DE1525284A1 - Verbundgleitlager - Google Patents

Description

• Verbund@;leirlage@ Die ilameldung bezieht sich auf Verbundgleitls.ger, bestehend aus einer Stützschale, die vorzugsweise aus Sta.i11 hergestellt und auf die eine Schicht aus Lagermaterial aufgebracht ist. Bekanntlich werden heute im Motoren- und kompressorenüau vorwiegend sogenannte Verbundgleitlager verwendet. Das sind Mehrschichtenlager, die in der einfachsten Ausführung aus einem Tvlassivlager bestehen, und zwar aus dem eigentlichen Lagerwerkstoff, einer Aluminium-Lagerlegierung oder einer geeigneten Bronze, und einer in die Lagerbohrung galvanisch aufgebrachten Laufschicht. Die üblichere Ausführung der heutigen Mehrschichtenlager weist im Gegensatz hierzu zur Erzielung einer höheren Belastbarkeit eine harte Rückenschicht auf. Diese besteht vorwiegend aus einem Stahl höherer Festigkeit und sie trägt den eigentlichen Lagerwerkstoff, eine aufplattierte Aluminium-Lagerlegierung oder eine aufgegossene oder aufgesinterte Bleibronze, auf dem wiederum eine galvanisch erzeugte Laufschicht üufgebracht sein kann. Diese Laufschicht mit einer in der Regel ca. 25M Dicke verbessert die 'inbettfähigkeit von ichmutz-~. teilchen und die Anpassung gegenüber derformuilgen bzw. geome Urisehen Pehlern, resultierend aus Belastungen, -,lärrleverzüeli tu-,d Eigenspnnung bzw. Ungenauigkeiten von der L @ger- und @eil@@usebearbeiturig, und sie ergibt somi-; ein bessere; des Lagers.
• Das Bestreben, entsprechend dem r ortschrei ten derecinüi@ irarer größere Leistungen aus den i,:otoren herauszuholen, vras höhere Zünd- und Verdichtungsdrücke voraussetzt, fiUlr t zu edier solchen üteieerung der Lagerbelastung, die Ermüdungser sci.eii.Lulgen 'i11 norm von Rißbildungen der galvanischen Laufschicht uiid ein stellenweises Ausbröckeln in immer stärkerem Maße iii neuerer Zeit auftreten läßt. Es kommt auch vor, d2.1 diealv@nik;, @üclit einfach wegen ihres relativ geringen Verschleißwiderstandes gegenüber Festkörperberührung (Mischreibung), die vor allem bei iieißeii T;Iotoren auftritt (Vollast über längere Zeit) nach verhältnismäßig kurzer Laufzeit abgerieben wird. Hierbei spielt auch eine gewisse Versprödung der Laufschicht in der Wärme ( >-1500 C) eine Rolle, die den Verschleißwiderstand herabsetzt. Die Tragfähigkeit der vorstehend beschriebenen und heute allgemein üblichen Lagerausführungen ist also offenbar erschöpft.
• Es ist schon versucht worden, den genannten Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, daß die Dicke der Galvanikschicht au! etwG. die Hälfte reduziert wird. Auch hat raan die Anteile der einzelnen Komponenten der Galvanikschicht variiert oder :@n verwendeneuere, härtere Bestandteile. Lrfaiiruzigsgeraäß steh der

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  i_ieiden, zur, @=,iäer ei: un -cer deal gleichen Bedii1eulgeil edeilL,uf-

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  gen c.uszugestL-:.ltcii. Gelöt wird die erfindungsgemäße Aufgabe '

  d@.durch, duß die Vorder- und/oder die Rückseite der S-tü-c@schE,-1 e

  zait einer zi>%@lijciiensciiicli-« beleg-'t ist, die in ihren Abme;joungeli L-und Eigenschaften einer ZLluf b,.-'-J, Gleitschicht eii-@Spricht. Im ersteren Fall, d. 11. beine Aufbringen auf die Vorderseite der Stützschale, ü@.nde7_t e s sich uni eine Zwischenschicht zwischen ä-t;ützschale und L&.gerwerktoff und im zweiter, 1"ä11, nämlich

  beire Aufbringen .uf die Rückseite dertüt:;sch.le, um eine

  gehäus e

  Zwischenschicht zwischen ötützscliLLle und L@-LgefE@terkstoff.

  Die eriirida:.igsgezn@'.ße Zwischen;jchicht kLznil in =ui sich belv@.nnter 'reise durch Galvanisieren, Plattieren, Sintern, Üießen oder Aufwalzen au:zgebr@.cli-t werden. Dem sogenonnten nackten Lager ohne Edellaufschicht@ wird durch die Erfindung eine gute AnpasGungsfähigheit gegenüber Verformungen der delle und des Lagerstuhl s, herrührend von der Belastung und der Erwärmung im Betrieb und . gegenüber geometrischen Ungenauigkeiten, herrührend .von deie. Bearbeitungs- und Formtoleranzen von delle, cieliäuse und Zager, verliehen. Der Erfindungsgedanke ergibt ferner in dem Fall, wo die Zwischenschicht außen auf deli Stahlrücken liegt, einerseits den Vorteil einer besseren Anlage des Lagers an die Gehäusebohrung (Traganteil-Erhöhung) und andererseits einen Schutz gegen die vielfach zu beobachtende Kontaktkorrosion zwischen Lagerrücken und Gehäusetierkstoff. Die erfindungsgemäße Zwischenschicht kann selbstverständlich auch bei L$gern der bisher üblichen Ausführung mit galvanischer Edellaufschicht angewendet werden. Auch bei diesen Lagern tritt vorteilhafterweise eine bessere Anpassungsfähigkeit gegenüber den genannten Belastungsverhältnissen ein.
• Durch die Erfindung geliligt es aeiterhin, die Pragfähigkeit des eigentlichen Lageriaerkjtoffes voll auszuschöpfen. Die erfindungsgemäße Zwischenschicht wird vorteilhafterweise bei Motorenlagern kleiner und mittlerer a1.bmessungell etwa in der Größenordnung voll einigen tausendstel bis einigen zehntel Lillimetern, vorzugsweise in einer Diche zvrischen 0e005 bis 0,05 mm ausgeführt. Sie kann jedoch auch je nach den vorliegenden Bedingungen hinsichtlich des Gehäusewerkstoffes und der Lagerdimensionierung, in der Größenordnung von 1 mm und mehr ausgeführt werden. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn für die erfindungsgemäße Zwischenschicht ein Werkstoff höherer Festigkeit und größerer Härte verwendet wird, wie z. B. Aluminium oder Bleibronze. Der Zusammeiih:.ng zwischen Anpassungsfähigkeit der Zwischenschich-. und der Lagerbelo.stunb wird mathematisch durch das Hooke fische Gesetz - .fT = L ' d Z/Z ausgedrückt, das besagt, daß die Schicütdickeüveränderung a Z proportional der Schichtdicke Z und umgekehrt proportioii,-:l dem Elastizitätsmodul ist. Daxaus folgt, daß bei Merkstoffen mit höherem Elastizitätsmodul die Schichtdicke entsprechend größer sein mu®. Im allgemeinen empfehlen sich für die Jwischenschicht Verkstoffe in ähnlicher '7usaMmensetZurig wie für die galvanisch aufgebrachten Laufschichten, also Llei mit Zusätzen voll üinri und/oder Kupfer und/oder Indium. Der s,2iteil des üiiin r°icii-@tez: sieh dabei nach der 1fegung zur Korrosion il: .i ,jeweiligen ?,o-@:;>r. Zii b#3stimmtt:ii Fäli"_i wird es i-IL sjedocsii - viie Quell bereits angedeutet --als vorteilhaft, erweisen, wenn als `Merkstoff für die 'Zwischenschicht Aluminium, AlüminiumledierLUn@en, Blei- oder Zinnbronzen zur Vez@-renduilg kommen. Die L,r@:indund stellt demit einen wesentlichen technischen Fortschritt d"-x, da sie die Liöglichkeit bietet, die in Zukunft generell zu erwartenden und ständig noch wachsenden-Belastungen,insbesondere bei iaotorenlagern, mit den-zur Verfügung stehenden `Merkstoffen aufnehmen zu können.
• Die Erfindung ist -in den Abbildungen zeichnerisch erläutert. Die Abbildungen 1 und 2 s o@,irie 3 und 4 zeigen jeweils in der Seitenansicht und im L;cluzitt Lagerschalen entsprechend der Erfindung. D« e Abbildung 5 veranschaulicht ein sosenaxlntes seitiges Bundlager im Schnitt, bei dem sich der Erfindungsgedanke ebenfalls verwirklichen läßt.
• Die Lagerschale 1 gemäß den Abbildungen 1' und 2 stellt eine Tiassvausführung dar mit dem eigentlichen Lagerwerkstoff 2 und einer galvanischen Laufschicht 3 sowie der erfindungsgemäßen Zwischenschicht 4. Die Lagerschale 5 in der unteren hälfte der Abbildungen 1 und 2 zeigt gleichfalls eine biassivausführung aber ohne galvanische Laufschicht in der Lagerbolil@ulig. Die Lagerwerkstoffschicht ist mit 6 und die erfindungsgemäße Zwischen-' schicht mit dem Bezugszeichen 7 versehen Die-Lagerschale 8 gemäß den Abbildungen. 3 und 4 zeigt eine Veer-

  bundausführung mit galvanischer Laufschicht 9, dem ea.e=zt=@.' - _- @:

  Lagewerkstoff 10, der Stützschale 11 und der- erfindungsge-

  riäßexi Schicht- 12. Ball diese Axgc-ben beziehen sich auf die

  oberen 1_älften der Abbildungen 3 und 4. In deren unteren. Iälf-

  ten ist ei-tie Z@ägerscliale 15 verwiiseliüUlicii-!, die gleichfalls

  eine Verbuzidnus:L"üliruui,;- zeigt, aber ohne imien aufgebrachte

  Galv@mlkscliicht a Die Lagerwerhs°t;offschicht ist` durch 14, die

  Stüt-sehale durch 15 und die erfindungsgemäße Schicht durch

  16 gekeiuzeic.uiet ö Die Lägersch,-:le '! 7 nah er @iUbilduzig 5

  zeigt bei spiel weise eine einseitige Bunaausfiüirung zait L"ger-

  =;er1LStoffscliiclit@ 1C:, Stützschc"le 19 und der erfindungsgemäßen

  @-fisnliezischielt 20, die t.uch im Einp_ß, @:lso auf dein Büzidrüclteii

  ,:ufgebrL@clt seit lüxüi,

Claims (1)

1. p a t e n t c. n s p r u c h e veräundgleitlager! bestehend aus einer schwermetallischen StÜtzschale, auf die eine Schicht aus Lagermaterial aufgebracht ist, deren Gleitfläche gegebenenfalls mit einer Edellaufschicht belegt Ist, dadurch gekennzeichnete ddaß die Vorder- und/oder die Rückseite der Stützschale (1'(, 15, 19'-) mit einer Zwischenschicht (4, 7, 12, 16, 20) belegt ist die in ihren Abmessungen und-Eigenschaften einer Lauf- bzw. Gleit-__ &chichtentspricht. 2.. . Verbundgleitlager-nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeicbn@,et, da$ die Zwischenschicht (:4,_7, 12, 16,`20) eine Dicke von . 01002 mm bis 1 mm, vorzugsweise,0,005- mm bis 0,05: mm, besitzt.