AT412168B

AT412168B - Verfahren zum herstellen eines wenigstens ein lagerauge bildenden werkstückes

Info

Publication number: AT412168B
Application number: AT0150302A
Authority: AT
Original assignee: Miba Gleitlager Gmbh
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-10-25
Also published as: US7181842B2; DE10344724B4; ATA15032002A; DE10344724A1; US20040064950A1

Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens ein Lagerauge bildenden Werkstückes, das im Bereich des Lagerauges entlang einer Sollbruchstelle durch ein Bruchtrennen geteilt wird, wobei das Lagerauge nach einem Zusammenfügen der Teile mit einer Gleitschicht beschichtet wird. 



   Dynamisch hochbelastete Gleitlager beispielsweise für Pleuel von Verbrennungskraftmaschi- nen bestehen im allgemeinen aus Lagerschalen, die von einem geteilten Lagersitz des Werkstük- kes aufgenommen werden. Um die mit dem Vorsehen gesonderter Lagerschalen verbundenen Nachteile hinsichtlich der Baugrösse und damit des Gewichts einerseits und des Herstellungsauf- wandes anderseits zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen (EP 0 635 104 B1),das im Werk- stück vorgesehene Lagerauge unmittelbar mit einem Gleitwerkstoff zu beschichten.

   Zu diesem Zweck kann das Werkstück vor oder nach einem Bruchtrennen und einem anschliessenden Zu- sammenfügen der durch das Bruchtrennen erhaltenen Teile durch ein thermisches Spritzverfahren mit der Gleitschicht beschichtet werden, bevor die auf die Lageraugenfläche aufgebrachte Gleit- schicht zusammen mit dem Werkstück oder bei bereits geteiltem Werkstück für sich durch ein Bruchtrennen entsprechend dem Werkstück geteilt wird. Als zusätzlicher Vorteil dieser unmittelba- ren Beschichtung des Lagerauges wird herausgestellt, dass die zu beschichtende Lageraugenflä- che nicht mehr passgenau nachgearbeitet werden muss, weil Ungenauigkeiten durch das Auftragen der Gleitschicht ausgeglichen werden und es demnach nur mehr erforderlich wird, die Gleitschicht selbst entsprechend genau zu bearbeiten.

   Der Ausgleich von Ungenauigkeiten des Lagerauges bedingt jedoch ausreichend dicke Gleitschichten, für deren Auftrag sich insbesondere thermische Spritzverfahren eignen. Solche thermischen Spritzverfahren haben allerdings den Nachteil, dass die Haftung zwischen der aufgespritzten Gleitschicht und der Lageraugenfläche höheren dynamischen Belastungsanforderungen kaum genügen kann. Dazu kommt, dass aufgrund des Ausgleichs von Ungenauigkeiten nach der passgenauen Bearbeitung der Gleitschicht mit einer ungleichmässigen Dicke der Gleitschicht insbesondere in Umfangsrichtung gerechnet werden muss, was beispielswei- se aufgrund der mit der Dicke der Gleitschicht abnehmenden Dauerfestigkeit zu einer örtlichen Überlastung der Gleitschicht führen kann, wenn sich in einem hochbelasteten Lagerbereich in ihrer Lage nicht beeinflussbare dickere Gleitschichtzonen ergeben. 



   Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstük- kes mit wenigstens einem Lagerauge der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass mit einem vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand eine hohe dynamische Lagerbelastbarkeit sichergestellt werden kann, ohne die Lebensdauer zu beeinträchtigen. 



   Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Lagerauge nach einem Zusammen- fügen der durch das Bruchtrennen des Werkstückes erhaltenen Teile passgenau bearbeitet wird, bevor die Gleitschicht auf die bearbeitete Lageraugenfläche in einer dem Endmass entsprechenden Dicke aufgebracht wird. 



   Da zufolge dieser Massnahmen das Werkstück zunächst durch ein Bruchtrennen geteilt wird, bevor die wieder zusammengefügten Teile im Bereich des Lagerauges passgenau bearbeitet wer- den, hat die mit der Bruchtrennung einhergehende Verformung des Lagerauges beispielsweise aufgrund der im Bereich der Sollbruchstelle vorgenommenen Versprödung des Werkstückes keinen Einfluss auf die Genauigkeit des bearbeiteten Lagerauges, so dass mit einem dünnschichti- gen Auftrag der Gleitschicht die Endabmessungen des Lagers ohne Nachbearbeitung sicherge- stellt werden können, und zwar mit dem Vorteil, dass die Gleitschicht einen konstruktiv vorgegebe- nen Dickenverlauf aufweist, was eine wesentliche Voraussetzung für eine hohe Lebensdauer dynamisch hoch beanspruchter Gleitlager darstellt,

   zumal vergleichsweise dünne Gleitschichten mit einer Dicke von beispielsweise 20 bis 40 um in engen Toleranzbereichen möglich werden, wenn kein Ausgleich von Ungenauigkeiten über die Gleitschichtdicke gefordert wird. 



   Solche Gleitschichten können mit der notwendigen Genauigkeit aufgrund der beschränkten Schichtdicke physikalisch im Vakuum aufgebracht werden. Der Beschichtungsaufwand kann diesem Auftragsverfahren gegenüber jedoch durch ein galvanisches Abscheiden der Gleitschicht auf der Lageraugenfläche vereinfacht werden, und zwar bei einer ebenfalls guten Bindung zwi- schen der Gleitschicht und der Lageraugenfläche. Die Bruchtrennung der Gleitschicht beim Lösen der zusammengefügten Teile des Werkstücks stellt zufolge der geringen Schichtdicke und der guten Haftung sowohl der galvanisch abgeschiedenen als auch der physikalisch im Vakuum auf- gebrachten Gleitschichten auf den Lageraugenflächen keine Schwierigkeit dar.

   Die durch die 

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 Bruchtrennung des Werkstückes vorgegebene Zuordnung der Teile des Werkstückes stellt eine genaue gegenseitige Ausrichtung der Teile beim Zusammenfügen des Werkstückes sicher, so dass die durch die Gleitschicht gebildete Lauffläche im Bereich der Bruchtrennung keine Störstellen hinsichtlich der Ausbildung eines Schmiermittelfilmes bildet. Durch die erfindungsgemässen Mass- nahmen können daher die Vorteile von unmittelbar mit einer Gleitschicht beschichteten Lagerau- gen im Hinblick auf die Werkstückabmessungen und den Konstruktionsaufwand genützt werden, ohne eine Beeinträchtigung bezüglich der Belastbarkeit und der Dauerfestigkeit befürchten zu müssen. 



   Unter Umständen besteht die Gefahr, dass beim galvanischen Abscheiden der Gleitschicht auf- grund einer Kapillarwirkung Flüssigkeit aus dem Elektrolytbad in den Bruchspalt zwischen den Teilen des durch ein Bruchtrennen geteilten Werkstückes eindringt, was einerseits Anlass zu einer späteren Korrosion des Werkstückes sein und anderseits Störungen des Abscheidevorganges bedingen kann, beispielsweise durch ein lokales Ausfällen von Stoffen, die die Haftung der abge- schiedenen Schicht beeinträchtigen können.

   Zur Vermeidung dieser Folgen kann der Bruchspalt zwischen den Teilen des Werkstückes vor dem galvanischen Abscheiden der Gleitschicht gegen- über dem Galvanikbad abgedichtet werden, beispielsweise dadurch, dass der Bruchspalt mit Was- ser gefüllt wird, das aufgrund der Kapillarwirkung in den Bruchspalt gesaugt wird und das Eindrin- gen von Badflüssigkeit in den Bruchspalt verhindert. Der sehr kleine Bruchspalt erlaubt ja keine rasche Diffusion bzw. keinen raschen Stoffaustausch. Gegebenenfalls können dem Wasser Zu- satzstoffe zur Verzögerung der Diffusionsgeschwindigkeit in Form von Verdickungsmitteln zugege- ben werden. 



   Eine andere Möglichkeit der Abdichtung des Bruchspaltes ergibt sich, wenn ein Wachs als Dichtungsmittel eingesetzt wird. Zur Verflüssigung des Wachses kann ein Lösungsmittel mit niedri- ger Viskosität und geringer Oberflächenspannung eingesetzt werden, beispielsweise Petroläther. 



  Das Wachs kann aber auch bei höheren Temperaturen verflüssigt werden. 



   Schliesslich kann der Bruchspalt mit Hilfe einer dehnbaren Folie aus Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, abgedichtet werden, die zwischen die Teile des Werkstückes eingelegt wird. Wäh- rend das Einlegen der Dichtungsfolie oder das Verschliessen der Poren mit Wachs, das bei höhe- ren Temperaturen verflüssigt wird, ein Öffnen der Teile des Werkstückes erfordert, kann die Ab- dichtung des Bruchspaltes mit einer Flüssigkeit entsprechend niedriger Viskosität bei zusammen- gefügten Teilen des Werkstückes aufgrund der Kapillarwirkung vorgenommen werden. 



   Es braucht wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, dass die Erfindung nicht auf eine bestimmte Gleitschicht beschränkt ist, sondern grundsätzlich den Einsatz aller Gleitschichtwerk- stoffe erlaubt, die mit einer ausreichenden Genauigkeit in einer vorgegebenen, beschränkten Schichtdicke abgeschieden werden können, um die Endabmessungen des beschichteten Lager- auges ohne Nachbearbeitung zu gewährleisten, und eine entsprechende Verbindung mit der Lageraugenfläche sicherstellen. So können auch Gleitschichten auf Kunststoffbasis verwendet werden, was jedoch im allgemeinen ein physikalisches Aufbringen der Gleitschicht im Vakuum bedingt. Zur Verbesserung der Haftung können unter Umständen entsprechende Haftvermittler eingesetzt werden. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Verfahren zum Herstellen eines wenigstens ein Lagerauge bildenden Werkstückes, das im 
Bereich des Lagerauges entlang einer Sollbruchstelle durch ein Bruchtrennen geteilt wird, wobei das Lagerauge nach einem Zusammenfügen der Teile mit einer Gleitschicht be- schichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerauge nach einem Zusammenfü- gen der durch das Bruchtrennen des Werkstückes erhaltenen Teile passgenau bearbeitet wird, bevor die Gleitschicht auf die bearbeitete Lageraugenfläche in einer dem Endmass entsprechenden Dicke aufgebracht wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht galvanisch in einer dem Endmass entsprechenden Dicke auf die Lageraugenfläche abgeschieden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem galvanischen Ab- scheiden der Gleitschicht der Bruchspalt zwischen den Teilen des Werkstückes gegenüber <Desc/Clms Page number 3> dem Galvanikbad abgedichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bruchspalt mit Wasser gefüllt wird, dem gegebenenfalls Zusatzstoffe zur Verzögerung der Diffusionsgeschwindig- keit zugegeben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bruchspalt mit einem Wachs abgedichtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachs in einem Lö- sungsmittel mit niedriger Viskosität und geringer Oberflächenspannung gelöst wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachs zum Abdichten des Bruchspaltes erwärmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abdichten des Bruch- spaltes zwischen die Teile des Werkstückes eine dehnbare Folie aus Kunststoff eingelegt wird.

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