DE08763070T1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines tiefbohr-motor-radiallagers - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Tiefbohr-Motor-Radiallagers (7) mit einer inneren Anti-Abrasions-Schicht (7f), wobei das Radiallager (7) einen rohrförmigen metallischen Radiallager-Körper (10) mit einer Befestigungsfläche (7e) aufweist, zu dessen Befestigung in einem Tiefbohr-Motor-Körper (3) und eine innere Anti-Abrasionsschicht (11) basierend auf Körnern (11c) eines Anti-Abrasions-Materiales, das in einer Metallmatrix (11d) eingebettet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte enthält:
a) Bereitstellen und Halten eines rohrförmigen Radiallager-Körpers (10), der eine anfängliche innere Oberfläche (7f) aufweist,
b) Auftragen einer Anti-Abrasions-Material-Schicht (11b) direkt auf die anfängliche innere Oberfläche (7f) des rohrförmigen Radial-Lager-Körpers (10) durch Laser-unterstütztes Aufbringen,
c) nach Abkühlung Bearbeiten der Anti-Abrasions-Material-Schicht (11b) zur Erzeugung der inneren Anti-Abrasions-Schicht (11), die eine endgültige zylindrische Innenfläche (7g) mit einem geeigneten Innendurchmesser (D1) aufweist.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Tiefbohr-Motor-Radiallagers (7) mit einer inneren Anti-Abrasions-Schicht (7f), wobei das Radiallager (7) einen rohrförmigen metallischen Radiallager-Körper (10) mit einer Befestigungsfläche (7e) aufweist, zu dessen Befestigung in einem Tiefbohr-Motor-Körper (3) und eine innere Anti-Abrasionsschicht (11) basierend auf Körnern (11c) eines Anti-Abrasions-Materiales, das in einer Metallmatrix (11d) eingebettet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte enthält: a) Bereitstellen und Halten eines rohrförmigen Radiallager-Körpers (10), der eine anfängliche innere Oberfläche (7f) aufweist, b) Auftragen einer Anti-Abrasions-Material-Schicht (11b) direkt auf die anfängliche innere Oberfläche (7f) des rohrförmigen Radial-Lager-Körpers (10) durch Laser-unterstütztes Aufbringen, c) nach Abkühlung Bearbeiten der Anti-Abrasions-Material-Schicht (11b) zur Erzeugung der inneren Anti-Abrasions-Schicht (11), die eine endgültige zylindrische Innenfläche (7g) mit einem geeigneten Innendurchmesser (D1) aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes b) ein Laserstrahl durch eine Laserquelle (16) erzeugt wird, wobei der Laserstrahl in die zentrale Passage (7b) des Radiallager-Körpers (10) gerichtet wird, bis zu einem zugewandten Bereich (14) der anfänglichen inneren Oberfläche (7f), wobei gleichzeitig auf die zugewandte Oberfläche (14) eine Mischung von Anti-Abrasions-Material-Körnern und Metallpulver aufgesprüht wird und die zugewandte Oberfläche (14) progressiv in den Radiallager-Körper (10) bewegt wird, um eine Anti-Abrasions-Material-Schicht (11b) von im wesentlichen gleichförmiger Dicke auf der anfänglichen inneren Oberfläche (7f) zu bilden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Schrittes b) die von dem Laser-unterstützen Auftragungsprozess gebildete Anti-Abrasions-Material-Schicht (11b) eine Dicke (E1) von ungefähr 1 mm hat.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Schrittes c) die endgültige Anti-Abrasions-Material-Schicht (11) eine Dicke (EF) von ungefähr 0,75 mm hat.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Bearbeitung die endgültige innere Oberfläche (7g) einen Oberflächenzustand hat, dessen Rauheitsparameter (Ra) kleiner oder gleich 0,4 μm ist.
  6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: – während des Schrittes a) der rohrförmige metallische Radiallager-Körper (10) keine innere Anti-Abrasions-Schicht hat, – während des Schrittes b) die Anti-Abrasions-Material-Schicht direkt auf den Metallteil des rohrförmigen Radiallager-Körpers (10) aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: – während des Schrittes a) der rohrförmige metallische Radiallager-Körper (10) eine innere Anti-Abrasions-Schicht (11a), die zu reparieren ist, enthält, – während des Schrittes b) die Anti-Abrasions-Material-Schicht auf die innere Anti-Abrasions-Schicht (11a), die zu reparieren ist, aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Radiallager-Körper (10) im wesentlichen aus Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit, wie z. B. eine wärmebehandelte Stahllegierung, ist.
  9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – das Anti-Abrasions-Material der Körner (11c) ausgewählt ist, aus der Gruppe, die Wolframcarbid und Titan-Carbid enthält, – wobei die Metallmatrix (11d) eine Nickellegierung ist.
  10. Tiefbohr-Motor-Radiallager (7) mit einer inneren Anti-Abrasions-Schicht (7g), mit: – einem rohrförmigen Radiallager-Körper (10) aus Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit, wie z. B. einer wärmebehandelten Stahllegierung, – einer inneren Anti-Abrasions-Schicht (11) basierend auf Anti-Abrasions-Material-Körnern (11c), die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Wolframcarbid und Titan-Carbid enthält, wobei die Anti-Abrasions-Material-Körner (11c) in einer Nickellegierungsmatrix (11d) eingebettet sind, – wobei die innere Oberfläche (7g) ein kreisförmiger Zylinder ist, mit einem Oberflächenzustand, dessen Rauhigkeitsparameter kleiner oder gleich 0,4 μm ist.
  11. Tiefbohrungsmotor mit: – einem Motorkörper (3) mit einer axialen Passage (4), in der ein Radiallager (7) gemäß Anspruch 10 befestigt ist, – einer Antriebswelle (4), die ausgebildet ist, eine Bohrspitze (8) zu tragen und einen zylindrischen Abschnitt (9) aufweist, der mit einem geringen Spiel in das Radiallager (7) eingreift, wobei auch der zylindrische Abschnitt (9) eine äußere Anti-Abrasions-Schicht aufweist, die auf Anti-Abrasions-Körnern basiert, die in einer Nickellegierungsmatrix eingebettet sind.
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