DE1209399B - Verfahren zur Ausbildung der Passflaechen miteinander verspannter, wechselnd beanspruchter Teile durch Oberflaechenhaerten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ausbildung der Paßflächen miteinander verspannter, wechselnd beanspruchter Teile durch Oberflächenhärten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung der Paßflächen miteinander verspannter, wechselnd beanspruchter Teile, insbesondere der zusammenwirkenden Paßflächen eines Gabelpleueis und der mittels der Pleueldeckel in dessen -rößeres Lagerauge eingespannten Lagerschalen, wobei der eine Teil an seiner Paßfläche nitriert wurde.
• Es ist bereits bekannt, einer bei miteinander verspannten und wechselnd beanspruchten Teilen leicht vorkommenden Reibkorrosion durch Gasnitrieren eines der Teile, z. B. der Pleuelstange, zu begegnen. Nachteilig ist jedoch, daß sich diese Art von Flärtung u. a. wegen der großen Behandlungszeit von mindestens 20 bis zu 100 und mehr Stunden nicht für die Massenfertigung eignet. Dazu kommt der weitere Mangel, daß eine sehr sorgfältige Närtung notwendig ist, wenn bei einer längeren Betriebszeit unter starken Wechselbeanspruchungen Schäden, z. B. von der harten Oberfläche ausgehende Risse, vermieden werden sollen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel zu vermeiden und zur Vermeidung der Reibkorrosion eine geeignetere Oberflächenbehandlung der zusammenwirkenden Paßflächen zu finden.
• Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurc1. gelöst, daß der eine Paßteil an seiner Paßfläche in an sich bekannter Weise in einem Salzbad nitriert. der andere Paßteil an seiner Paßfläche in üblicher Weise oberflächengehärtet und zusätzlich mit einer Kupferschicht von mindestens 8 u versehen wird.
• An Hand zahlreicher Versuche hat sich überraschenderweise gezeigt, daß eine solche Zuordnung in der beschriebenen Weise gehärteter und einerseits noch mit einer bestimmten Kupferschicht versehener Einpaßteile trotz der gegenüber der Gasnitrierung geringeren Härte einen verbesserten und für lange Zeit wirksamen Schutz gegen Reibkorrosion bietet. Dabei ist durch die erfindungsgemäße Zuordnung zugleich der große Vorteil erzielt, daß der Härtevorgang wesentlich einfacher und schneller als bei dem Gasnitrieren durchgeführt werden kann, womit sich die Erfindungsmaßnahme auch gut für die Massenfertigung eignet.
• Handelt es sich um die Einpaßflächen zwischen einem Gabelpleuei und den in dessen großes Lagerauge eingespannten Lagerschalen, so sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Gabelpleuel im Salzbad nitriert und die Lagerschalen an ihren zugeordneten Einpaßflächen oberflächengehärtet und mit der Kupferschicht versehen. Vorteilhaft ist dabei vor allem, daß das Aufkupfern an den Lagerschalen technisch wesentlich einfacher als an den Gabelpleueln möglich ist.
• Andere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Paßflächenausbildung.
• Es ist an sich bereits bekannt, den Verschleiß von Stahloberflächen durch Weichnitrieren und den Verschleiß an Lagerkörpern durch aufgebrachte Kupferlegierungen herabzusetzen. Dabei handelt es sich in beiden Fällen jedoch ausschließlich um die Herabsetzung des Reibverschleißes aufeinander gleitender Teile, die in der Regel noch zusätzlich geschmiert «erden und durch die genannte Behandlung vor allem verbesserte Notlaufeigenschaften erhalten. Demgegenüber handelt es sich an den Paßflächen miteinander verspannter, wechselnd beanspruchter Teile um grundsätzlich andere Beanspruchungen, da hier praktisch keine Gleitbewegung, sondern vielmehr eine Art pulsierender Stoßbeanspruchungen auftritt. Es konnte deshalb nicht ohne weiteres erwartet werden, daß eine weichnitrierte Paßfläche zusammen mit einer demgegenüber mit einer noch wesentlich weicheren Kupferschicht überzogenen anderen Paßfläche tatsächlich das nunmehr festgestellte besonders günstige Verhalten zeigt.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt F i g. 1. eine Paßflächen aufweisende Gabelpleuelstange einer Brennkraftmaschine in einer perspektivisch gehaltenen Ansicht, F i g. 2 eine zum Einpassen in die Gabelpleuelstange (nebst nicht dargestellten Pleueldeckeln) gemäß F i g. 1 bestimmte Lagerschalenhälfte in einer perspektivischen Außenansicht.
• Die in F i g. 1. dargestellte Gabelpleuelstange 1 weist an ihren beiden Gabelarmen 2, 3 je eine etwa halbkreisförmige Einpaßfläche 4 und 4' auf, an der die aus F i g. 2 ersichtliche Lagerschalenhälfte 5 zumindest mit Teilen ihrer zugeordneten Einpaßflächen 6 und 6' anliegt, wenn die Pleuelstange in Verbindung mit nicht dargestellten Pleueldeckeln und einer gleichartigen weiteren Lagerschalenhälfte mittels üblicher (ebenfalls nicht dargestellter) Zuganker zu einem kompletten Gabelpleuel zusammengebaut wird.
• Beim Zusammenbau werden die Lagerschalenhälften mit ihren Einpaßflächen 6 und 6' fest gegen die zugeordneten Einpaßflächen 4 und 4' der Gabelpleuelstange gespannt. Trotzdem bewirken die erheblichen wechselnden Betriebsbeanspruchungen des Pleuels, daß zwischen den Paßflächen der Lagerschalen und des Gabelpleuels ständig sehr kleine Materialbewegungen auftreten, d. h., die Paßflächen der verspannten Teile beginnen gegenseitig mehr oder weniger zu »arbeiten«, was im Laufe des Betriebes erfahrungsgemäß leicht zu Korrosionserscheinungen - und gegebenenfalls zu Reib- oder Paßrostbildung - führt.
• Zur Vermeidung der vorgenannten Korrosion ist die beschriebene Gabelpleuelstange (zumindest an ihren Einpaßflächen 4 und 4') im Salzbad nitriert, während die zugehörigen Lagerschalen 5 an ihren Einpaßflächen 6 und 6' oberflächengehärtet und mit einer vorzugsweise galvanisch aufgebrachten Kupferschicht 7 von etwa 15 f, versehen sind. Eine derartige Ausbildung der zusammenwirkenden Einpaßflächen bietet erfahrungsgemäß einen sehr guten Schutz gegen die Reibrostbildung oder gegen eine sonstige Reibkorrosion.
• Die günstigen Eigenschaften der beschriebenen Paßflächenausbildung können noch verbessert werden, wenn die zusammenwirkenden Paßflächen vor dem Zusammenbau des Pleuels noch mit einem geeigneten Schmiermittel (z. B. mit unter der Handelsbezeichnung Molykote bekanntgewordenem Schmiermittel) versehen werden.
• Die Erfindung ist nicht an die Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. So ergibt sich in manchen Fällen ein besonders günstiger Korrosionsschutz, wenn die Stärke der verwendeten Kupferschicht 7, die ihrerseits nicht nur an den Lagerschalen, sondern statt dessen auch an den die Lagerschalen einfassenden Konstruktionsteilen vorgesehen sein könnte, statt 15g einen anderen Wert annimmt, der jedoch nicht unter 8 #t und zweckmäßig nicht über 20 #t liegen soll. Schließlich ist die vorteilhafte Anwendung der Erfindung nicht an die im Ausführungsbeispiel behandelten Gabelpleuel gebunden. Es sind vielmehr noch zahlreiche andere Konstruktionsteile mit eingepaßten und wechselnd beanspruchten Lagerschalen denkbar, bei denen die beschriebene Paßflächenausbildung mit den gleichen Vorteilen anwendbar ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Ausbildung der Paßflächen miteinander verspannter, wechselnd beanspruchter Teile, insbesondere der zusammenwirkenden Paßflächen eines Gabelpleuels und der mittels der Pleueldeckel in dessen größeres Lagerauge eingespannten Lagerschalen, wobei der eine Teil an seiner Paßfläche nitriert wurde, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der eine Paßteil an seiner Paßfläche in an sich bekannter Weise in einem Salzbad nitriert, der andere Paßteil an seiner Paßfläche in üblicher Weise oberflächengehärtet und zusätzlich mit einer Kupferschicht von mindestens 8 #t versehen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gabelpleuel im Salzbad nitriert wird und die Lagerschalen an ihren zugeordneten Einpaßflächen oberflächengehärtet und mit der Kupferschicht versehen werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine 10 bis 20 Eu starke Kupferschicht aufgebracht wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Paßflächen mit einem geeigneten Schmiermittel versehen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 868 438; VDI-Zeitschrift, 1958, S.235 bis 239; »Umschau«, 1956, S. 197; »Werkstatt und Betrieb«, 1950, S. 109.