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Verfahren zur Herstellung von zu Lagerschalen zu verpressenden
Verbundstreifen aus einem im Schleuderverfahren mit einer
Lagermetallschicht versehenen Stahlblechzylinder
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von für die Verpressung zu Lagerschalen geeigneten Verbundstrei- fen bekannt, die aus einem mit Lagermetall, insbesondere Bleibronze ausgeschleuderten, eine Vielzahl solcher Verbundstreifen enthaltenden Stahlblechzylinder bei dessen Zerlegung nach Höhe und Umfang in segmentartiger Form anfallen.
Hiebei wird, um im Interesse der Wirtschaftlichkeit eine spangebende Bearbeitung der Stahlschicht der anfallenden Verbundstreifen zu sparen, die Stahldicke des Zylinders ausschliesslich auf die Schichtdicke des Stahles im fertigen Lager zuzüglich einer geringfügigen Säuberungszugabe abgestellt und auch nachHöhe und Durchmesser (Umfang) finden die Abmessungen des Grosszylinders ohne Rücksicht auf die Erhaltung seiner Formstabilität bei der thermischen Schleuderbehandlung nur in der Wirtschaftlichkeit seiner Handhabung ihre Begrenzung. Ein insofern überdimensionierter Grosszylin - der deformiert bei der Ausschleuderung, insbesondere wenn es sich dabei um Bleibronze handelt, was Abweichungen von der Zylinderform im Stahlmantel wie in der Lagermetallschicht zur Folge hat.
Nach dem bekannten Verfahren wird der ausgeschleuderte, mehr oder minder deformierte Zylinder vor seiner Zerlegung zunächst innen an der Lagermetallschicht und sodann aussen am Stahlmantel in einer Weise bearbeitet, die den Deformierungen im Stahl und der Ungleichmässigkeit der angegossenen Schicht mit dem Ziele Rechnung trägt, dass nach dieser Bearbeitung der Zylinder in seinem ganzen Verlauf sowohl im Stahl wie in der Lagermetallschicht je die für das fertige Lager massgebende Schichtdicke aufweist.
Bei der nunmehr erfolgenden Zerlegung des Zylinders nach Höhe und Umfang fallen Ringe von der Breite und aus den Ringen segmentmässig vorgeformte Verbundstreifen von dem Umfang der vorgesehenen Lagerschalen an, die ohne weitere Bearbeitung zu in ihren Schichtdicken massgerechten Lagerschalen verpresst werden können und als solche lediglich noch der Räumung der Lagermetallschicht auf Endmass bedürfen.
Man verwendet für den Stahlzylinder zweckmässigerweise handelsüblichen Bandstahl und formt den Zylinder im Hinblick darauf, dass die Breite des gewählten Bandstahles vorgegeben ist, in der Weise, dass diese vorgegebene Breite die Höhe des Zylinders und ein entsprechend bemessener Längenabschnitt den gewünschten Umfang (Durchmesser) abgibt. Die in Höhenrichtung des Zylinders senkrecht aneinanderstossenden Kantenflächen des Bandstahles werden miteinander verschweisst.
Die Erfindung befasst sich mit einer Weiterbildung des Grosszylinderverfahrens. Sie geht von der durch entsprechende Versuchsreihen gewonnenen Erkenntnis aus, dass bei der Grösse der nach dem erwähnten
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anfallenden Verbundstreifen es zulässt, dass diese Krümmung ohne Nachteil für Gefüge und Bindung der Lagermetallschicht, insbesondere einer solchen aus Bleibronze, eingeebnet werden kann, wenn nach Aufschneiden des Zylinders auf das gekrümmte Band ein Walzdruck ausgeübt wird, der bewirkt, dass sich die wesentlich weichere Lagermetallschicht mehr als ihre Stahlunterlage streckt und dadurch das gekrümmte Band in die ebene Form bringt.
Daraus ergibt sich der Vorschlag. den ausgeschleuderten und bearbeiteten Zylinder zum Flachstück zurückzubiegen und sodann dieses Flachstück in planebene Verbundstreifen zu zerlegen. Man geht dabei in der Weise vor, dass der aus Bandstahl geformte, längsseitige verschweisste, in seinen Abmessungen nach Höhe und Umfang eine Vielzahl von Verbundstreifen enthaltende, mit Lagermetall, insbesondere Blei-
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bronze, ausgeschleuderte Zylinder zunächst, wie in dem bekannten Verfahren vorgesehen, innen an der
Lagermetallschicht möglichst gleichmässig gestaltet und sodann aussen an der Stahloberfläche ohne nen- nenswerte Materialabtragung gesäubert wird.
Alsdann wird der Zylinder axial in der Schweissnaht aufge- schnitten und mittels einer üblichen, mit zwei rotierenden Walzen arbeitenden Vorrichtung einem wali zenden Biegevorgang unterworfen und dadurch in die planebene Form des Bandstahles zurückgeführt, wor- auf das Flachstück in Walzfaserrichtung des Bandstahles oder senkrecht dazu in planebene Verbundstreifen zerlegt wird, was mittels bekannter Stanzvorrichtungen mit kürzestem Zeitaufwand durchgeführt werden kann.
Ausser der durch Zurückführung des ausgeschleudertenZ ylinders in die Form eines Flachstückes erzielten wirtschaftlichsten Möglichkeit der Zerlegung in Verbundstreifen mit beliebigem Faserverlauf wird durch diese Formgebung zusätzlich noch eine grundlegende Qualitätsverbesserung des Stahles der Verbundstrei- fen infolgendem Zusammenhang erzielt.
Die Dicke des für die Fertigung von Verbundlagern zu wählenden Bandstahles wird, wovon schon das bekannte Verfahren ausgeht, auf die Stahlschichtdicke im fertigen Lager mit einer geringfügigen Zugabe für die Oberflächensäuberung des Zylinders nach der thermischen Schleuderbehandlung abgestellt und auf diese Weise die für das fertige Lager massgebliche Schichtdicke des Stahles ohne spangebende Bearbeitung im ganzen Verlauf des Zylindermantel erzielt.
Die überwiegend gebräuchlichen, aus Bandstahl gefertigten Bleibronze-Verbundlager weisen Stütz- schalen in einer Stahlschichtdicke von 1 bis etwa 5 mm auf. Das bedeutet, dass auch die Stahldicke des überdimensionierten Zylinders bei dem Grosszylinderverfahren jeweils diesen Massen entsprechend vorzu- sehen ist.
Es hat sich nun gezeigt, dass bei diesen Stahldicken die thermische Schleuderbehandlung des überdimensionierten Zylinders die Härte und damit die Elastizität des Stahles zu vermindern vermag und die übliche Verpressung des aus dem Grosszylinder ausgeschnittenen Verbundstreifens zur Lagerschale eine solche Einbusse nicht zuverlässig ausgleicht, was zur Folge haben kann, dass die vorzusehende Vorspannung, mit welcher die Lagerschale bei der Montage in ihrem Sitz festgelegt wird, bei längerem Auftreten hoher
Betriebswärme schwindet und sich dadurch der Presssitz der Lagerschale lockert.
Schon durch den bei dem erfindungsgemässen Verbiegen des Grosszylinders zum Flachstück für die den
Einfluss dieses Biegevorganges ausgleichende Verfestigung des Gefüges der Lagermetallschicht, insbeson- dere wenn diese aus Bleibronze besteht, benötigten Walzdruck wird eine durch die thermische Schleuderbehandlung des Zylinders etwa verminderte Elastizität des Stahles wieder erhöht. Es lassen sich aber auch gewünschte höhere Elastizitätswerte des Stahles dadurch erzielen, dass das durch die Rückbiegung gewonnene Flachstück vor der Zerlegung in Verbundstreifen in seiner Längsrichtung, also in Richtung des Faserverlaufes im Bandstahl, mittels eines gegenüber dem bei dem Biegevorgang angewandten vergrösserten Walzdruckes noch um ein Geringes abgewalzt wird.
Dabei muss naturgemäss die Dicke des Bandstahles im Zylinder, auf die Stahlschíchtdicke im fertigen Lager bezogen, ausser der für die. Oberflächensäuberung des Zylinders vorzusehenden geringfügigen Zugabe noch um einen entsprechenden zusätzlichen Betrag vergrö- ssert werden, der dann durchHerunterwalzen desFlachstückes auf die Stahlschichtdicke des fertigen Lagers wieder ausgeglichen wird.
Ein Übermass in der Stahldicke des Bandstahles, auf die Stahlschichtdicke im fertigen Lager bezogen, bis zu etwa 10 0/0, für dessen Herabwalzung auf das gewünschte Mass kaum mehr als ein Walzschritt benötigt wird, führt zu einer erheblichen, die durch das thermische Schleuderverfahren etwa erlittene Einbusse mehr als ausgleichenden Steigerung des Elastizitätswertes des Stahles.
Da die Stahlfläche des Flachstückes durch den Walzvorgang entsprechend dem Grade der Abwalzung eine Längsstreckung erfährt, ist darauf auch bei Bemessung der Dicke der aufhaftenden Lagermetallschicht Rücksicht zu nehmen. Es muss also auch die Lagermetallschicht, zuzüglich der bereits vorgesehenen Räumzugabe für die Innenbearbeitung des Zylinders, um soviel dicker als im fertigen Lager vorgesehen werden, wie es dem Prozentverhältnis entspricht, um welches die Schichtdicke des Stahles grösser als im fertigen Lager gewählt wird.
Mit zunehmender Dicke nimmt bei handelsüblichem Bandstahl das Mass der dabei auftretenden Dickenabweichungen zu und kann Grössenordnungen erreichen, welche die Einhaltung des Toleranzbereiches der vorzusehenden Stahlschichtdicke im fertigen Lager gefährden und durch den in dem oben genannten Verfahren vorgesehenen Arbeitsgang der Säuberung durch einen darauf abgestellten Schleifvorgang mit nachgiebig angeordnetem Schleifband nicht ausgeglichen werden. Hier bietet die Abwalzung des Flachstückes in einem geringen Prozentverhältnis einen sicheren Weg, den Stahl mit geringstem Aufwand an seinem ganzen Verlauf gleichmässig auf die für das fertige Lager vorgesehene Schichtdicke zu bringen.
Die in den Walzvorgang naturgemäss miteinbezogeneLagermetallschicht erleidet dadurchkeineBeeinträchtigung ihrer Lagereigenschaften und dabei eine sich einstellende Aufhärtung übersteigt nicht die zulässigen Werte. Das
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gilt selbst bei einer Abwalzung des Stahles um die Hälfte und mehr seiner Ausgangsdicke. So lässt sich ein aus dem Grosszylinder zurückgebogenes Flachstück von beispielsweise 100 x 20 cm (die 20 cm entsprechen dabei der Länge des Zylinders) und einer Stahldicke von 3 mm ohne Qualitätseinbusse zu einem Flach- stück gleicher Breite von etwa doppelter Länge und halber Stahldicke, also auf l, 5 mm, abwalzen.
Da schon bei dem Biegewalzvorgang geringfügige stellenweise Abweichungen in der Gesamtdicke zu einem ungleichmässigen Breitenverlauf des Flachstückes in seinem Längsverlauf führen, erfordert ein gleichmässiges Walzen des ausgegossenen Zylinders zum Flachstück, das der Zylinder von vornherein in seinem ganzen Umfangsverlauf überall von völlig gleichmässiger Gesamtdicke ist. Um diesen an die
Gleichmässigkeit der gesamten Schichtdicke des abzuwalzenden Flachstückes in seinem ganzen Verlauf gestellten erhöhten Anforderungen zu genügen, muss der Stahlzylinder anschliessend an die bereits vorge- sehene Bearbeitung der Lagermetallschicht und die äussere Säuberung überall auf höchste Genauigkeit in der Gleichmässigkeit der gesamten Wanddicke gebracht werden.
Das wird erreicht, indem in einem zu- sätzlichen Arbeitsgang die äusseren Konturen des Stahlzylinders mit Hilfe einer bekannten Unrund-Ko- pierdreheinrfchtung auf die Bohrung der Lagermetallschicht übertragen werden, wobei Kopierrolle und
Bohrstahl im Abstand der gewünschten Gesamtwanddicke einander gegenüberstehen.
Das Grosszylinderverfahren in der vorbeschriebenen Art der Zurückführung des ausgeschleuderten und bearbeiteten Zylinders in ein Flachstück und dessen Zerlegung in ebene Verbundstreifen erweist sich als technisch brauchbar auch für die Herstellung von solchen Verbundstreifen, die mit einem Ausguss von
Lagerweissmetall etwa auf Zinn-, Blei-, Zink-, Aluminium-Basis oder andern versehen sind. Es hat sich gezeigt, dass auch ein mit einem derartigen gegenüber Bleibronze duktileren Lagermetall ausgeschleuder- ter Zylinder ohne Beeinträchtigung der Gleitschicht zum Flachstück zurückgebogen wie auch anschliessend einem weiteren Walzvorgang unterworfen werden kann.
Die Lagermetallauflage folgt hiebei genau dem
Stahl, ohne seitlich oder in Walzrichtung überzutreten, und auch bei einem erheblichen Grad der Abwal- zung verbleiben ihr die geforderten Lagereigenschaften, so dass das Flachstück ohne weiteres bis mit min- destens der doppelten Wandstärke im Stahl, bezogen auf die Stahldicke im fertigen Lager, vorgesehen werden kann. Die hiedurch ermöglichte Steigerung der Ausbringung vermag das Grosszylinderverfahren dem kontinuierlichen Stahlweissmetallband in der Wirtschaftlichkeit anzugleichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von zu Gleitlagern zu verpressenden Verbundstreifen aus einem in seinen
Abmessungen nach Höhe und Umfang eine Vielzahl so1cherverbundstreifen enthaltenden aus Bandstahl von der Dicke der Stahlschicht im fertigen Lager geformten, mit einem Lagermetall, insbesondere Bleibronze ausgeschleuderten Stahlblechzylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgeschleuderte Zylinder, nach- dem in bekannter Weise innen die Lagermetallschicht auf Räummass abgetragen und aussen seine Oberflä- che gesäubert worden ist, in axialer Richtung aufgeschnitten und durch einen Walzvorgang, bei dem sich das weichere Lagermetall stärker streckt als die Stahlunterlage,
in die planebene Form des Bandstahles zurückgeführt und sodann dieses Flachstück entweder in Faserrichtung des Bandstahles oder senkrecht dazu in planebene Verbundstreifen von Breite und Umfang der Lagerschale zerlegt wird.