann auch Anwendung zur Herstellung von Lagern mit beliebigen gewünschten Unterschieden der Wandstärke finden. Beispielsweise kann @es verwünscht sein, die Wandung, was nach der endgültigen. Bearbeitung der Bohrung :eine Verrin gerung der Dicke der Lagerschicht ergibt, an den Punkten ihrer Höchstbelastung zu verstärken.Of course, the invention does not apply to the design Blank restricted in such a way that the wall thickness around the entire circumference of the Bearing around is even. The invention can also be used in manufacturing of bearings with any desired wall thickness differences. For example @es can be cursed, the wall, what after the final. Editing the Bore: a reduction in the thickness of the bearing layer results at the points of its To reinforce maximum load.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of manufacturing bearings by pressing of a blank in a preferably semi-cylindrical shape, characterized by the use of a blank, its length, at one. or more points of its Width extension is reduced compared to its length at the side edges.

2. Method according to claim i, characterized in that in order to achieve an im substantially uniform wall thickness of the semi-cylindrical pressed from the blank Bearing shell the length of the blank is smallest in the middle of its width and gradually increases towards the two side edges.

3. Procedure nasch claim i and 2, characterized by the use of a blank that consists of a relatively rigid supporting layer and at least one applied to and from it worn layer consists of relatively soft metal. q ..

Procedure according to Claims i to 3, characterized in that, after your pressing process, the inner surface a thin layer of bearing metal is applied to the bearing shell.

5. Procedure according to claim i to q., characterized in that the width of the blank in the The middle of its longitudinal extension is smallest and from the middle to the two End edges gradually increases.