AT403895B

AT403895B - Verfahren zum herstellen eines drehbar und/oder gleitverschiebbar gelagerten bauteiles

Info

Publication number: AT403895B
Application number: AT151394A
Authority: AT
Original assignee: Weber Gisela
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1998-06-25
Also published as: ATA151394A

Description

EMI1.1
gregate, wobei auf einen zylindnschen Hartmaterialkern, vorzugsweise Stahlkern, eine zylindrische Hülse aus einer Aluminiumlegierung aufgebracht, insbesondere aufgeschrumpft wird.

Es Ist bekannt, beispielsweise Kolben für Hydraulik- bzw. Pneumatikzylinder oder Lagerbolzen durch Hartverchromung mit einer Chromschicht zu überziehen. Bel einem Einsatz der Lagerbolzen In Bauteilen aus Aluminium müssen in diese Bauteile ausserdem Lagerbuchsen aus einem Stahl-Teflon-Compoundmate- rial eingesetzt werden, um den Lagerbolzen gegenüber dem Aluminiumbauteil zu isolieren, damit elektrochemische Zersetzungsprozesse an der Grenzfläche Lagerbolzen-Lagerbuchse verhindert werden. Diese Ausführungen sind jedoch äusserst kostenaufwendig und erweisen sich auch als umweltbelastend, weil bei der Verchromung schwer entsorgbare Chromsalze anfallen.

Gemäss einem nicht-vorveröffentlichten älteren Vorschlag (PCT/AT 93/00119) wird anderseits bei einem Verfahren zum Herstellen von Kolben und Kolbenstangen sowie Zylindern für Hydraulik- oder Pneumatikaggregate zunächst ein fejngeschtichtetes zylindrisches Halbzeug aus einer Aluminiumlegierung an seiner Gleitfläche hartanodisiert ; das hartanodisierte Produkt wird um seine Achse in Drehung versetzt und die gebildete Gleitflachenschicht in mehreren aufeinanderfolgenden Schleifvorgängen mit flächigen Schleifmedien unterschiedlicher abnehmender Körnung bearbeitet ; die Schleifvorgänge werden jeweils bis zum Aufhören der Staubentwicklung durchgeführt und beim letzten Schleifvorgang wird bis zum Haftenbleiben des flächigen Schleifmediums poliert.

Die auf diese Weise hergestellten Bauteile haben sich In der Praxis ausserordentlich bewährt, doch Ist die Verwendung von Vollalummiumbautellen in vielen Fällen aus Festig- keits-und Kostengründen begrenzt.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Kolben, Kolbenstangen, Lagerbolzen od. dgl. unter Beibehaltung der hohen Oberflächengüte nach dem vorstehend geschilderten Verfahren auf kostengünstige Welse und mit hoher Festigkeit sowie Lebensdauer hergestellt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren hat die Merkmale, dass die Oberfläche der Hülse kalibriert und hartanodisiert wird, worauf das erhaltene Halbzeug um seine Achse in Drehung versetzt und die Gleitflächenschicht in mehreren aufeinanderfolgenden Schleifvorgängen mit flächigen Schleifmedien unterschiedlicher abnehmender Körnung bearbeitet wird, wobei die Schleifvorgänge jeweils, wie an sich bekannt, bis zum Aufhören der Staubentwicklung durchgeführt werden, und dass beim letzten Schleifvorgang bis zum Haftenbleiben des flächigen Schleifmediums poliert wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es in kostengünstiger Weise, Kolben und Kolbenstangen sowie Lagerbolzen mit hoher Festigkeit herzustellen, die zugleich eine Gleitfläche mit äusserst geringer Rauhheit aufweisen und ohne Gefahr einer Beschädigung von Dichtungen und Lagern eingesetzt werden können, so dass gegenüber herkömmlichen verchromten Teilen eine wesentlich erhöhte Lebensdauer gewährleistet wird. Die gemäss der Erfindung hergestellten Bauteile sind wartungsfrei, weil beispielsweise auch eine bei hartverchromten Teilen mit der Zeit entstehende Rostbildung hintangehalten wird.

Zugleich wird im Falle von Lagerbolzen die Verwendung aufwendiger isolierender Lagerbuchsen in Aluminiumbauteilen vermieden. Die erfindungsgemässe Verwendung billiger Hartmetallkerne reduziert gegenüber einer Vottatummiumausführung nicht nur die Materialkosten, sondern ergibt bei gleichbleibender Oberflächengüte eine erhöhte Festigkeit.

Es sei erwähnt, dass aus der GB 1 063 789 A eine Schleifvorrichtung bekannt ist, bei welcher das Aufhören der Funkenbildung und damit das Ende des Materialabtrages festgestellt werden kann, dass die AT 321 152 B ein Verfahren zum Regeln einer Schleifmaschine offenbart, bei welchem die Funkengarbe des Schleifwerkzeuges mittels eines Pyrometers überwacht und die ermittelten Daten zur Steuerung der Schleifparameter benützt werden, wobei die Menge des abgetragenen, mit der Funkengarbe zerstäubten Materials berücksichtigt wird, und dass die DE 25 37 630 A1 lehrt, dass das Schleifwerkzeug nach einer bestimmten Abtragmenge, welche zum grössten Teil in Schleifstaub umgewandelt wird, stumpf wird und daher kein Material mehr abträgt.

Es hat sich gezeigt, dass es besonders günstig ist, wenn im Rahmen der Erfindung der letzte Schleifvorgang mit Schleifpapier der Type P 999 durchgeführt wird, wobei P 999 ein Schleifpapier kennzeichnet, bei dem das Sieb zu seiner Herstellung 100 Maschen/Zoll besitzt.

Eine besonders lange Lebensdauer der Kolben und Kolbenstangen sowie Lagerbolzen ergibt sich, wenn als Werkstoff für die Hülse die Legierung AtMgSi 1 verwendet wird und die Anodisierungstiefe 50 bis 60 um beträgt.

Die Erfindung bezieht sich ferner auch auf einen drehbar und/oder gleitverschiebbar gelagerten Bauteil, insbesondere Kolben, Kolbenstange oder Lagerbolzen, mit einem zylindrischen Hartmaterialkern, insbesondere Stahlkern, mit einer auf diesen aufgebrachten zylindrischen Aussenhülse, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülse aus einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise AlMgSi 1, an der Innen- und Aussenseite

hartanodisiert ist, sowie an ihrer Aussenfläche durch Schleifen auf eine DIN-Rauhtiefe R, von S 0, 3 um und einen Mittenrauhwert Ra von S 0, 05 um bearbeitet ist.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei wird auf die Figuren Bezug genommen, in denen Flg. 1 einen erfindungsgemässen Lagerbolzen und Fig. 2 eine erfindungsgemä- sse Kolbenstange im Längsschnitt bzw. Teillängsschnitt zeigt.

Der Lagerbolzen 1 nach Fig. 1 besteht aus einem zylindnschen Stahlkern 2 und einer thermisch aufgeschrumpften oder aufgeklebten Hülse 3 aus einer Aluminiumlegierung, z. B. AIMgSi 1, mit beispielswei- se 1 - 2 mm Wandstärke. Die Hülse 3 ist aus einem gezogenen, kalibrierten und hartanodislerten Rohr hergestellt, wobei die Anodisierungstiefe 50 - 60 um beträgt. Die Aussenfläche der Hülse 3 wird in einer Weise bearbeitet, die anschliessend beschrieben wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Kolbenstange 4 besitzt ebenfalls einen Stahlkern 2'und eine thermisch aufgeschrumpfte oder aufgeklebt Aluminiumhülse 3'der vorstehend erläuterten Art. Zur Aufnahme eines Lagerbolzens, z. B. des Lagerbolzens 1 aus Fig. 1 ist die Kolbenstange 4 an einem Ende mit einer diametralen Bohrung 5 versehen. (Dieses Ende der Kolbenstange ist nicht Im Querschnitt, sondern in der Aussenansicht dargestellt).

Zur Verhinderung des Eindringens von Öl in die Grenzfläche zwischen Stahlkern 2'und Alumimumhülse 3'ist in eine endseitige Umfangsnut 6 des Stahlkernes 2'ein Dichtungsring 7 eingelegt.

Die Oberflächenbearbeitung des Lagerbolzens 1 bzw. der Kolbenstange 4 wird nun näher erläutert. Das Halbzeug wird in eine Drehbank eingespannt und in Drehung versetzt. Sodann werden fünf Schleifvorgänge mit Korund-Schleifpapieren der Typen (in dieser Reihenfolge) P 100, P 150, P 280, P 400 und P 999 (Rouge-Papier) durchgeführt. Die Typenbezeichnung P 100 kennzeichnet ein Schleifpapier, bei dem das Sieb zu seiner Herstellung 100 Maschen/Zoll besitzt. Jedes Schleifpapier wird In axialer Richtung entlang der Aluminiumhülse 3 bewegt. Die ersten vier Schleifvorgänge werden jeweils bis zum Aufhören der Staubentwicklung durchgeführt und der letzte Schleifvorgang, der bereits einem Feinpoliervorgang entspncht, wird bis zum Haftenbleiben des Schleifpapieres durchgeführt.

Anstelle von Poherpapier kann selbstverständlich Jedes flächige Schleifmedium mit der entsprechenden Körnung verwendet werden.

Der auf diese Weise hergestellte Kolben bzw. Lagerbolzen weist eine ausgezeichnete Gleitflächengüte auf, die ohne weiteres mit der von hartverchromten Kolben bzw. Lagerbolzen vergleichbar ist. Bei der Schleifbearbeitung wird erfindungsgemäss beispielsweise eine Rauhtiefe Rt von S 0, 3 um und ein Mittenrauhwert Ra von S 0, 05 um erzielt. die für die Gleitfläche eines Kolbens bzw. einer Kolbenstange oder eines Lagerbolzens ausgezeichnet sind und die Dichtungen oder Lagerbuchsen nicht beschädigen, wobei Compound-Lagerbuchsen aus z. B. Stahl und Teflon nicht erforderlich sind.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemässe Verfahren sowohl von Hand als auch maschinell ausgeführt werden kann. Zur maschinellen Ausführung können z. B. entsprechend programmierte und mit Schleifwerkzeugen bestückte NC-Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Derartige Maschinen können selbsttätig die erforderlichen Einspannbewegungen und Schleifpapierwechsel durchführen. Die Schleifparameter, wie Schleifdruck und Schleifdauer, können automatisch in Abhängigkeit von Messwerten von entsprechenden Staubfühlern gesteuert werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen eines drehbar und/oder gleitverschiebbar gelagerten Bauteiles, wie Kolben, Kolbenstange, Lagerbolzen od. dgl., insbesondere für Hydraulik- oder Pneumatikaggregate, wobei auf einen zylindrischen Hartmaterialkern, vorzugsweise Stahlkern, eine zylindrische Hülse aus einer Alum- niumlegierung aufgebracht, insbesondere aufgeschrumpft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Hülse kalibriert und hartanodisiert wird, worauf das erhaltene Halbzeug um seine Achse in Drehung versetzt und die Gleitflächenschicht in mehreren aufeinanderfolgenden Schleifvorgängen mit flächigen Schieifmedien unterschiedlicher abnehmender Körnung bearbeitet wird, wobei die Schleif- vorgänge jeweils, wie an sich bekannt, bis zum Aufhören der Staubentwicklung durchgeführt werden, und dass beim letzten Schleifvorgang bis zum Haftenbleiben des flächigen Schleifmediums poliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der letzte Schleifvorgang mit Schleifpapier der Type P 999 durchgeführt wird, wobei P 999 ein Schleifpapier kennzeichnet, bel dem das Sieb zu seiner Herstellung 999 Maschen/Zoll besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für die zylindrische Hülse die Legierung AiMgSi 1 verwendet wird und die Anodisierungstiefe 50-60 um beträgt. <Desc/Clms Page number 3>
4. Drehbar und/oder gleitverschiebbar gelagerter Bauteil, insbesondere Kolben, Kolbenstange oder Lager- bolzen, mit einem zylindrischen Hartmaterialkern, insbesondere Stahlkern, mit einer auf diesen aufge- brachten zylindrischen Aussenhülse, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülse (3,3') aus einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise AlMgSi 1, an der Innen- und Aussenseite hartanodisiert ist sowie an ihrer Aussenfläche durch Schleifen auf eine DIN-Rauhtiefe Rt von 0. 3 u. m und einen Mittenrauhwert Ra von ; S 0, 05 um bearbeitet ist.