CH653407A5

CH653407A5 - Verbindungsstange fuer einen radialkolbenmotor und verfahren zum herstellen derselben.

Info

Publication number: CH653407A5
Application number: CH2013/81A
Authority: CH
Inventors: Yoshio Iijima
Original assignee: Daido Metal Co
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1985-12-31
Also published as: US4432122A; GB2085118A; DE3111548C2; DE3111548A1; JPS6330502B2; JPS5765879A; GB2085118B; US4535517A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, umfassend einen Teil mit sphärischer Oberfläche, einen mit diesem Teil verbundenen Stangenteil und einen eine Gleitoberfläche aufweisenden und mit dem Stangenteil verbundenen Konsolteil sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben.

Diese Art von Verbindungsstangen wurde bisher, wie in Figur 1 gezeigt, in der Weise hergestellt, dass man zunächst einen Teil mit sphärischer Oberfläche 1, einen Stangenteil 2 und einen Konsolteil 3, der eine Gleitoberfläche 5 hat, einstückig miteinander ausgebildet hat (um ein Rohteil 4 herzustellen), wie beispielsweise mittels eines Wachsausschmelz-Präzisionsgussverfahrens, und dass man dann einen Belag aus Weissmetall-Lagerlegierung auf die Gleitoberfläche 5 (die bogenförmig ist, wie aus den Figuren 3 bis 10 ersichtlich) des Konsolteils 3 durch Aufgiessen von geschmolzener Legierung auf diese Oberfläche aufgebracht hat. Aufgrund der komplizierten Form der Verbindungsstange wird ein Giess-verfahren, wie es zum Aufbringen einer Weissmetall-Lagerle-gierung angewandt wird, im Aufbau kompliziert, so dass dadurch die Kosten erhöht werden und es schwierig wird, eine Lagerlegierung von in hohem Masse kompakter und gleichförmiger Struktur zu erzielen, weil Schwierigkeiten auftreten, wenn man eine gleichförmige Kühlung bewirken will, die eine der Bedingungen für das Giessen ist, die erfüllt werden sollte. Infolgedessen hat eine Lagerlegierung, die als

Belag durch Aufgiessen von geschmolzener Legierung, wie beispielsweise von geschmolzener Weissmetall-Lagerlegierung, auf der Gleitoberfläche des Konsolteils aufgebracht worden ist, die Tendenz gezeigt, dass darauf bzw. darin ausgeschiedene nadeiförmige Kristalle (CucSns) und kubische Kristalle (SbSn) vorhanden sind, die harte und brüchige intermetallische Verbindungen sind, und dass ausserdem darauf bzw. darin grobe Kristalle ausgebildet sind.

Vor und nach dem Aufbringen eines Belags auf die Gleitoberfläche 5 des Konsolteils 3 des Rohteils 4 durch Aufgiessen von geschmolzener Legierung auf dieselbe wird das Rohteil zur Endbearbeitung seines Innendurchmessers einzeln bearbeitet. Das hat es notwendig gemacht, eine Bearbei-tungs- und Halteeinrichtung von einer komplizierten Form zu verwenden. Infolgedessen ist die zum Bearbeiten eines solchen Werkstücks erforderliche Zeit lang, und es wurde keine Konstanz in der Präzision erzielt, mit der das Werkstück endbearbeitet worden ist. Wenn ein Überzug auf die Lagerlegierung aufgebracht wird, wie es erforderlich ist, muss jedes Werkstück einzeln behandelt werden, und das macht es notwendig, eine teure Einrichtung von kompliziertem Aufbau zu verwenden und eine zeitaufwendige Arbeit auszuführen. Es ist bisher noch immer schwierig gewesen, einen Überzug von gleichförmiger Dicke herzustellen.

Kurz zusammengefasst wurde der Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu dem Zweck entwickelt, insbesondere die vorerwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Demgemäss werden mit der Erfindung eine Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor und ein Verfahren zur Herstellung derselben zur Verfügung gestellt, welche die Vorteile haben, die nachstehend dargelegt sind.

1. Die Anwendung eines Schleudergussverfahrens ermöglicht es, bei den hergestellten Gusserzeugnissen eine gleichförmige und konstante Qualität zu erzielen. Insbesondere hat, wenn ein Belag aus Weissmetall-Lagerlegierung auf die Gleitoberfläche 5 des Konsolteils 3 aufgebracht wird, das gegossene Lagermetall eine Strukturcharakteristik eines Schleudergusserzeugnisses, das aus feinen und gleichförmigen Kristallen zusammengesetzt und frei von Aussonderungen von nadeiförmigen und kubischen Kristallen ist, und das Lagermetall hat eine gute Bindefähigkeit bezüglich des Untergrundmetalls (der Gleitoberfläche 5 des Konsolteils 3 des Rohteils 4).

2. Die Werkstücke werden, wenn sie bearbeitet werden, in der Form eines Ringes angeordnet, so dass ein Vermessen leicht ausgeführt werden kann und sie eine dimensionelle Genauigkeit haben können. Darüberhinaus kann, da eine Mehrzahl von Werkstücken in einem Arbeitsvorgang bearbeitet werden kann, die für die Bearbeitung erforderliche Zeit vermindert werden, und der Bearbeitungsvorgang kann reibungslos durchgeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Figuren 1 bis 10 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figuren 1 bis 8 Vorderansichten einer Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, die eine Ausführungsform der Erfindung umfassen bzw. darstellen, und zwar dienen diese Figuren ausserdem insbesondere zur Erläuterung der bei der Herstellung aufeinanderfolgenden Herstellungsschritte; und

Figuren 9 und 10 Vorderansichten einer Verbindungsstange, die eine andere Ausführungsform der Erfindung ist, und zwar insbesondere für die Erläuterung der bei der Herstellung aufeinanderfolgenden Herstellungsschritte.

Die Figuren 1 bis 8 zeigen die Verfahrensschritte, die bei

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der Herstellung einer Verbindungsstange gemäss einer Ausführungsform der Erfindung aufeinanderfolgend durchgeführt werden. In Figur 2 sind sechs Rohteile 4 in der Form eines Ringes um einen Metallkern 6 herum zusammengebaut, der seinerseits im mittigen Teil einer Befestigungsvorrichtung angeordnet ist, die nicht gezeigt ist; und dann wird eine Druckplatte 7 montiert. Die Rohteile 4 werden an ihren pla-naren Oberseiten 8 der sphärischen Oberflächenteile 1 in der Richtung der Pfeile nach der Mitte 9 des Metallkerns 6 zugedrückt und festgeklemmt. Dann wird die nichtgezeigte Befestigungsvorrichtung auf einem nichtdargestellten Schweisstisch angeordnet, und die Rohteile 4 werden durch Verschweissen an Verbindungsstellen 10 mittels einer Schweiss-Legierung 11 miteinander verbunden. Nach Beenden des Schweissens werden die Druckplatte 7 und der Metallkern 6 entfernt, und die Rohteile 4 in der Form eines Ringes werden mittels einer Werkzeugmaschine bearbeitet, so dass der innere Durchmesser dieser Anordnung 12 von Rohteilen in Ringform einen vorbestimmten Wert Ri erhält, wie in Figur 3 dargestellt.

Nach dem Bearbeiten wird die Anordnung 12 auf einer Schleudergusseinrichtung montiert, wie in Figur 4 gezeigt, und einem Schleuderguss durch Giessen einer geschmolzenen Weissmetall-Lagerlegierung unterworfen. Mit 13 ist eine Weissmetall-Lagerlegierungsschicht bezeichnet, die durch Schleuderguss ausgebildet worden ist. Nach Beendigung des Giessens wird eine Anordnung 14 aus Rohteilen 4 mit der Weissmetall-Lagerlegierungsschicht 13 darauf mittels einer Werkzeugmaschine so bearbeitet, dass ihr fertig bearbeiteter innerer Durchmesser einen vorbestimmten Wert R2 hat, wie in Figur 5 gezeigt. Das bedeutet, dass die Weissmetall-Lagerlegierungsschicht eine vorbestimmte Dicke T1 hat. Obwohl nicht dargestellt, können erforderlichenfalls auch andere Bearbeitungsschritte ausgeführt werden, wie beispielsweise Breitenregulierung bzw. -anpassung, Kröpfung, Absetzen, Nutausbildung (in Umfangsrichtung und/oder axial) und Ölsumpfwanne, etc.

Nach Beendigung der Bearbeitung wird eine Beschichtung T2 als Überzug aufgebracht, die beispielsweise aus einer Zusammensetzung besteht, welche 10% Sn und als Rest Pb enthält, und zwar wird dieser Überzug durch Elektroplattie-rung auf die Oberfläche der Lagermetallschicht 13 aufgebracht, deren innerer Durchmesser endbearbeitet gewesen ist. Mit 15 ist eine Anordnung von Rohteilen 4 in Ringform mit Überzügen bezeichnet, wie in Figur 6 dargestellt.

Die Anordnung 15 aus Rohteilen 4 in Ringform mit Überzügen wird an den Verbindungsstellen 10 in sechs Teile zerschnitten, wie in Figur 7 gezeigt, was beispielsweise mittels einer Säge geschieht, so dass Verbindungsstangen 16 der gewünschten Form und Abmessungen erhalten werden, wie in Figur 8 gezeigt. Mit S ist ein Teil bezeichnet, an dem anfänglich ein Schnitt ausgeführt worden ist.

Die Verbindungsstange 16 der in den Figuren 1 bis 8 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform bietet die Vorteile, wie sie in den Absätzen (1) und (3) der Beschreibungseinleitung angegeben sind.

Die Figuren 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungsform in Vorderansicht. In der Ausführungsform, die in den Figuren 1 bis 8 gezeigt ist, sind die Rohteile 4 der Anordnung in Ringform an den Verbindungsstellen 10 mittels einer Schweiss-Legierung 11 verschweisst. Durch die in den Figuren 9 und 10 gezeigte Ausführungsform wird die Notwendigkeit ausgeschaltet, die Rohteile 4 durch Schweissen zu verbinden, und bei dieser Ausführungsform ist ein allgemein als sternförmig bezeichnetes zylindrisches Rohteil 18 vorgesehen, in dem sechs sphärische Oberflächenteile 1 und sechs Stangenteile 2 einstückig ausgebildet sind, und in dem weiter die sechs Stangenteile 2 und eine zylindrische Konsole 17 ein653407

stückig ausgebildet sind, und zwar insbesondere durch ein Präzisionsgussverfahren. Das sternförmige zylindrische Rohteil 18 wird dann auf einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise einer Drehbank, angebracht, und es wird so bearbeitet, dass der innere Durchmesser der zylindrischen Konsole 17 einen vorbestimmten Wert R3 erhält.

Nach dem Bearbeiten wird das sternförmige zylindrische Rohteil in nichtgezeigter Weise weiterbearbeitet, und zwar durch die Verfahrensschritte des Schleudergusses, des Bearbeitens und des Elektroplattierens sowie des Schneidens in sechs Teile, wie in Figur 10 gezeigt. Jedes der sechs Teile bildet die in Figur 8 gezeigte Verbindungsstange 16, die eine vorbestimmte Form und vorbestimmte Abmessungen hat. Mit S ist ein Teil bezeichnet, an dem ein Schnitt anfänglich ausgeführt worden ist. Die Verbindungsstange 16 der in den Figuren 9 und 10 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform bietet die Vorteile, wie sie in der Beschreibungseinleitung in den Absätzen (1) bis (3) beschrieben sind.

In den beiden gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Beschichtung T2 durch Elektro-plattierung vorgesehen. Jedoch kann der Schritt der Elektro-plattierung in Abhängigkeit von der Verwendung, welcher die Verbindungsstange zugeführt wird, weggelassen werden. Die durch Elektroplattierung vorgesehene Beschichtung T2 kann eine frei gewählte Zusammensetzung aus der Gruppe bekannter Zusammensetzungen haben, wie es beispielsweise Sn-Cu-Pb- und Sn-In-Pb-Legierungen, etc. sind. Ein Überzug (Oberflächenschicht) kann mittels jedes geeigneten bekannten Verfahrens, das ein anderes Verfahren als das Elektroplattieren ist, aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Schleuderguss. Die Lagerlegierung ist nicht auf Weissmetall beschränkt, sondern es kann jede andere geeignete Lagerlegierung verwendet werden, wie beispielsweise Kupferbasis-Lagerlegierungen, und zwar einschliesslich Kupfer-Blei-Legierung (Keimet), Blei-Bronze, etc. Wenn eine Kupferbasis-Lagerlegierung verwendet und ein Schleudergussverfahren angewandt wird, hat die Legierung allgemein eine Dendritstruktur, in der Dendrite aus Kupfer ausgebildet und in einer Richtung angeordnet sind, in welcher die Legierung gekühlt worden ist. Wenn eine Gusseinrichtung mit steigendem Giessen angewandt wird, hat die hergestellte Legierung allgemein eine Struktur, in der massive oder netzartige Kristalle von keiner gerichteten Form vorhanden sind. Es erscheint überflüssig, daraufhinzuweisen, dass die Legierung der ersteren Struktur für das Herstellen eines Lagers geeigneter ist als diejenige der letzteren Struktur, weil die Kristalle derselben feiner und gleichförmiger sind. Legierungen, die durch Schleuderguss und durch Guss, bei dem einfache geschmolzene Legierung gegossen wird, hergestellt worden sind, unterscheiden sich in der Struktur nicht nur bei Lagerlegierungen voneinander, sondern auch bei anderen Arten von Legierungen, und sie können voneinander unterschieden werden.

Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsform sind sechs Werkstücke gezeigt und beschrieben worden, die in dem Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstangen verarbeitet wurden. Jedoch ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese spezielle Anzahl von Werkstücken beschränkt, sondern es kann jede Anzahl von Werkstücken, wie beispielsweise zwei, drei, vier, fünf und sieben, bearbeitet bzw. gleichzeitig bearbeitet werden, was von der Abmessung und Form der zu erhaltenden Verbindungsstangen abhängt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass das Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstangen gemäss der Erfindung insbesondere den Vorteil bietet, dass die Verbindungsstangen auf Massenproduktionsbasis hergestellt

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werden können und dass die mittels des Verfahrens gemäss Qualität als Verbindungsstangen nach dem Stande der der Erfindung hergestellten Verbindungsstangen eine bessere Technik haben.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, umfassend einen Teil mit sphärischer Oberfläche, einen mit diesem Teil verbundenen Stangenteil und einen eine Gleitoberfläche aufweisenden und mit dem Stangenteil verbundenen Konsolteil, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Teil (1) mit sphärischer Oberfläche, der Stangenteil (2) und der Konsolteil (3) einstückig miteinander ausgebildet sind; und b) eine Lagerlegierung (13) auf der Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3) eine Struktur aus feinen und gleichförmigen Kristallen hat.
2. Verbindungsstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überzug (T2) auf der Oberfläche der Lagerlegierung (13) vorgesehen ist.
3. Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstange für • einen Radialkolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

Herstellen eines Rohteils (4), das einen Teil (1) mit sphärischer Oberfläche, einen Stangenteil (2) und einen Konsolteil (3) aufweist, die einstückig miteinander ausgebildet sind; Zusammenfügen einer Mehrzahl der Rohteile (4) in Ringform und Verbinden der Rohteile (4) an Verbindungsstellen (10) durch Schweissen, so dass eine ringförmige Anordnung

(12) entsteht;

Bearbeiten der Gleitoberfläche (5) der Konsolteile (3) der ringförmigen Anordnung (12);

Anbringen einer Lagerlegierung (13) durch Schleuderguss an der bearbeiteten Gleitoberfläche (5) der Konsolteile (3); Bearbeiten der Oberfläche der Lagerlegierung (13) und Unterteilen der Anordnung (12) an den Verbindungsstellen (10) in eine Mehrzahl von Verbindungsstangen (16).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bearbeiten der Oberfläche der Lagerlegierung

(13) diese mit einem Überzug (T2) versehen wird.