DD155917A1

DD155917A1 - STORAGE FOR HIGH DYNAMIC LOADS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Info

Publication number: DD155917A1
Application number: DD80226761A
Authority: DD
Inventors: Bernd Langer; Wolfgang Czirpka
Original assignee: Bernd Langer; Wolfgang Czirpka
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1982-07-14

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.The invention relates to a bearing for high dynamic load and a method for its production, which can be designed as spherical bearings, cylinder bearings, etc. The invention relates to bearings made of sintered udgl. The invention has for its object to achieve a reduction of wear in such bearings by improving the distribution of lubricant in the bearing and in the sub-areas of the bearing gap and to provide a method thereto. According to the invention, the object is achieved in that uniformly distributed highly compressed regions and less compressed regions are provided on the circumference of the bearing bore. According to the method according to the invention, a pressing technology is specified according to which the regions of high density are formed during the subsequent calibration of the bearing bore executed in the form of a uniform thickness. The bearing is used wherever high sliding speeds and a continuous change in the direction of loading occur in the bearing.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Lager für hohe dynamische Belastungen und Verfahren zu dessen HerstellungBearings for high dynamic loads and process for its production

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

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·The invention relates to a bearing for high dynamic loads and a method for its production, of sintered materials such as iron, bronze or other metals or metal alloys and compounds between metals and synthetic resins, which may be formed as Kalottonlager, cylinder bearings, etc. The application of the invention is important for bearings, for example in electric motors of low to medium power, which are operated at rotational speeds above 5000 rpm and the resulting high sliding speed greater than 6 m / s and a continuous change of the load direction by existing residual unbalance ·

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.Due to their ability to absorb oil and other lubricants, and due to the capillary action to slowly return this as a lubricant in the bearing lubrication gap, dieoe bearings are maintenance-free, clean, quiet and suitable for relatively small loads. Such bearings have in the field of the smallest to medium speeds clear advantages in terms of resilience to the Massxvlogern on.

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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 nichtAs a result of the rotation of the ¹ JcIIc, an oil overpressure and a pressure plate are formed in the sintered bearing. At higher dynamic load sonit these two areas with, so the Ulstrom constantly changes its direction. If, due to its porosity, the leg body only provides insufficient resistance to the oil, the lubricant depletion occurs in the area of the lubricant and the mixed friction shifts more to the foot body, resulting in a high thermal output of the bearing. The orheb-пспе decrease in the load capacity of sintered bearings with increasing gas velocity is also due to the fact that the oil pressure in Schrcieropalt increases sharply, so that the depressed there in dio Porenkonälo Öintengo is not replenished to a sufficient extent. Even a short-term Botrieb in the field of mixed friction but already leads to a strong increase in temperature in the camp. As a result, the viscosity of the lubricating oil nitriut and the lubricating effect continues to decrease. When used in the practice bearings, especially at smaller dimensions, where low pressures are usually provided, but higher sliding speeds can be caused, especially when a Zucatzschmierung or oil return in Horn of FiIz- and Schloudorringcn provided ict, up to 6 m / s realize. Solutions are known (UE-OS 1538 926, DE-GiI 7240 604, DE-GM 7018 428), in which the function of Zuoatzcchmierung partially takes over the reservoir serving as oil Ocpotfilz. Up to a certain point, gloit-top wind cancels may be returned to the scooping agent coming out of the lagoon or the return of the same with appropriate expenditure of pcriphoron components, such as sprayers, sealing disks, sealing felt and the like. be encountered (DE-OS 2223 336, DE-OS 2000 1G6). These known solutions have the disadvantage that with additional lubrication the risk of Veröleno adjacent components, such as commutator and brushes is given. The use of additional components for the feedback guidance leads to an increase in the volume of construction of the devices and not to technically and economically

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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.justifiable. In addition, these constructive measures also provide no guarantee that at high sliding speeds and dynamic loads dor camp, as they occur, for example, of built-in vacuum cleaners or Speieezubereitungcgeräten electric motors, a stable wave-bearing oil film between the treads is formed.

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.It has also been proposed for applications in which the sintered bearing has to absorb high radial loads to compress the entire cylindrical surface layer of the bearing against the outer layer much stronger and provide at the ends dor tread heels for collecting the thrown off from the shaft oil. The disadvantage is that a Rücksaugon of the oil in the lubrication gap due to the pressure drop occurring is not guaranteed by the greater compression of the entire bearing bore.

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.Furthermore, according to DE-OS 2527 709 a Mehrgleitflächenlager known in which the bearing and / or a bearing bush surrounding the bearing are provided with grooves, holes, recesses and is preferably so permanently deformed by pressing into a tool or in the carrier bush, that the cylindrical inner surfaces of these bearings receives multiple distributed in the circumferential direction Gleitflächen- or · Koilspaltprofile. To achieve an exact centering of the shaft, it is necessary after the press-in of the bearing, the material pushed radially inward by an additional operation, z.B «by means of a cylindrical reamer to remove some of it again. Also in this solution, it is pointed out that advantageously for the purpose of a good supply of lubricant, the bearing with radially directed holes are to be provided, which ensure a lubricant supply from a lubricant reservoir. Also, the proposed method for permanent shape change of the bearing bore by pressing to the effect that disadvantageous that it can find application only for cylinder bearings.

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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»For Lacic-r, who under the influence of the radio that occurs during operation, can be fully aligned, such as spherical bearings and their different embodiments, the proposed design of the geometry of the bearing and / or the logo up to the permanent shape change by pressing in not 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»The subsequent opanobhebondc processing of the bearing surface of the bearing impairs the quality of the coating and a part of poron is used up, also grates of eroded hoteriol can negatively booinflucocn the function of the bearing by lubricating effect »

Ziel der ErfindungObject of the invention

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«The object of the invention bocteht is to eliminate the aforementioned disadvantages of known technically and economically costly warehouse and ocron process for the production and to achieve a reduction dor friction, VVärmebelastung and dos wear with a simple design and manufacturing ökonowiacher "

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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, The invention has for its object to provide a bearing for Gleitgeochwindigkciton greater 6 n / s and high dynajnioche loads and a method for production and a reduction of Lagorvcrcchleißes Vorbeaoerung the Schmierctof '"distribution in the pore volume deo Logero and in'den Teilbereici'icn dec To reach Lngercpaltos,

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

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 Erfindggeäß the object is achieved in that the bearing bore deo sintered bearings has a plurality of circumferentially öer bearing bore gleichmaßig distributed areas with different Tragahteilen and densities, preferably entcpricht dio Lagorbohrung the shape of a uniform thickness with each

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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·three strongly compressed and three less densified areas and that the tangent diameter of the less densified areas is made greater than or equal to that of the highly compacted

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.The inventive method for producing a bearing for high dynamic loads iot characterized by the known pressing of Netallpulvers in a press die, subsequent sintering and calibration, wherein the sintered bearing with the bore corresponding to a uniform thickness or more circumferentially distributed areas after the subsequent calibration with a cylindrical mandrel has a tread with different Traganteilen and densities and followed by impregnation of the porous storage.

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·In addition to the reduction of bearing wear and thus the use of these bearings at high sliding speeds and dynamic loads, there are also economic effects in the field, such as reduced friction, lower heat load on the bearing, more economical design solution instead of Lagerabrcossungen previous loads for the same conditions and operating conditions while maintaining the previous parameters for the technology of pressing, sintering and calibrating ·

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment with the aid of the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: das Prinzip des erfindungogemäßen Lagers für hohe dynamische BelastungenFig. 1: the principle of erfindungogemäßen bearing for high dynamic loads

Fig. 2: einen Querschnitt durch einen Dorn für das Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens2 shows a cross section through a mandrel for the pressing tool for carrying out the method

Die Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Lagers gemäß Fig. 1 zeigt eina Logerbohrung 1 eines Sinterlagers 2,1 shows a log bore 1 of a sintered bearing 2, FIG.

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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.According to dom inventive method for producing such bearings is to dom known pressing the metal powder in a press die, then sintering and Ka librieren the sintered bearing 2 with animal bore 1 corresponding to a Glcichdick or more circumferentially distributed areas 3 after dam subsequent calibration with a cylindrical mandrel have a tread with different Traganteilen and densities. Then the impregnation of the porous bearing takes place.

Claims

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1 bearing for hoh dynamic loads by a multiple Schraierkoilbildung in the Logerbohrung, characterized in that the bearing bore (1) of the Gintcrlagero (2) more on the circumference of the bearing bore (1) uniformly distributed Ceroiche (3) with different Traganteilen and densities, Preferably, the bearing bore (1) corresponds to the shape of a gloich thickness with Jc ₁ JOiIs three highly compressed and three less compacted areas (4, 5) and that the tangent diameter of the less densified areas (5) greater than or equal to the Stark compacted ( 4) aucgeführi 'is *

2. Method, in particular for the production of a bearing according to item 1, characterized in that after the known pressing dec metal powder in a Preßgec, final sintering and calibration the sintered logger (2) with the bore (1) according to a constant thickness (7) or a plurality of circumferentially distributed regions (3) after the subsequent calibration with a cylindrical mandrel has a tread with different Traganteilon and densities and followed by impregnation of the porous bearing.

For this cZ ..- pages drawings