DD155917A1 - Lager fuer hohe dynamische belastungen und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lager fuer hohe dynamische Belastung und ein Verfahren zu dessen Herstellung, die als Kalottenlager, Zylinderlager usw. ausgebildet sein koennen. Die Erfindung bezieht sich auf Lager aus Sinterwerkstoffen udgl. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde in derartigen Lagern eine Verminderung des Verschleisses durch Verbesserung der Schmierstoffverteilung im Lager und in den Teilbereichen des Lagerspaltes zu erreichen und ein Verfahren dazu anzugeben. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass am Umfang der Lagerbohrung gleichmaessig verteilte hoch verdichtete Bereiche und weniger verdichtete Bereiche vorgesehen sind. Nach dem erfindungsgemaessen Verfahren wird eine Presstechnologie angegeben, nach dem die Bereiche hoher Dichte beim nachfolgenden Kalibrieren der in Form eines Gleichdickes ausgefuehrten Lagerbohrung entstehen. Das Lager wird ueberall dort eingesetzt, wo hohe Gleitgeschwindigkeiten und eine fortlaufende Aenderung der Belastungsrichtung im Lager auftreten.

Description

226761

Titel der Erfindung

Lager für hohe dynamische Belastungen und Verfahren zu dessen Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Lager für hohe dynamische Belastungen und ein Verfahren zu dessen Herstellung, aus Sinterwerkstoffen, wie Eisen, Bronze oder anderen Metallen oder Metallegierungen sowie Verbindungen zwischen Metallen und Kunstharzen, das als Kalottonlager, Zylinderlager usw. ausgebildet sein kann. Die Anwendung der Erfindung ist für Lagerungen, beispielsweise in Elektromotoren kleiner bis mittlerer Leistung von Bedeutung, die mit Drehzahlen oberhalb 5000 U/min und der daraus resultierenden hohen Gleitgeochwindigkeit größer 6 m/s betrieben werden und eine fortlaufende Änderung der Belastungsrichtung durch bestehende Restunwuchten erfolgt·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Auf Grund ihrer Eigenschaft, öl und andere Schmierstoffe aufzunehmen, und infolge der Kapillarwirkung, dieses langsam wieder als Schmiermittel in den Lagerschmierspalt abzugeben, sind dieoe Lager wartungsfrei, sauber, geräuscharm und für relativ kleine Belastungen geeignet. Derartige Lager weisen im Gebiet der kleinsten bis mittleren Drehzahlen klare Vorteile bezüglich der Belastbarkeit gegenüber den Massxvlogern auf.

£4,

^к. .£ b /b ι

Durch die ürehurg der ¹JcIIc entsteht im Sinterlager ein Ölüberdruck- und ein üluntordruckbcrcich. Bei höherer dynamischer Belastung laufen sonit diese beiden Bereiche mit um, damit wechselt der Ulstrom ständig seine Richtung. Setzt nun der Legerkörper auf Grund seiner Porosität dem Dl nur ungenügenden Widerstand entgegen, so kommt os zur Schmier-Stoffverarmung im Bereich des Schmicrcpalteo und die Mischreibung verschiebt sich mehr zur Footkörperroibung, woraus eine hohe Vcrlustleistung лт Lager resultiert. Die orheb-Зіспе Abnahme dor Belastbarkeit von Sinterlagern bei steigender Gasgeschwindigkeit liogt auch daran, daß der Öldruck im Schrcieropalt stark zunimmt, so daß die dort in dio Porenkonälo gedrückte Öintengo nicht in ausreichendem Maße nachgeliefert wird. Schon ein kurzzeitiger Botrieb im Bereich der Mischreibung führt aber schon zu einer starken Temperaturerhöhung im Lager. Als Folge davon nitriut die Viskosität des Schmieröles ab und die Schmierwirkung läßt weiter nach. Bei den in der Praxis verwendeten Lagern, besonders bei kleineren Abmessungen, bei denen meist geringe Belastungen vorgesehen sind, lassen sich aber bedingt, namentlich wenn eine Zucatzschmierung bzw. ölrückführung in Horn von FiIz- und Schloudorringcn vorgesehen ict, höhere Gleitgeschwindigkeiten bis zu 6 m/s realisieren. Bekannt sind dazu Lösungen (UE-OS 1538 926, DE-GiI 7240 604, DE-GM 7018 428), bei denen die Funktion der Zuoatzcchmierung teilweise, der als Schmierstoff reservoir dienende Ocpotfilz übernimmt. Bis zu bestimmton Gloitgeochwindigkciton kann dem aus dem Lagor austretendem Sciuiiormittelt bzw« dor Rückführung desselben mit entsprechendem Aufwand an pcriphoron Bauteilen,wie Spritzeleraento, Dichtscheiben, Dicht filze udgl. begegnet werden (DE-OS 2223 336, DE-OS 2000 1G6). Diese bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß bei Zusatzschmierung die Gefahr des Veröleno angrenzender Bauelemente, wie Kommutator und Bürsten gegeben ist. Der Einsatz zusätzlicher Bauteile zur ülrückführung führt zu einor Vergrößerung des Bauvolumens dor Geräte und ict für eine !tooGonfert j ηιιηπ technologisch und ökonomisch nicht

226 761

vertretbar. Außerdem bieten diese konotruktiven Maßnahmen auch keine Gewähr dafür, daß bei hohen Gleitgeschwindigkeiten und dynamischen Belastungen dor Lager, wie sie beispielsweise von in Staubsaugern oder Speieezubereitungcgeräten eingebauten Elektromotoren auftreten, ein stabiler die Welle tragender Ölfilm zwischen den Laufflächen gebildet wird.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, für Anwendungsfälle, bei denen das Sinterlager hohe Radiallasten aufzunehmen hat, die gesamte zylindrische Laufflächenschicht des Lagers gegenüber der Außenschicht wesentlich stärker zu verdichten und an den Enden dor Lauffläche Absätze zum Auffangen des von der Welle abgeschleuderten Öles vorzusehen. Nachteilig ist, daß durch die stärkere Verdichtung der gesamten Lagerbohrung ein Zurücksaugon des Öles in den Schmierspalt infolge des auftretenden Druckabfalles nicht gewährleistet ist.

Weiterhin ist nach DE-OS 2527 709 ein Mehrgleitflächenlager bekannt, bei dem das Lager und/oder eine das Lager umgebende Trägerbuchse mit Nuten, Bohrungen, Ausnehmungen versehen sind und vorzugsweise durch Einpressen in ein Werkzeug oder in die Trägerbuchse derart bleibend verfornt wird, daß die zylindrischen Innenflächen dieser Lager mehrere in Umfangsrichtung verteilte Gleitflächen- bzw· Koilspaltprofile erhält. Zur Erzielung einer exakten Zentrierung der Welle ist es erforderlich, nach dem Einpressen des Lagers das radial nach innen geschobene Material durch einen zusätzlichen Arbeitsgang, z.B« mittels einer zylindrischen Reibahle zum Teil wieder abzutragen. Auch bei dieser Lösung wird darauf verwiesen, daß vorteilhafterweise zum Zwecke einer guten Schmiermittelversorgung, das Lager mit radial gerichteten Bohrungen zu versehen sind, die eine Schmiermittelzufuhr aus einem Schmiermittelspeicher sicher stellen. Auch ist das vorgeschlagene Verfahren zur bleibenden Formänderung der Lagerbohrung durch Einpressen dahingehend, nachteilig, daß es nur für Zylinderlager Anwendung finden kann.

six о 7G 1

Für Lacic-r, die sich unter F.inwirkung dor im Betrieb auftretenden Radio!!', räfto fluchtend auorichten können, wie Kalottenlager und ihre unterschiedlichen Ausführungsformen ict die vorgeschlagene Gestaltung der Geometrie des Lagers und/crloi· der Logo rauf nahnc zur bleibenden Formänderung durch Einpressen nicht omvendbar»

Die nachfolgende opanobhebondc Bearbeitung dor Lauffläche dee Lagers beeinträchtigt die GberflaChonqualität und ein Teil öor Poron wird zugeschwiert, auch können Roste von abgetragenem Hoteriol die Funktion dos Lagers durch Schmiergelwirknng negativ booinflucocn»

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung bocteht darin, die genannten Nachteile der bekannten technisch und ökonomisch aufwendigen Lager und ocron Verfahren zur Herstellung zu beseitigen sowie eine Verminderung dor Reibung, der VVärmebelastung und dos Verschleißes bei einfacher Konstruktion und ökonowiacher Fertigung zu erreichen«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager für Gleitgeochwindigkciton größer 6 n/s und hohe dynajnioche Belastungen sowie ein Verfahren zur Herstellung vorzuschlagen sowie eine Verminderung dos Lagorvcrcchleißes durch Vorbeaoerung der Schmierctof'"verteilung im Porenvolumen deo Logero und in'den Teilbereici'icn dec Lngercpaltos zu erreichen,

Merkmale der Erfindung

Erfindungcgeuäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerbohrung deo Sinterlagern mehrere am Umfang öer Lagerbohrung gleichmaßig verteilte Bereiche mit unterschiedlichen Tragahteilen und Dichten aufweist, vorzugsweise entcpricht dio Lagorbohrung der Form eines Gleichdickes mit jeweils

226761

drei stark verdichteten und drei weniger verdichteten Bereichen und daß der tangierende Durchmesser der weniger verdichteten Bereiche größer oder gleich dem der stark verdichteten ausgeführt ist·

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Lagers für hohe dynamische Belastungen iot durch das bekannte Pressen des Netallpulvers in einem Preßgesenk, anschließendem Sintern und Kalibrieren gekennzeichnet, wobei das gesinterte Lager mit der Bohrung entsprechend einem Gleichdick oder mehrerer am Umfang verteilter Bereiche nach dem anschließenden Kalibriervorgang mit einem zylindrischen Dorn eine Lauffläche mit unterschiedlichen Traganteilen und Dichten aufweist und nachfolgend ein Tränken des porösen Lagere erfolgt.

Neben der Verminderung des Lagerverschleißes und damit der Einsatz dieser Lager bei hohen Gleitgeschwindigkeiten und dynamischen Belastungen ergeben sich auch ökonomische Effekte im Anwendungsbereich, wie verminderte Reibung, geringere Wärmebelastung des Lagers, ökonomischere konstruktive Lösung anstelle bisheriger Lagerabrcossungen für gleiche Belastungen und Betriebsbedingungen unter Beibehaltung der bisherigen Parameter für die Technologie des Pressens, Sinterns und Kalibrierens·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1: das Prinzip des erfindungogemäßen Lagers für hohe dynamische Belastungen

Fig. 2: einen Querschnitt durch einen Dorn für das Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens

Die Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Lagers gemäß Fig. 1 zeigt eina Logerbohrung 1 eines Sinterlagers 2,

_r anderen

„olohoo au,

_βη oov.ae

SC-iordrue* in l _den

„ _hpn der itnaoben

-it« _VcrtJloich zuo

"» ^nd

_elnen höheren duneosa di

_ch0 в auf,

Da. Oructaaxx=« Д« _{е dce} Seh_Blor.p. _druük. Bei» _kur, vor dor eng«-»> _{bildot el}eh oxo _lt „_tt

"'Г озго a ^

_Kapillaron do, ' _uck,_D1(i,u.

-it«! toil,- °;ⁿ _{or let} 4-^duI-^Ch _G ^d ₁ei«_B«e*«^lndl9kei o '¹^-¹ _bei hohorer GIe^ J _Verbo9.

« -с, eint.ru»-«. »;;_{oiastun9 di}

_ung χ des smter 9 ^_{аН; увГ}.

^b ₂₎ .« 3— ;_erdichtete Boro,-

V _wonlger scr _{61g V}or-

_=tftndUoh, d.6 be. _unterschied-

^e₁ d«, _{k r}

_Die «

B und der,

_lchtetcn

_rinG.,rung W in don La₉

^ _ВоГеіс _clntrltt.

_er.

2 2 6 7 6

Nach dom erfindungsgemüScn Verfahren zur Herstellung derartiger Lager wird nach dom bekannten Pressen des Metallpulvers in einem Preßgesenk, anschließendem Sintern und Ka librieren das gesinterte Lager 2 mit tier Bohrung 1 entsprechend einem Glcichdick oder mehrerer am Umfang verteilter Bereiche 3 nach dam anschließenden Kalibriervorgang mit einem zylindrischen Dorn eine Lauffläche mit unterschiedlichen Traganteilen und Dichten aufweisen. Dann erfolgt das Tränken des porösen Lagers.

Claims (2)

9 9 R */ г > 1

1· Lager für hoho dynamische Belastungen durch eino mehrfache Schraierkoilbildung in der Logerbohrung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbohrung (1) des Gintcrlagero (2) mehrere am Umfang der Lagerbohrung (1) gleichmäßig verteilte Ceroiche (3) mit unterschiedlichen Traganteilen und Dichten aufweist, vorzugsweise entspricht die Lagerbohrung (1) der Form eines Gloichdickeo mit Jc₁JOiIs drei stark verdichteten und drei weniger verdichteten Berei~ chen (4, 5) und daß der tangierende Durchmesser der weniger verdichteten Bereiche (5) größer oder gleich dem der Stark verdichteten (4) aucgeführi' ist*

2. Verfahren, insbesondere zur Herstellung eines Lagers nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem bekannten Pressen dec Metallpulver in einem Preßgecenk, abschließendem Sintern und Kalibrieren das gesinterte Loger (2) mit dor Bohrung (1) entsprechend einem Gleichdick (7) oder mehrerer an Umfang verteilter Bereiche (3) nach den anschließenden Kalibriervorgang mit einem zylindrischen Dorn eine Lauffläche mit unterschiedlichen Traganteilon und Dichten aufweist und nachfolgend ein Tränken des porösen Lagers erfolgt.

Hierzu cZ ..-Seiten Zeichnungen