DE102019126364A1

DE102019126364A1 - Lagerbuchse und Verfahren zur Herstellung einer Lagerbuchse

Info

Publication number: DE102019126364A1
Application number: DE102019126364.6A
Authority: DE
Inventors: Marco Reidelbach; Gerald Wedekind; Andreas Fritz
Original assignee: Umfotec Umformtechnik GmbH; Umfotec GmbH
Current assignee: Umfotec GmbH
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US11293486B2; US20210095716A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse (1) und ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerbuchse, die aus einem formbeständig verpressten Komprimat (3) eines aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk (6) ausgebildeten Drahtkörpers (2) besteht und die für die Lagerung einer im Hochtemperaturbereich verwendeten Drosselklappe vorgesehen ist.Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkörper (2) aus einem Edelstahl ausgebildet ist und dass vorhandene Zwischenräume (10) des Komprimats (3) mit Lot (4) ausgefüllt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse, die aus einem formbeständig verpressten Komprimat eines aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk ausgebildeten Drahtkörpers besteht und die für die Lagerung einer im Hochtemperaturbereich verwendeten Drosselklappe vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Lagerbuchse bei dem in einer ersten Schrittfolge ein Drahtkörper aus einem Drahtgestrick- oder Drahtgewirkschlauch aus Edelstahl formbeständig zu einem die äußere Form der Lagerbuchse aufweisendem Komprimat verpresst wird.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2016 203 794 B4 ist eine Lagerbuchse bekannt, die aus einem Drahtkörper besteht, der aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk ausgebildet ist, und die für die Lagerung einer im Hochtemperaturbereich verwendeten Drosselklappe vorgesehen ist. Nachteilig bei dieser Lagerbuchse ist, dass sie aufgrund ihres Drahtkörpers nicht luftdicht ausgebildet ist und nur an einem Ende einer Lagerwelle eingesetzt werden kann, das in Längsrichtung des die Lagerbuchse tragenden Gehäuses durch das Gehäuse luftdicht abgeschlossen ist.
Aus der DE 10 2016 203 794 B4 ist weiterhin eine Lagerbuchse bekannt, die aus einem Vollmaterial ausgebildet ist und die an einem luftdicht abzudichtenden Ende einer Lagerwelle angeordnet ist. Die als Radiallager ausgebildete Lagerbuchse ist in Richtung der Längsachse der Lagerwelle langgestreckt ausgebildet, um ein Entweichen von Abgas aus dem Ventilgehäuse zu vermeiden. Nachteilig bei dieser Lagerbuchse aus Vollmaterial ist, dass sie nur geringe Toleranzen zulässt. Sind die Toleranzen zu groß kann bei zu geringem Außendurchmesser oder bei zu großem Innendurchmesser der Lagerbuchse das heiße Gas ausströmen. Bei zu geringem Innendurchmesser der Lagerbuchse kann es aufgrund von Kontakten zu quietschenden Geräuschen kommen.
Aus der DE 10 2012 013 263 B4 ist ein Drahtkörper bekannt, der aus einem formbeständig verpressten Komprimat besteht. Dabei ist das Komprimat aus einem auf Länge geschnittenen Schlauchabschnitt eines Schlauches aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk ausgebildet. Das Drahtgewirk weist dabei eine Mehrzahl in Schlauchlängsrichtung angeordneter Maschenreihen auf. Nachteilig auch bei dieser bekannten Vorrichtung und dem aus dieser Druckschrift bekannten Verfahren ist, dass sie aufgrund ihres Drahtkörpers nicht luftdicht ausgebildet ist.
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerbuchse, die aus einem formbeständig verpressten Komprimat eines aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk ausgebildeten Drahtkörpers besteht und die für die Lagerung einer im Hochtemperaturbereich verwendeten Drosselklappe vorgesehen ist, so auszubilden, dass sie einerseits zur Vermeidung von Abgasaustritt hochdicht ausgebildet ist und andererseits gute Gleiteigenschaften aufweist.
Darlegung der Erfindung
Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Drahtkörper aus einem Edelstahl ausgebildet ist und dass vorhandene Zwischenräume des Komprimats mit Lot ausgefüllt sind.
Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass mit der Auffüllung der Zwischenräume des Komprimats durch Lot, die Lagerbuchse nicht nur hochdicht gegenüber Luft oder Abgas wird, sondern auch ihre guten Lauf- und Gleiteigenschaften beibehält.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der der Drahtkörper aus einem austenitischen, säurebeständigen Cr-Ni-Stahl ausgebildet, beispielsweise mit der Werkstoffnummer 1.4828 (X15CrNiSi20-12). Als besonders günstig hat sich das Ausfüllen der Zwischenräume des Komprimats aus Edelstahl mit Kupferlot erwiesen. So weist das Komprimat aus Edelstahl eine höhere Verschleißfestigkeit und die Möglichkeit zu geringeren Toleranzen als eine Lagerbuchse aus Vollmaterial auf. Durch die Einlagerung von Kupferlot in die Zwischenräume des Komprimats kommen die guten Gleiteigenschaften von Kupfer unter Vermeidung von „Quietschgeräuschen“ zur Wirkung.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Drahtkörper aus einem auf Länge geschnittenen Schlauchabschnitt eines aus dem Drahtgestrick oder Drahtgewirk ausgebildeten Schlauches, wobei das Drahtgestrick oder Drahtgewirk eine Mehrzahl von in Schlauchlängsrichtung angeordnete Maschenreihen aufweist.
Die o.g. wird Aufgabe bezüglich des Verfahrens in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 5 dadurch gelöst, dass in einer zweiten Schrittfolge das Komprimat einem Durchlaufofen zugeführt und in einem Glühprozess mit Lot getränkt wird.
Dadurch, dass in einer zweiten Schrittfolge das Komprimat einem Durchlaufofen zugeführt und in einem Glühprozess mit Lot getränkt wird, werden die Zwischenräume des Komprimats aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk mit Lot ausgefüllt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in der zweiten Schrittfolge folgende Schritte durchgeführt:

d) Einbringen des Komprimats in ein Einlegeformteil aus einer Keramik,
e) Zuführen des Einlegeformteiles mit eingebrachtem Komprimat in den Durchlaufofen,
f) Tränken des Komprimats im Glühprozess des Durchlaufofens mit Lot, und
g) Entnahme des lotdurchsetzten Komprimats als Lagerbuchse aus dem Einlegeformteil.

Durch das Einbringen des Komprimats in ein Einlegeformteil aus Keramik und Zuführen des Einlegeformteiles mit eingebrachtem Komprimat in den Durchlaufofen wird zum einen die Maßgenauigkeit der Lagerbuchse sichergestellt und zum anderen wird ein leichtes Entnehmen des mit Lot getränkten Komprimats, also der Lagerbuchse, aus dem Einlegeformteil aus Keramik ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden in der ersten Schrittfolge folgende Schritte durchgeführt:

a) Stricken oder wirken eines Schlauches mit einer Mehrzahl von in Schlauchlängsrichtung nebeneinander angeordneten Maschenreihen,
b) Abtrennen eines Schlauchabschnittes von dem Schlauch und
c) Verpressen des Schlauchabschnittes zu dem Drahtkörper.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Schritt b) in einem Schritt b1) mindestens ein erstes Ende des Schlauchabschnittes umgeschlagen. Dadurch entsteht ein Schlauchabschnitt mit erhöhter Wandstärke, wodurch der Prozess des Verpressens unterstützt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
Figurenliste
Es zeigen:

1: Eine räumliche Darstellung einer Lagerbuchse,
2: eine Draufsicht auf die Lagerbuchse von 1,
3: eine Seitenansicht der Lagerbuchse von 1,
4: eine Draufsicht auf ein Einlegeformteiles mit eingebrachtem Komprimat,
5: eine Seitenansicht des Einlegeformteiles mit eingebrachtem Komprimat von 4 entlang der Linie V-V geschnitten,
6: eine Seitenansicht einer Pressvorrichtung im Schnitt mit eingesetztem Schlauchabschnitt,
7: eine Seitenansicht der Pressvorrichtung von 6 im Schnitt mit verpresstem Drahtkörper und
8: eine Seitenansicht der Lagerbuchse von 3 im Schnitt und in vergrößerter Darstellung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Eine Lagerbuchse 1 besteht im Wesentlichen aus einem Drahtkörper 2 der zu einem Komprimat 3 verpresst wurde, wobei die Zwischenräume 10 des Komprimats 3 mit Lot 4 ausgefüllt sind.
Der Drahtkörper 2 besteht aus einem auf Länge geschnittenen Schlauchabschnitt 5 eines aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk 6 ausgebildeten Schlauches, wobei das Drahtgestrick oder Drahtgewirk 6 eine Mehrzahl von in Schlauchlängsrichtung 7 angeordneten Maschenreihen 8 aufweist.
Insbesondere zur Verwendung von Drahtkörpern 2 für Lagerbuchsen 1 von nicht dargestellten Drosselklappen im Hochtemperaturbereich wurde herausgefunden, dass es von Vorteil ist, die Drähte 9 aus einem austenitischen, säurebeständigen Cr-Ni-Stahl auszubilden. Beispielsweise kann Edelstahldraht mit der Werkstoffnummer 1.4828 (X15CrNiSi20-12) und einem Durchmesser von 0,23 mm verwendet werden. Als besonders günstig hat sich das Ausfüllen der Zwischenräume 10 des Komprimats 3 aus Edelstahl mit Kupferlot erwiesen
Zum Herstellen der Lagerbuchse 1 wird zunächst in einer ersten Schrittfolge der Drahtkörper 2 aus einem Schlauchabschnitt 5 eines Drahtgestrick- oder Drahtgewirkschlauches aus Edelstahl formbeständig zu dem die äußere Form der Lagerbuchse 1 aufweisenden Komprimat 3 verpresst.
Der Schlauchabschnitt 5 wird in an sich bekannter Weise aus dem Draht 5 durch Stricken oder Wirken mit einer Mehrzahl von in Schlauchlängsrichtung 7 nebeneinander angeordneten Maschenreihen 8 hergestellt. Der Drahtkörper 2 aus dem Schlauchabschnitt 5 wird in einer Umformeinrichtung 11 zu dem Komprimat 3 verpresst. Die Umformeinrichtung 11 besteht in bekannter Weise aus einem ringförmigen Unterteil 12 mit einem zentralen Pressdorn 13, über den der Schlauchabschnitt 5 geschoben wird. Schließlich wird mit einem Pressstempel 14, der über den Pressdorn 13 gegen das Unterteil 12 gepresst wird, der Schlauchabschnitt 5 zu dem Komprimat 3 des Drahtkörpers 2 verpresst.
In einer zweiten Schrittfolge wird das Komprimat 3 einem nicht dargestellten Durchlaufofen zugeführt und in einem Glühprozess mit Lot 4 getränkt.
Um eine hohe Maßhaltigkeit zu gewährleisten, kann das Komprimat 3 in ein Einlegeformteil 15 aus Keramik eingebracht und dann als Einheit dem Durchlaufofen zugeführt werden. Nach dem Tränken des Komprimats 3 im Glühprozess des Durchlaufofens mit Lot 4, bevorzugt Kupferlot, wird das lotdurchsetzte Komprimat 3 als fertige Lagerbuchse 1 dem Einlegeformteil 15 entnommen.
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
Bezugszeichenliste

1: Lagerbuchse
2: Drahtkörper
3: Komprimat
4: Lot
5: Schlauchabschnitt
6: Drahtgestrick / Drahtgewirk
7: Schlauchlängsrichtung
8: Maschenreihe
9: Draht
10: Zwischenraum von 3
11: Umformeinrichtung
12: Unterteil von 11
13: Pressdorn
14: Pressstempel von 11
15: Einlegeformteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016203794 B4 [0003, 0004]
DE 102012013263 B4 [0005]

Claims

Lagerbuchse (1), die aus einem formbeständig verpressten Komprimat (3) eines aus einem Drahtgestrick oder Drahtgewirk (6) ausgebildeten Drahtkörpers (2) besteht und die für die Lagerung einer im Hochtemperaturbereich verwendeten Drosselklappe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkörper (2) aus einem Edelstahl ausgebildet ist und dass vorhandene Zwischenräume (10) des Komprimats (3) mit Lot (4) ausgefüllt sind.
Lagerbuchse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkörper (2) aus einem austenitischen, säurebeständigen Cr-Ni-Stahl ausgebildet ist.
Lagerbuchse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume (10) des Komprimats (3) mit Kupferlot ausgefüllt sind.
Lagerbuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkörper (2) aus einem auf Länge geschnittenen Schlauchabschnitt (5) eines aus dem Drahtgestrick oder Drahtgewirk (6) ausgebildeten Schlauches besteht, wobei das Drahtgestrick oder Drahtgewirk (6) eine Mehrzahl von in Schlauchlängsrichtung (7) angeordnete Maschenreihen (8) aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Lagerbuchse (1) bei dem in einer ersten Schrittfolge ein Drahtkörper (2) aus einem Schlauchabschnitt (5) eines Drahtgestrick- oder Drahtgewirkschlauches aus Edelstahl formbeständig zu einem die äußere Form der Lagerbuchse (1) aufweisendem Komprimat (3) verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Schrittfolge das Komprimat (3) einem Durchlaufofen zugeführt und in einem Glühprozess mit Lot (4) getränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schrittfolge folgende Schritte durchgeführt werden: d) Einbringen des Komprimats (3) in ein Einlegeformteil (15) aus einer Keramik, e) Zuführen des Einlegeformteiles (15) mit eingebrachtem Komprimat (3) in den Durchlaufofen, f) Tränken des Komprimats (3) im Glühprozess des Durchlaufofens mit Lot (4), und g) Entnahme des lotdurchsetzten Komprimats (3) als Lagerbuchse (1) aus dem Einlegeformteil (15).
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Schrittfolge folgende Schritte durchgeführt werden: a) Stricken oder wirken eines Schlauches mit einer Mehrzahl von in Schlauchlängsrichtung (7) nebeneinander angeordneten Maschenreihen (8), b) Abtrennen eines Schlauchabschnittes (5) von dem Schlauch, und c) Verpressen des Schlauchabschnittes (5) zu dem Drahtkörper (2).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) in einem Schritt b1) mindestens ein erstes Ende des Schlauchabschnittes (5) umgeschlagen wird.