DE1433068A1 - Verfahren zur Herstellung von Lagerbolzen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von LagerbolzenInfo
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Description
P 14 33 068.8 - Firma Mueller Brass Company
Verfahren zur Herstellung von Lagerbolzen
Die seit mehreren Jahrzehnten in die Fertigungstechnik eingeführte
Technik der Sintermetalle läßt sich technologisch in
drei große Gebiete aufteilen·
Das erste Gebiet ist das Plattieren von Yorfabrikaten, Drähten,
Blechen, Rohren u.dgl., um fertige Erzeugnisse mit einer Metallschicht
herzustellen, beispielsweise Bleche für die Herstellung
von Lagersohalen, korrosionsgeschützte Leitungen, Stahlrohre
mit einem Überzug aus Nickel oder Aluminium, U0dgl. Das aufgetragene
Metallpulver wird im allgemeinen auf dem Trägermaterial durch Walzen oder Ziehen vorverdichtet und dann durch Erhitzen aufgesintert.
Das zweite Gebiet ist die Herstellung von Formkörpern aus Sinterwerkstoff,
beispielsweise von Dichtungssoheibon, Lagerkörpern,
Formkörpern für Rollenlager, Büchsen u.dgl. Diese Formteile
werden zunächst aus einem Pulver aus Sinterwerkstoff gepreßt und anschließend durch Erhitzen gesintert. Sie sind selbständige
Bauelemente.
In einem" Sonderfall des als Formteil hergestellten Lagerkörpers
wird die Welle in den Lagerkörper eingegossen oder eingeformt,
8098 10/0603 bad OWQiNAL
so daß sie sich während des Herstellungsvorganges wegen der
Porosität des Sinterwerkstoffes mit diesem verankert.
Diesen beiden Gebieten steht das-dritte Gebiet gegenüber·, "
ebenfalls ein Gebiet des Lagers, bei dem nicht von einem fertigen
Lagerköpper ausgegangen wirdj, sondern iß einer Büchse als Trägerkörper
eine laufschicht duroh Aufsintern eines pulverförraigen
Werkstoffes hergestellt wird und die Laufaohicht anschließend
duroh einen Stempel kalibriert wird« Wie die Schicht in der Trägerbüchse Tor dem Sintern verfestigt wird,.ist dabei uner-
. Lauf
heblioho Beachtenswert ist lediglich der umstand, daß die/Schicht
des Lägers nicht ein selbständiges Bauelement, sondern eine in
einem Träger verankerte Schicht ist.
Die Erfindung bedeutet eine Abkehr von der bisherigen Sinterlager—
teohnik· Die Laufschicht wird nicht auf einer Lagerbüchse aufgebracht,
sonäern auf dem· Lagerbolzen« Auf diesen wird, eine dünne
Schicht von feinverteiltem Lagermittel aufgesintert un& die :
Schicht anschließend durch Ziehen durcheine !Peinzugmatrize auf
aiaa Stärk© von Q,75mia und darunter verdichtet und
Ein© !»©sonders günstige Laufsohioht wird erhalten, wenn^diö
auf gesinterte S chi oht 0 in Porenvolumen von etwa
weist, das durcli die Verdichtung auf weniger als
Saß dia Paehwelt inden Jahrzehnten^ in denen ihr die Sinterteohnik,
vor allem auch auf dem Lagergebiet, zur Verfügung
stand, nicht auf-den Gedanken gekommes ist, die selbstschmierende
Lagerschioht auf den Bolzen und nicht in die Lagerbüchse su
-. »'"■■■ - '"IAD OBiGINAL
80981070603
verlegen, kann nur so erklärt werden, daß ihr dieser Schritt
Uberlegungsmäßig ferngelogen hat» Nach allgemeiner Anschauung
gehört die Lagerschicht in die lagerschale und nicht auf &en
* Lagerbolzen· Der Lagerbolzen wird nach den üblichen Verfahreneschritten
hergestellt, Drehen,Schleifen,Härten,Nachschleifen,
und das Lager wird ihm angepaßt. Das Lager- und Sch^ierprobleo.
blieb beim Lager· Daß es fertigungsmäßig wesentlich einfacher
und zweckmäßiger ist, die Sinterschicht auf den Lagerbolzen aufzusintern und ihn zu kalibrieren, diese Erkenntnis hat die
Fachwelt nicht gehabt« Sie hat insbesondere nicht erkannt, daß
darüber hinaus durch den einfachen Vorgang des Kalibrierens
unter gleichzeitiger Verdichtung der Sinterschicht die Peiribe—
arbeitung des Bolzene entfällt oder entfallen kann·
Eine weitere Vereinfachung des'Herstellungsverfahrens'ergibt
sich, wenn das Lager Schmier- ölnuten benötigt« Denn diese
können während des Ealibrlerens eingeschnitten werden, so daß der besondere Arbeitsgang entfällt, der bei der in eine Irägerbachse
eingebrachten Sinterlagersohicht erforderlich ist. _
Die Dick« der aufgesinterten Schicht ist nicht willkürlich gewählt,
sondern ergab sich aus der Überlegung, daß sie zwar stark gezrag sein muß, um den auftretenden Beanspruchungen standsuhalten,
daß sie aber auch nicht zu stark gewählt werden darf, einmal deshalb, weil Bonst der Verdichtungsdruck zu hoch wird, .
und andererseits, weil das zu einem übermäßigen Verbrauch an
dam relativ teuren Sinterwerkstoff führen würde.Versuche
BAD
S0 981070603
haben ergeben, daß die obere vertretbare Grenze der Dicke bei
etwa 0,75 mm liegt. Jedoch sind auch bei 0,38 mm Schichtdicke
gute Ergebnisse erzielt worden· Ein Unterschreiten dieser
Grenze dürfte nicht zweckmäßig sein.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung erläutert· Es zeigen«
Fig.l einen erfidungsgemäßen Lagerbolzea in perspektivischer
Darstellungj
Flg.2 einen Schnitt durch eine feuerfeste Form wie sis zum
Sintern und zur Herstellung der festen Bindung zwischen der äUnnen Lagermetallsohioht und der Mantelfläche des
' Kernes verwendet wird, und .
Pig.3 einen Schnitt durch eine typische 3?einzugmatrize, in der
die gesinterte Pulverschicht verdichtet wird und gleichzeitig spiralförmig verlaufende Schmiernuten Inneren
Oberfläche eingearbeitet werden.
In der Zeichnung ist mit 4 der nach dem vorzugsweisen erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Lagerbolzen bezeichnet. Er besteht aus dem zylindrischen Kern 6» auf dessen Mantelfläche
eine dünne Lagerschicht 8 aufgebracht und mit der Mantelfläche fest verbunden ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind in der
Oberfläche der Lagerschicht 8 eine Reihe von Schmiernuten 10
ausgebildet, welche die Verteilung des Schmieröles flachen der
Oberfläche der Lagerschale und dem Lagerbolzen erleichtern sollen.
Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von lagerbolzen in
den verschiedensten DurchmeBsern und Längen.
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Der Kern 6 de« Lagerbolsena 4 bestellt aus einem ssug- und
ärudfcfcsten harten Kotall» das naoh. der iss 3qtrieb auftretenden
Belastung gewählt ist. So hat oioh gezeigt, daß Korno aus
StBj1I, insbesondere kaltgewalztem Stahl» dia für viola in
Fra.ö kommenden Betriebßbodinßungen erfor&orlicho ^cstickeit
beelteen« Xa manchen Füllen haben sich jedoch auch Guöoicenale
aufriedonetalleiid arwiosen·
Lagtrsahicht 8 besteht &ua einer verhUltniosau^g dicht
geainterton iäaeee, deren Hauptbestandteil Kupfer ist« cte^ einoa
oder mohrere dor ecsenanntcn Laßcrmotallo, s,B» Zlriiif 31oi ur.d
Antimon zugeaetzt eind« Es hat ßioh cöseigt, daß La^orbolaon
mit einer zwieohea 5 und IC^ Zina enthaltenden Bronzolasorochicht
unter den meisten Betrisbcbedinsunsen besonders ceoiene
sind· Dadurch, daß der Bronzelagörischicht noch unterschicdlicliü
Bleianteile sugoßoliön wurden, wurden ebenfalls LDserbalsen tiit
auagezeiohneten Betriebseigenschaften erhalten· ßa& P
kann ia allgemeinen biß au etna 15~j>
Zinn» bio su etv;a 25^
und bis ßu etwa 5^ Antimon eathaltan» wobei das Salvor ia
aus Kupfer besteht» Die Dicke der auf den K.arn 6 aufgebrachten
Lagereohient kann ^oweila ia Hinblick auf den, booondorcn Vor-*
eines Lagerbolzene unterschiedlich gewählt worden·
Der Lagerbülzon wird in der ^eioe hergestellt» daS der öcn
eewünochton Durchmesser und die richtige LEn^e hoültzonüQ
Kern 6 in die »ylinarieohe Ausnehmung 12 einer feuerfesten Fora
14 eingebracht wird»derenunteres Bni* ontopracbend der Darstellung
der !figur 2 etaobloa&en ist« Xn der goschlocsencn
8Ό9810νΌ60·3
■:.■ ' - ..-■■■■■■.:.;- ■■ -β- ■■■ "
Stirnseite 16 der Form 14 ist eine öffnung: 18 vorgesehen, die
im. wesentlichen axial mit .der.Mittellinie der zylindrischen ;
Ausnehmung 12 fluchtot· Die libliehen Graphitformen cind für
diesen Zweck durchaus zufriedeneteilend· Die Stirnseite 16 der
feuerfesten ivoria ist lösbar auf einer entsprechenden"Halte—
platte 20 gehalten, von welcher der Zentrierzapfen 22 senkrecht
nach oben ragt. Der Zentrierzapfen 22 ragt durch die in der
Stirnseite der Form vorgesehene öffnung 18 hindurch und axial Λ
in die zylindrisch® Ausnehmung 12" hinein* trat den Kern alt der
zylindrischen Ausnehmung 12 leichter zum Fluchten zu bringen*
ißt in dem einen Ende des Eernas eine ■ "i'ührungDbohrung 24 vorgesehen, in die der Zentrierzapfen 22 eingeschoben werden kann»
wodurch gewährleistet wird, daß ewieehen der Außenfläche des
Kernes und der Oberfläche &er zylindrischen. Auanohtauag ein
. gleichmäßiger ringförmiger-Abstand" erhalten bleibt. '
Kaoh dsm richtigen Einbringen -des' Kernes6 in die -zylindrische
AuGnehRUng-12 der Brennform...14" wird-"-"ein" aus Kupferpulver
sowie ein oder mehreren Lagertnetallpulverii» seB» Zinn-, Sloi»
und Antimonpulver oder άντέη Mischungen .-bestehendes Pulvergeoisch
23 in &en swiäohen dem Außenuäfang des Kctnes Θ und
der lanäüflüche der sylindrisohes Auunehmusg 12 Wetehenden
ringförmigen 2v/ischenrauia eingefüllt· Us das PulvergeMeeh "
leiohter oisehöB und sintern iu können? liegt die duröhoehnitt«
liohs Partlkelgröß© der verwendeten Pulver vors^aweist^
Innerhalb eines Bereichen von unterhalb 15OyU^lOCaeohi bis
unterhalb-»ttm-SO'^ü-524 B*sh). Sadurohedafi ein fulver ®tm Terklain*
Partikelgröß« beeItst, wird nicht nur di»
BAD ORIGINAL
Erzielung eines im weoentliclien homogeaon Pulver£cmiaches
erreicht, sondern eo kann auch der Bwisshen dem Korn und der
lorm befindliche Kaum leichter üuegcfüllt und daß Pulverce
ßleichmäßißer und dichter darin verteilt werden· ,Durch liizsetanpfen
dos Pulvergemisches in den den Kern umgebenden rin.>förolgen
Kaum, kann av?ar eine im weeentliohen dichte und cl-dcfcmüßig
verteilte Sohioht ungesintorton Pulvere erhalten werden,
jedoch wordon vorzugsweise Vibrationaverfahren angewandt, ua
das loae PulvargQniaoh während des HinfUllena in dem ring«
1 öraigen Ra ua sura ei loht on Atsotaon zu bringen· i>io3 kann in ^j
einfacher Woioe boisplolewoinö dadurch Geschehen, dsß die Tora
nach dem JSinbrincon des iiornoc au.f einen Xiach auigesetat wird,
der wahrend dos SiniuTlena des Pulverguniuchec in üchwin^uii^an
von Schall- o3or ültraachallfrs-qucnz vornetzt vjird*
Ist der rinßföraige Baum um den Äcrn 6 hßrum vollständig nit
dem gleichmäßig feat auaanuaeneedrüokten rulver^eiEiech gefüllt,
εο wird die lialteplatte 2ü uit dom daran befindlichen Zentriorsapfon
22 van äor Utirnoeito 16 der Form «tbge&ogen- und die Tora
In oina Iieizkunraor o;ler einen Brennofen gebracht und bsi J or ^
jeweils erforderlichen hohen Temperatur gesintert· Je nach dor üuoaitQenBetzung de« verwendeten Pulvergentisohee liegt iic
Sintertemperatur innerhalb eines Bereiohea rwischon etna 7750C
un4 etwa'1Q55°C Während des Sinterno echmelson dlo niodricochmolzendon
Uetallpulverbestandteile, s.B. Zinn, und bewirken
8 0981 O/CG 0 3
eine teilweise LÖoung eines Tolles dos iiupf erpulvers ι hierdurch
wird eine geschmolzen© Kupfer- Zinn- Legierung erhalten» wöleko
die uberflücho der Pulverpartikel und dlo Oberfläche des Zornes
xiQtzi, JjIq eo erhaltene Sinterpulverschicht 25 besitzt jüa alles—
cieincn einen Porenraura von 20 bis 30/6 des Volunons der Sintereohioht.
.
AblauX der jeweils ©rforderliohon wlnterseit wird die lironn—
form aus der Brocnkammer herausßenosciQa und zum Abkühlen gel>raohtj
aDSohlieücad wird ^ler Kern 6, auf dessen liantelflüchQ
nun eine £lololiraüiii£ dick« Slntcrpulveraoäiobt 25 aufgebracht
left äug der Äylindritrchön Auacahniung hörauo^enoiicvöcie Dana wird
der so erhaltone Bolzen zur Verdlchtting der daraufbefindlichen
SiEtorpulveracMelrt und aur genauen üinotölluns dos UölscrtJurch—
mzazsra noch, kalibriert. lüne goeißnote Feinsugmätriset, nit dor
die £csint«rte Pulvcrsohicnt taut die genau gewünschte Größo
Csbracht und verdichtet werden kann, ißt In i?i£ur 3 dargestellt,
v.ie aus dor Zeictmans licrvorcoht, besitzt uio jOinzuc^^^izo 25
fine annähernd konisch zulaufondo i"oinzugbohrun£ 2B, durcli äio
ο-ine allnlihliche Vorrinccrun/χ des Durchiacoscrc und eine Vordichtung der gesinterten Pulversciiicht 25 erreicht wird 9 incJca der
ßtahlkcrn uit Hilf© einoa Storr/pcls '$Q axial durch äic
bohrung 28 hindurah^odrtickt wird. Va den auo uen beiden
tollen Korn und SintGracfciaht gebildeton Uolson leici/eer mit der
in der i'elnaucmatrizo voreenehonon Zu£bohrun£ 2ö 2uia Fluchten
.su bringen, let ein ontcprechendor PUhrungobloclc 32 vör^caohcn,
dessen l'lüirunfjabohrung 34 axial mit dor l'oinzußbohruns 2d fluchtet, wobei der 2urohcoener der /Uhrunsabohrunc 34 in coöentliüht-r
^urchneoßor der goaintcrten Pulverachlcht 25 entspricht.
80981O/0603
U33068 -0-
Föinziohea wird die gosintcrte rulv-rncihicht C>
bis au/ einen Grad von vorsugsweioe nindactcns owa fj5,i verdichtet» co
daß oino Laßeroohioht 8 orhultoiv tvird"» doren. Porcnruuni nur noch
anatlfaornd 5?» oder weniger betritt· £uu iJchaicrcn der xcins
so und dar gaoiatorten Xulvorechiaht während doo rGinai
können awar sahlreioha verechiadoaQ Gckaicrciitcl vorvvcnäct
r vorzu^nwoiso .,Jeaocii ein Cl, d..a aiaht nur dia ilatriz
* aunöera gl^iöhKQitig auah die noch'verbliebenen ^
in Äer Lagerecbiofat itsprägriiört* no dü3 eine bcroit- vor^eöolßiiertoi*
L-igerbolzöR erhaltca wird.
weiterem ist diö feö,v;li«hl:eit vor^^wehtm» ent^prsicäend der
ecberaatiechen Saratelluni; der iigur 3 cixion ocler "mehrere^ vcr-BUgsweise
öU3 einer lQltraius.arhiärcrbin'.mx; bestohonac ITuteneohneider
36 in öie JPcinsugaatriso einzubauen» und nit acren
Hilfe eißa oder aehrcre Ochßiieriiutcn 10 in eier AuiierfLLkihe der
LBgerechicht 8 des Laserbolsene auszubilden» ie riutennchncidcr
36 fiind in *ier Feinzu£i&a-trise* verstellbar angebracht Uind vverösn
vorzugsweise derart "eimceeteilt» daß sie eine Kut sclsaaiuon,
tleroa liate Je\vaile äer Dicko dor euf die ü'borfla^he des Kernes
br&chtsn la^orachicht 3 cstcpricht· i>ie Schnciakaiitca
iTuteBschneider 36 können""dabei derart angeordnet"- c*-in, djiS
ei· ein« oder ushTsr* tängsverlaufende Scinnicrnutia in dar
Cbcrfltlchc de» Xagerbclzc-s,* ausbilucn» -cJer.'sijr kennen V.ucii
Lo Γ er in einem £e«iseea Stei£un^e*inkel verlaufen, so ά,:Β ^cr b
in eine UrcIibsvBegajQ^ versetit vsirä,-*Ehrend er/durch .lie
FtiiiZttE1^triac £cpreßt *ird, «odurchr dana iß der iiOlz^iiw
eic oder fieiir©re epirslftivmlfz gewundene Scljsiernuten 10 cnt-Dadurch»
daß in der Cberriächa des LagerbOlsens 4 ß
8O9810/0603
. : . ■'■.■■ -io-
oder mehrere-'Sohraiernuten IO vorssaohsa sind, kann das Schsiormittöl
beßtier awiacfcen dor Oberfläche äov Logsr'schicht 8 und
dor diese iei &p&t*ren Sstriebseinaats ymsobsaden Fläch» verteilt werden· v '."■ - .
Bot tier in Fi£ur 3 sozci£ten Feinsugmtrisa eind die
4 verhältailoiiiitßig kurs und der Stempel 30 drückt den La^re-rbolzon
εο weit nach innen, biß sich die S-tirnflachs dess Ltcapels
den- nrroh innen vorspringende» Schnöidknnton öer liutcßcciinöiucr
36 näliorti Bann wird der St^apol wieder zurUoIc^esosen und «in
Z'.¥i>itar Lärarboizcn 4 in die iührungisbohrußu 54 des
blockea 32 siausbraoht? das untere L'nd© dos sr&eit&a
gfilabgt aas ersten laßerbolzea zur Anlogis und drückt diesen axial
durch den restlichen Vieg dor FzlnzvLgmtrizut Mndureh
erhalten® Lisgürbolzsn bcsitst nach dem Fcrlsssen dor
matriat geßau. öio rlchtigea Abmessusgen« hat eins glatt®
iläche, ist bereits vorgeoohaiert und bedarf bei den meisten
Verwendungszwecke»■keinarlsi waitarön
80981D/0 603 ν
Claims (3)
1. Verfahren «um Herstellen von lagerbolzen, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den Bolzen eins dünne Schicht feinverteilten
Lagermetalles aufgesintert und die Schioht anschließend durch
Ziehen durch eine Peinmatrize auf eine Dicke von etwa 0,58 bis 0,75 am verdichtet und kalibriert wird,
2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schioht mit einem Porenvolumen von etwa 20 bis 30$ aufgesintert
und auf ein Porenvolumen von nioht mehr als 51* verdichtet wird·
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
gleichzeitig mit dom Verdichten und Kalibrieren durch einen in
der 3?eiBZUgmatrize (26) eingesetzten Nutenschneider (26) Nuten
in die Lagersohicht eingeschnitten v/erden.
BAD
8 0 9 8 10/0603
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62006A US3109224A (en) | 1960-10-11 | 1960-10-11 | Method of making bearing pins |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1433068B2 DE1433068B2 (de) | 1970-12-10 |
Family
ID=22039603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19611433068 Pending DE1433068B2 (de) | 1960-10-11 | 1961-10-05 | Verfahren zur Herstellung von hochbeanspruchbaren Bolzen zur Anlenkung von Maschinenteilen |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3109224A (de) |
| DE (1) | DE1433068B2 (de) |
| GB (1) | GB919513A (de) |
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1960
- 1960-10-11 US US62006A patent/US3109224A/en not_active Expired - Lifetime
-
1961
- 1961-09-21 GB GB33912/61A patent/GB919513A/en not_active Expired
- 1961-10-05 DE DE19611433068 patent/DE1433068B2/de active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1433068B2 (de) | 1970-12-10 |
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