DE1527549B1 - Halbzeug zur Herstellung von Gleitlagerschalen mit gleichmaessig ausgebildeter duenner Laufschicht - Google Patents
Halbzeug zur Herstellung von Gleitlagerschalen mit gleichmaessig ausgebildeter duenner LaufschichtInfo
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Description
1 2
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Halbzeug Nachteil hinzu, «fetß das? Aufbringen der. Laufschicht
zur Herstellung von Gleitlagerschalen in der Form an den fertigen kagerrt m besonderen Vorrichtungen
geschnittener Platinen aus zwei- oder mehrschich- erfolgen muß und picht das Band bereits mit der
tigern Verbundmaterial,, die, zu. halhzyHndjisohea Laufschicht versehen werden kann. Würde maiinäm-Lagerschalen
unter Ausüben von Druck auf die 5 lieh das aus Stahl und Zwischenschicht bestehende
Trennflächen geformt werden. Bimetallband schon vor dem Formen der Lager-
Die Lebensdauer von Gleitlagern, insbesondere schalen zusätzlich mit einer Weißmetallschicht verhochbelasteter
Gleitlager, wie sie beispielsweise in sehen, so würden ähnliche Verdickungen in der
Verbrennungsmotoren verwendet werden, hängt sehr · Stahlstützschale 1 und der Zwischenschicht 3
wesentlich von der Dicke der Laufschicht ab. Mit io (Fig. 2) auftreten, und die Weißmetallschicht 2
abnehmender Schichtdicke nimmt die Lebensdauer des fertigein Lagern würde dann ebenfalls die oben
zu. Aus diesem Grunde ist die Herstellung γαα Lagej- beschriebenen, Djekenunterschiede aufweisen bzw.
schalen mit sehr dünnen und gleichmäßigen Schichten bei sehr dünnen Schichten stellenweise ganz entfernt
außerordentlich) wichtig. sein.
Gleitlager für mittlere Belastung besteheii aus. einer 15 Die oben an Hand der Herstellung von Lager-Stahlstützschale
1 (F i g. 1) und einer aufgebr-aehtea schalen erläuterten Erscheinungen treten auch in
Weißmetallschicht 2. Diese Lager werde» bei Groß- analoger Weise bei den bekannten Herstellungsverserienfertigung
aus einem, mit Weißmetall beschich- fahren für Lagerbüchsen, also bei zylindrischen
teten Stahlband hergestellt. Beim Formen dieser Lagern, auf.
Lagerschalen durch Pressen zur halbzylindrischen 20 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
Form muß zur Erzielung der einwandfreien Form auf ein Halbzeug zum Herstellen von Gleitlagerschalen
die Trennflächen 4 der Lagerschalen gedrückt wer- zu schaffen, bei dem die beim Formen der Gleitlagerden.
Dieses Drücken auf die Trennflächen hat zur schalen bisher auftretenden: Verdickungen an den die
Folge, daß unterhalb der Trennflächen eine Ver- Festigkeit des Lagers begründenden Trägerschichten
dickung S des Stahles eintritt. Diese Verdickung des 25 von vornherein vermieden werden. Dadurch soll bei
Stahles ergibt beim fertig bearbeiteten Gleitlager an einfachen Verbundlagem die, yoe dem Formen des
dieser Stelle eine geringere Dicke der Weißmetall- Lagers aufzubringende Laufschicht, beispielsweise
schicht 2. Bei sehr dünnen Schichten besteht die Ge- Weißmetallschicht, zur Erhöhung, der Dauejsßhlagfahr,
daß die Weißmetallschicht 2 an diesen Stellen festigkeit des Lagers dünner ausgebildet werden, könganz
entfernt wird und der Stahl an die Oberfläche 30 nen. Bei Dreistofilagern soll durch die Erfindjung die
kommt. Möglichkeit geschaffen werden, die spätere Lauf-
Aus diesem· Grunde- ist es bekanntgeworden-, bei· sehieht- des- Lagers schon vor dessen Formen aufzu-Weißmetallschichtdicken
von etw.a. 0,1 mm ein. Stahl· bringen, um dadurch von der Notwendigkeil einer
band mit leicht balliger Form zu verwenden. Das galvanischen Aufbringung und den damit verbunde-Stahlband
ist seitlich an den Stellen, an denen später 35- nen erhöhten Herstellungskosten und Beschränkung
die Verdickungen 5 eintreten, um einen entsprechen- auf galvanisch aufbringbare Legierungen frei zu
den Betrag dünner, so daß diese Verdickungen in werden.
ihrer Wirkung abgeschwächt werden. Diese Ver- Zur· Lösung dieser Aufgabe ist gemäß dej? Erfin-
dickungen des Stahles treten jedoch nur örtlich und dung das zu Lagerschalen zu verarbeitende Verbundnicht
gleichmäßig über die gesamte Breite der Lager- 40 material mit über seine- Breite verschiedenen Durchschale
auf, so daß in der Nähe dieser Verdickungen 5 Schnittsfestigkeitswerten, über die Materftldieke gein
der Weißmetallschicht nach wie voa? starke, Dicken- mitteji, ausgebildet, derart, daß an denjenigen Stellen,
Schwankungen vorhanden sind. Die untere· Grenze an welchen bei der Verformung des Verbundmaterials
für die Dicke der Weißmetallschicht 2 liegt daher bei Verdickungen durch Zusammenstauchen zu erwarten
dieser Art der Fertigung bei etwa 0,1 tarn. Um gerin- 45 sind, erhöhte Durchschmittsfesiigkeitswerte vorgegere
Schichtdicken gleichmäßig herstellen zu können, sehen sind. Im wesentlichen soll das so vorbereitete
mußten andere Wege gesucht werden. Band aus Verbundmaterial in seinem mittleren Be-
Für sehr hohe Lagerbelastungen verwendet man reich eine geringere Festigkeit aufweisen als in densehr
häufig sogenannte »Dreistofflager«,, die aus einer jenigen· Bereichen,, in welchen bisher die dweh die
Stahlstützschale, einer Zwischenschicht und" einer 50 Erfindung zu vermeidenden Verdickungen aufgetresehr
dünnen Weißmetallschicht bestehen. Diese Lager ten sind.
werden folgendermaßen hergestellt: Die Erzeugung der Bereiche unterschiedlicher
Eül Stahlband wird mit einer Metallschicht (Zwi-- Festigkeit- kann- im· Rahmen· der Erfindung- auf verschenschicht)
überzogen. Man verwendet bevorzugt schiedene Weisen erfolgen.'Beispielsweise kann das
Blei-Bronze oder eme-AIummiumfegierung. En folgen- 55 Verbundmaterial zur Herstellung von Bereichen unden
soll diese Schicht durchweg als Zwischenschicht terschiedlicher Festigkeit eines Behandlung durch
bezeichnet werden. Aus diesem beschichteten Band Wärme und bzw. ©der Waken; unterworfen worden
werden rechteckige Platinen ausgestanzt. Diese Pia- sein. Dies läßt sich durch eine bestimmte Profiltinen
werden in einem Gesenk zu halbzylindrischen gebung des Bandes und Wärmebehandlung durch-Lagerschalen
geformt Anschließend werden diese 60 führen. Wird das Band nach der Wärmebehandlung
Lagersehalen mechanisch bearbeitet. Mit einem der nochmals gewalzt, so läßt sich an zuvor dickeren
letzten Arbeitsgänge wird als Laufschicht eine dünne Stellen in den Randbereichen des Bandes eine höhere
Weißmetallschicht von etwa 0,02 ... 0,05 mm Dicke Härte erzielen.
galvanisch aufgetragen. Dieses Verfahren hat den Unter anderem ist es auch möglich, eine gezielte
Nachteil, daß nicht jede gewünschte Lagerlegierung 65 Wärmeeinwirkung auf die Mitte des Bandes durchals
Laufschicht verwendet werden kann; denn nur zuführen. Hierbei ist dann kein besonderes Profiwenige Lagerlegierungen lassen sich galvanisch ab- Heren oder weiteres Walzen zur Erzielung der Festigscheiden.
Zum anderen tritt noch der wirtschaftliche keitsunterschiede notwendig.
Das Halbzeug gemäß der Erfindung läßt sich aber auch in der Weise verwirklichen, daß man ein Bimetallband verwendet, bei dem die Schichten über
die Bandbreite variierende Dicken aufweisen. So kann man z.B. ein Stahlband 11 (Fig. 3) nehmen,
das in der Mitte etwa 15 °/o dünner als in den seitlichen
Randbereichen ist. Auf dieses Stahlband wird dann die Zwischenschicht 13, beispielsweise aus Blei-Bronze,
in der Mitte entsprechend dicker aufgetragen,
Außerdem kann es vorkommen, daß das Beschichten des Bandes an einem breiten Band vorgenommen
wird, das zur Lagerfertigung in Streifen geschnitten
wird. In diesem Falle ist für jeden Streifen eine dünne
Stelle im Stahlband vorzusehen, und zwar an der Stelle, die später als Lagerscheitel dient.
Die oben im wesentlichen an Hand der Herstellung
von Lagerschalen erläuterten Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung lassen sich in analoger Weise
so daß der Querschnitt des Bimetallbandes wieder io auch für die Herstellung von Lagerbuchsen anwennahezu
rechteckig ist. Durch die unterschiedliche den, indem die Bereiche erhöhter Festigkeit des
Materialfestigkeit von Stahl und Blei-Bronze ist die Bandes an diejenigen Stellen verlegt werden, an weldurchschnittliche
Festigkeit, gemittelt über die Banddicke, im mittleren Bereich des Bimetallbandes geringer als an dessen Randbereichen. Ein derartiges 15
Bimetallband wird dann mit einer Weißmetallschicht
12 belegt und in Querrichtung zu Platinen geschnitten, wobei die Lange der Platinen im wesentlichen
Bimetallband wird dann mit einer Weißmetallschicht
12 belegt und in Querrichtung zu Platinen geschnitten, wobei die Lange der Platinen im wesentlichen
der Breite des Bandes entspricht. Diese Platinen chen bei der Herstellung von Lagerbuchsen bisher
die Verdickungen des Stahlbandes auftreten.
Wenn in der obigen Beschreibung die Bezeichnung
Stahlband für das den späteren Lagerrücken bildende Material benutzt wird, so nur deshalb, weil die in Frage
stehenden Gleitlager normalerweise mit Stahlrücken versehen sind. Die Erfindung läßt sich aber auch in
weisen an ihren Endbereichen größere durchschnitt- 20 entsprechender Weise anwenden, wenn der Lagerliche
Festigkeit als in ihrem mittleren Bereich auf. rücken aus anderem Material, beispielsweise Aluminium,
besteht, also bei der Lagerherstellung von einem beschichteten Aluminiumband ausgegangen
wird.
Werden aus diesen Platinen dann Lagerschalen gepreßt,
so läßt sich infolge der Festigkeitsunterschiede, d. h. größeren durchschnittlichen Festigkeit der
Platinen-Endbereiche, eine Verdiekung in der Nähe
der Trennfiächen weitgehend verhindern (Fig. 4).
Die im Stahlband 11 und in der Zwischenschicht 13 verbleibenden Dickenunterschiede sind ohne Bedeutung,
da für die Lebensdauer des Lagers in erster Linie die Dicke der Weißmetallschicht 12 ausschlaggebend
ist.
Der Dickenunterschied von 15 °/o hat sich bei Blei-Bronze
bzw. einer Aluminiumlegierung als Zwischenschicht 13 als besonders günstig erwiesen. Das erfindungsgemäße Halbzeug ist aber bereits bei etwa 3 °/o
bis 5% Dickenunterschied wirksam. Wie groß der Dickenunterschied gewählt werden muß, richtet sich
nach der Genauigkeit, mit der die Schichtdicke des Weißmetalls eingehalten werden muß. Außerdem ergeben
sich etwas andere Werte, wenn für die Zwischenschicht 13 ein anderes Metall verwendet wird.
Bei der Profilierung des Stahlbandes 11 könnenHärteunterschiede im Stahl auftreten, die den erwünschten
Effekt aufheben können. Das Stahlband 11 ist daher nach dem Profilieren einer Wärmebehandlung zu
unterziehen, um diese Unterschiede auszugleichen. Beim Aufgießen von Blei-Bronze auf das.Stahlband
muß das Stahlband 11 auf über 1000° C erhitzt werden, so daß in diesem Fall keine gesonderte Wärmebehandlung
mehr notwendig ist. Auch bei einer Plattierung des Stahlbandes 11 durch Sintern oder Walzen
wird häufig ein Erwärmen des Stahlbandes vorgenommen, das gleichzeitig als ausreichende Wärmebehandlung
des Stahlbandes angesehen werden kann.
Das erfindungsgemäße Halbzeug ist nicht auf die Verwendung eines Bimetallbandes mit Weißmetallauflage
beschränkt, sondern es können beliebig viele Schichten verschiedener Materialfestigkeit (Härte)
verwendet werden. Außerdem kann die Laufschicht sowie gegebenenfalls eine oder mehrere darunterliegende
Schichten aus Kunststoff, beispielsweise Polytetrafluoräthylen oder Epoxyharz, bestehen.
Ebenso kann das Halbzeug sinngemäß zur Herstellung von Gleitlagern mit einer über den Umfang veränderlichen
Wanddicke (Zitronenbohrung) verwendet werden. Man muß dann lediglich die Gesamtdicke
des Bimetallbandes der Form des Gleitlagers etwas anpassen.
Claims (4)
1. Halbzeug zur Herstellung von Gleitlagerschalen mit gleichmäßig ausgebildeter dünner
Laufschicht in der Form geschnittener Platinen aus zwei- oder mehrschichtigem Verbundmaterial,
die zu halbzylindrischen Lagerschalen unter Ausüben von Druck auf die Trennflächen
geformt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu Lagerschalen zu verarbeitende Verbundmaterial mit über seine Breite verschiedenen
Durchschnittsfestigkeitswerten, über die Materialdicke gemittelt, ausgebildet ist, derart,
daß an denjenigen Stellen, an welchen bei der Verformung des Verbundmaterials Verdickungen
(5) durch Zusammenstauchen zu erwarten sind, erhöhte Durchschnittsfestigkeitswerte vorgesehen
sind.
2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial zur Herstellung
von Bereichen unterschiedlicher Festigkeit einer Behandlung durch Wärme und bzw. oder
Walzen unterworfen worden ist.
3. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial als Band aus
mindestens zwei Schichten (11, 12) unterschiedlicher Materialfestigkeit (Brinellhärte) besteht,
deren Dicken über die Bandbreite Unterschiede von mindestens 3 % aufweisen.
4. Halbzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial aus
einem Stahlband (11), das an den Stellen, die später als Lagerscheitel dienen, um 3 bis 30 %,
vorzugsweise etwa 15 %>, dünner ist als an den Stellen, die später in die Nähe der Trennflächen
des Lagers zu liegen kommen, aus einer darauf befindlichen Schicht (13) aus einer Kupferlegierung,
beispielsweise Blei-Bronze oder einer Aluminiumlegierung, und aus einer weiteren Schicht
(12), bevorzugt aus Weißmetall, besteht,die später als Laufschicht des Lagers dient. - ;i
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