DE1114631B

DE1114631B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen elastischer Lager fuer rotierende Wellen

Info

Publication number: DE1114631B
Application number: DEL24862A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Gottfried Reuter
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1956-05-15
Filing date: 1956-05-15
Publication date: 1961-10-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen elastischer Lager für rotierende Wellen Es ist bekannt, Gummi-Wellenlager herzustellen, die aus einem metallischen Lagergehäuse bestehen, in das ein Gummifutter von einigen Millimetern Stärke einvulkanisiert ist. Derartige Lager, die der Forderung entsprechend aus einer äußeren Lagerbuchse mit einem Lagerfutter aus elastischem Werkstoff geringerer Härte bestehen als derjenigen der Lagerbuchse. bedürfen nach dem Vulkanisieren noch einer kostspieligen Nachbehandlung durch Nachschleifen der als Ausfütterung dienenden Gummiauskleidung auf den Wellendurchmesser und Einschleifen der Schmiernuten. Außerdem ist natürlicher und synthetischer Kautschuk einem verhältnismäßig hohen Abrieb unterworfen und den auftretenden Beanspruchungen nicht gewachsen. Ferner dient bei derartigen Wellenlagern ein Wasserfilm als Schmiermittel zwischen der Gummioberfläche und der sich drehenden Welle, da das Gummifutter nicht mit Öl und Fett in Berührung kommen darf. Die Wasserschmierung führt wiederum zu einer schnellen Korrosion der sich im Futter drehenden Wellen. Gelangen irgendwelche Fremdkörper in das Lager, drücken sich diese zwar in den Gummi ein, wodurch die Welle geschont wird, jedoch ist ein hoher Verschleiß des Lagers die Folge.
Die Erfindung hat sich nun zum Ziel gesetzt, ein einfaches und billiges Verfahren zum Herstellen elastischer Lager für rotierende Wellen, die aus einer äußeren Lagerbuchse mit einem Lagerfutter aus elastischem Werkstoff geringerer Härte als derjenigen der Lagerbuchse bestehen, zu entwickeln, das unter anderem auch eine große Lebensdauer besitzt.
Bekannt sind aus vernetztem Polyurethan bestehende Kunststofferzeugnisse, die sich praktisch in verschiedenen Härtegraden herstellen lassen. Diese Kunststoffe zeichnen sich neben absoluter Alterungsbeständigkeit und hervorragender Struktur- und Zerreißfestigkeit durch einen besonders hohen Abriebwiderstand aus.
Um dem hohen Abriebwiderstand beim Gummi zu begegnen, könnte nun vorgeschlagen werden, das Metallgehäuse einfach mit dem Kunststoff Polyurethan anstatt mit Gummi auszufüttern. Diese Maßnahme läßt sich jedoch nicht mit den bekannten Mitteln, wie sie einem Durchschnittsfachmann zur Verfügung stehen, lösen, da sich einmal zwischen dem Metallgehäuse bzw. Metallbuchse und dem Polyurethan keine sehr festhaftende Verbindung herstellen läßt, so daß die elastische Ausfütterung bald in der Buchse zu wandern anfangen würde, und zum anderen müßten sich die gegebenen Toleranzen in derart engen Grenzen halten, daß auch hier noch sehr hohe Gestehungskosten gegeben wären. Der Vorteil des Polyurethans würde durch den Nachteil, daß zwischen Polyurethanfutter und Buchse bzw. Gehäuse aus Metall keine feste, den Beanspruchungen gewachsene Verbindung möglich ist, wieder aufgehoben.
Die Erfindung schafft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung elastischer Lager für rotierende Wellen, welche Lager aus einer äußeren Lagerbuchse mit einem Lagerfutter aus elastischem Werkstoff geringerer Härte als derjenigen der Lagerbuchse bestehen. Das Wesentliche dieses Verfahrens wird darin gesehen, daß zunächst in den Hohlraum zwischen einem zylindrischen Mantel und einem darin angeordneten Kern eine Lagerbuchse aus hartelastischem Polyurethan gegossen wird und in die zuvor gegossene Lagerbuchse nach Austausch des Kernes gegen einen solchen geringeren Durchmessers ein Lagerfutter aus Polyurethan geringerer Härte eingegossen wird.
Der Vorteil dieses Herstellungsverfahrens besteht darin, daß einmal auch die äußere Lagerbuchse aus Polyurethan und damit dem gleichen Werkstoff wie das Lagerfutter besteht, so daß Buchse und Futter miteinander eine homogene Verbindung eingehen können, und zum anderen ist jede nachträgliche Bearbeitung des Lagers durch Schleifen u. dgl. überflüssig, da sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren genaueste Abmessungen einhalten lassen.
Nach der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß die äußere Lagerbuchse nach dem Herstellen an der Innenwandung aufgerauht und dann mit dem Lagerfutter ausgegossen wird. Dieses Aufrauhen ist mit der sonst notwendigen nachträglichen Bearbeitung in bezug auf Genauigkeit und Arbeitsaufwand nicht zu vergleichen, weil es in kürzester Frist ohne Einhal- tung irgendwelcher Toleranzen, beispielsweise durch rotierende Stahlbürsten, geschehen kann.
Eine zur Durchführung des Verfahrens brauchbare Vorrichtung besteht nach der Erfindung darin, daß sie für beide Gießvorgänge aus ein und derselben Außenform und zwei verschiedenen, für die Innenbohrungen der äußeren Lagerbuchse und des Lagerfutters passenden Kernen besteht. Eine derartige Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß sich für Wellenlager bestimmter Außenabmessungen beliebig viele Innenabmessungen herstellen lassen, so daß damit auch eine weitgehende Normung für die Außenabmessungen der Lager erreichbar ist.
Das nach dem Verfahren mit Hilfe der vorgeschlagenen Vorrichtung hergestellte Lager bildet einen einstückigen zylindrischen Körper.
Es sind zwar mit Kunststoff beschichtete Metalloberflächen bekanntgeworden, die aus einem Oberflächenfilm bestehen, der nach seiner Polymerisation hart wird, jedoch dient dieser dort zur Verwendung gelangende Kunststoff lediglich dazu, auf dem Metall eine hochwertige, glasharte und gut gleitfähige Oberfläche zu erhalten; die Schaffung eines elastischen Lagers, wie es die Erfindung anstrebt, war nicht das Ziel. Auch die Herstellung der Kunststoffoberfläche erfolgte nach einem Verfahren, welches die Herstellung des nach der Erfindung vorgeschlagenen Lagers nicht ermöglicht. Bei dem bekannten Verfahren wird die Gleitführung mit dem noch flüssigen Kunststoff leicht eingeschmiert und dann das Gegenstück der Gleitführung eingeschoben und so lange hin und her bewegt, bis der Kunststoffüberschuß entfernt ist, wobei gleichzeitig der Kunststoff sowohl in der Gleitführung als auch auf der Fläche des Gegenstückes gleichmäßig dünn und festhaftend verteilt wird. Nach dem Entfernen des Gegenstückes bildet dann der Kunststoff durch Polymerisation eine harte Oberfläche an beiden Teilen.
Gegenüber diesem Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallteilen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines einen selbständigen Maschinenteil bildenden elastischen Lagers.
Die Zeichnung veranschaulich die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und zwar zeigt Abb. 1 das Werkzeug mit Kern für die Herstellung des Außengehäuses im Schnitt, Abb. 2 das Werkzeug mit Kern für das Lagerfutter im Schnitt.
Nach den Abb. 1 und 2 besteht das Werkzeug aus einem zylindrischen Mantell, in den ein zylindrisches Paßstück 2 mit angesetztem zylindrischem Teil 3 eingepaßt ist. In den zwischen der Außenwandung des Kernes 3 und der Innenwandung des Gehäuses 1 entstehenden Hohlraum wird zunächst der Polyurethan-Kunststoff eingegossen, wobei das entstandene Gehäuse 4, nachdem es in den elastischen Zustand übergegangen ist, eine Härte von 950 Shore aufweist. Nach dem Entfernen des Kernes 3 wird die Innenwandung des Gehäuses 4 durch rotierende Stahlbürsten aufgerauht, wozu das Gehäuse 4 zweckmäßig ebenfalls aus der zylindrischen Form entfernt wird. Danach wird ein Kern 5 zusammen mit dem Lagergehäuse 4 in das Werkzeug 1 eingesetzt und nunmehr ein Polyurethan-Kunststoff weicherer Einstellung in den zwischen Kem 5 und dem fertigen Gehäuse 4 verbleibenden Hohlraum gegossen. Nach einer Heizzeit von 25 Stunden bei etwa 1100 C kann der Kern 5, der zum Durchfluß des Wassers zweckmäßig mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden Wulst 6 versehen ist, aus dem elastischen Lagerfutter 7 herausgedreht werden, und das Lager 4, 7 ist ohne jede weitere mechanische Bearbeitung verwendungsfähig.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von für rotierende Wellen bestimmten elastischen Lagern, die aus einer äußeren Lagerbuchse mit einem Lagerfutter aus elastischem Werkstoff geringerer Härte als derjenigen der Lagerbuchse bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in den Hohlraum zwischen einem zylindrischen Mantel und einem darin angeordneten Kern eine Lagerbuchse aus hartelastischem Polyurethan gegossen wird und in die zuvor gegossene Lagerbuchse nach Austausch des Kernes gegen einen solchen geringeren Durchmessers ein Lagerfutter aus Polyurethan geringerer Härte eingegossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Lagerbuchse nach dem Herstellen an der Innenwandung aufgerauht und dann mit dem Lagerfutter ausgegossen wird.
3. Vorrichtung zum Herstellen von elastischen Wellenlagern nach dem Verfahren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie für beide Gießvorgänge aus ein und derselben Außenform und zwei verschiedenen, für die Innenbohrungen der äußeren Lagerbuchse und des Futters passenden Kernen besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 697 134, 874 095, 921 856; »Kunststofftaschenbuch« von P ab st, 11. Ausgabe, 1955, S. 111 unten und 116 oben.