DE2038757B2

DE2038757B2 - Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung

Info

Publication number: DE2038757B2
Application number: DE2038757A
Authority: DE
Inventors: Michael Charles Fareham Lea; Ronald James Gosport Wray
Original assignee: PLESSEY CO Ltd ILFORD ESSEX (VER KOENIGREICH)
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1969-08-07
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1980-10-16
Also published as: US3683476A; FR2056743A5; DE2038757A1; JPS4946459B1; GB1249824A; DE2038757C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung mit zwei gegeneinander beweglichen Lagerteilen und knüpft an den aus der DE-PS 2 79 694 bekannten Stand der Technik an.

Aus dieser Druckschrift ist es insbesondere aus Seite 2, Zeilen 76—86, bekannt bei einem Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung einen inneren Lagerkörper mit einer wegwaschbaren Isolierschicht zu versehen, deren Stärke gleich dem Lagerspiel ist, den mit der Isolierschicht versehenen Körper mit einem das äußere Lagerteil bildenden Lagermetall zu umgießen und dann die zwischen den beiden Lagerkörpern befindliche Schicht durch ein Lösungsmittel auszuwaschen. Für die auszuwaschende Schicht sind Stoffe wie Lack, Fett, Harz, Kollodium, Gummilösung, Paraffin oder dgl. in Betracht gezogen.

Weilerhin ist es aus dieser Druckschrift, insbesondere Seite 1, Zeilen 7—11, bekannt, bei einem Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung einen Kaliberdorn, der einen der Lagerluft entsprechenden größeren Durchmesser besitzt, unter Anwendung eines Spritzgußverfahrens mit einem das äußere Lagerteil bildenden Metall zu umgeben und dann den Kaliberdorn durch das innere Lagerteil zu ersetzen.

Diese bekannten Vorgehensweisen sind zur Herstellung von kugelförmigen Luftlagern unzureichend, bei denen die Lagerkörper in Ermangelung eines Einlaufvorganges von vorneherein eine sehr hohe Oberflächengüte haben müssen. In Anbetracht der bei Luftlageranordnungen zu erzielenden hohen Präzision und hohen Oberflächengüte sind zur Bereitstellung des Lagerspiels Überzüge aus einem auswaschbaren Stoff der oben genannten Art nicht geeignet Ebenso weisen die durch Spritzgußverfahren ausgebildeten Lageroberflächen ohne weitere Nachbehandlung oder Nachbearbeitung vor dem endgültigen Zusammenbau eine unzulängliche Güte auf.

Zum weiteren Stand der Technik wird noch auf die deutsche Patentanmeldung B15 689, sowie auf die DE-PS 6 83 764 und die DE-PS 8 15 872 verwiesen, die jedoch alle keine Möglichkeit aufzeigen, um zu einem kugelförmigen Luftlager hoher Oberflächengüte zu gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einfachen Herstellen einer kugelförmi-

gen Luftlageranordnung mit der hierfür erforderlichen hohen Oberflächengüte der Lagerflächen durch Niederschlagen von Metall anzugeben.

Gemäß einer ersten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist ein Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung mit zwei gegeneinander beweglichen Lagerteilen, bei dem ein inneres Teil mit einem Material von einer Stärke überzogen wird, die gleich dem Lagerspiel ist, das äußere Lagerteil durch Aufbringen von Metall auf dem Oberzug ausgebildet wird und zur Fertigstellung der endgültigen Lageranordnung das überzogene Teil durch das innere Lagerteil ersetzt wird, nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch stromloses Aufbringen von Nickel auf eine Kugel ausgebildet wird, die freie Oberfläche des Oberzugs vor dem weiteren Aufbringen des Metalls passiviert wird und zum Erhalten der endgültigen Lageranordnung die nickelüberzogene Kugel durch eine Kugel von einer Größe ersetzt wird, die das erforderliche Lagerspiel in bezug ar^r das äußere Lagerteil bereitstellt

Gemäß einer zweiten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist ein Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung mit zwei gegeneinander beweglichen Lagerteilen, bei dem ein äußeres Teil der Lageranordnung durch nicht anhaftendes Niederschlagen einer Schicht aus Metall auf einem Formkörper ausgebildet wird, dessen Größe gleich der Größe des inneren Lagerteils plus dem Lagerspiel ist, und zur Fertigstellung der endgültigen Lageranordnung der Formkörper durch das innere Lagerteil ersetzt wird, nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Obertiäche eines kugelförmigen Formkörpers vor dem Niederschlagen der Metallschicht passiviert wird, daß das äußere Lagerteil durch stromloses Niederschlagen von Nickel auf der passivierten Oberfläche der Kugel als Schale ausgebildet wird und daß zum Erhalten der endgültigen Lageranordnung der passivierte Formkörper durch eint Kugel von einer Größe ersetzt wird, die das erforderliche Lagerspiel in bezug auf die Lagerschale bereitstellt.

Die beiden beanspruchten Lösungen zeichnen sich durch die Verwendung eines stromlos niedergeschlagenen Nickelüberzugs aus, der für die erforderliche hohe Oberflächengüte und Oberflächenqualität der Lagerschalen sorgt. Die Verwendung von stromlosem Nickel ermöglicht gleichzeitig die Beschichtung ohne Einwirkung von Wärme, die sonst zu Verwerfungen führen könnte.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Luftlageranordnungen finden vorzugsweise Anwendung in Kreiselgeräten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Stufe bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Luftlageranordnung und

F i g. 2 eine zweite Stufe der Lagerherstellung.

Ein Kugelformkörper 2, der die gleiche Größe hat wie die für das herzustellende Lager verwendete Lagerkugel, ist an einem Aufspanndorn oder einer Welle 4 befestigt. Diese Anordnung wird stromlos mit einer Nickelschicht 6 versehen. Die Stärke oder Dicke der stromlos aufgebrachten Nickelschicht 6 wird derart gewählt, daß sie dem vorgesehenen Lagerspiel oder der Lagerluft entspricht. Nach dem Aufbringen wird die Nickelschicht passiviert, beispielweise durch Erhitzen. Der beschichtete Kugelformkörper 2 wird dann in eine Einspann-oder Aufspannvorrichtung 8 eingesetzt, wie es F i g. 1 zeigt Dabei ragt die eine Hälfte des Kugelformkörpers 2 aus der Einspannvorrichtung 8 heraus. Ein kreisförmiger Ring 10 wird mit Paßstiften 1 f auf der Einspannvorrichtung befestigt Die Paßstifte 11 ragen durch aufeinander ausgerichtete Bohrungen in der Einspannvorrichtung und dec? Ring 10. Die

ίο Bohrungen sind derart angeordnet, daß der Ring 10 koaxial mit dem Drehdorn 4 verläuft Der kreisförmige Ring 10 weist einen nach innen ragenden Steg 12 auf, der an der oberen Oberfläche der Einspannvorrichtung 8 anliegt

Als nächstes wird unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens eine Nickelschicht 14 derart aufgebracht, daß diese Nickelschicht die obere Hälfte des Kugelformkörpers 2 und die zwischen dem Kugelformkörper 2 und dem Steg 12 befindliche Oberfläche der

Einspannvorrichtung 8 bedeckt

Da der KugeJformkörper 2 mit einem passivierten Oberzug 6 aus stromlosem Nickel bedeckt ist, haftet die Nickelschicht 14 an dem Überzug 6 nicht an. Die mit der Schicht 14 bedeckte Oberfläche der Einspannvorrichtung 8 haftet ebenfalls nicht an der Schicht 14 an, weil die Oberfläche der Einspannvorrichtung vorher mit einem stromlosen Nickelüberzug oder einem anderen nicht haftenden oder nicht bindenden Überzug versehen worden ist Die Nickelschicht 14 haftet allerdings an dem Steg 12 des Rings 10 an, so daß der Ring und die Nickelschicht 14 ein einstückiges oder einteiliges Bauteil bilden.

Der Kugelformkörper 2 wird jetzt zusammen mit dem aus der Schicht 14 und dem Ring 10 gebildeten Bauteil aus der Einspannvorrichtung 8 herausgenommen und herumgedreht so daß jetzt die zuvor abgeschirmte Hälfte des Kugelformkörpers 2 nach oben ragt. Die zuvor auf der Oberfläche der Einspannvorrichtung 8 aufliegende Fläche der Nickelschicht i4 schaut ebenfalls nach oben. Diese Fläche der Nickelschicht wird jetzt mit einem dünnen Überzug aus stromlosem

Nickel versehen. Anschließend wird der Nickelüberzug

passiviert, beispielsweise durch Erhitzen.

Auf den kreisförmigen Ring 10 wird jetzt ein

ähnlicher kreisförmiger Ring 16 gelegt und mit Paßstiften befestigt. Anschließend wird wiederum nach einem üblichen Verfahren eine weitere Nickelschicht 18 auf die jetzt nach oben ragende Hälfte des Kugelformkörpers 2 und auf die ebenfalls nach oben ragende

so Oberfläche der Schicht 14 aufgebracht Infolge des passivierten Nickelüberzugs haftet auch die weitere Nickelschicht 18 weder an der Dorn-Kugelformkörper-Anordnung noch an der Schicht 14 an. Die weitere Schicht 18 verbindet sich jedoch wie zuvor die Schicht 14 mit einem dem Steg 12 entsprechenden Innensteg 20 am Ring 16.

Die auf diese Weise gebildete Baugruppe, die in F i g. 2 gezeigt ist, wird dann mit Schraubenbolzenbohrungen versehen, damit die beiden Schichten 14 und 18 zusammengeschraubt werden können. Anschließend wird diese Baugruppe maschinell bearbeitet und ausgewogen oder ausbalanciert

Nach diesen Arbeitsgängen werden die beiden ϊ lälften voneinander getrennt und der nickelüberzogene Kugelformkörper mit dem Aufspanndorn durch eine Kugel und eine Welle oder Achse ersetzt, die die vorgegebenen Abmessungen aufweisen. Zur Fertigstellung der Lageranordnung werden die beiden Hälften

mit der neuen Kugel und der neuen Welle zusammengeschraubt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Abstand oder das Spiel zwischen der neuen nichtüberzogenen Kugel und den Lagerschalen mit der Stärke oder Dicke des Überzugs 6 übereinstimmt.

Abweichend von dem beschriebenen Verfahren, bei dem eine Kugel benutzt wird, die die gleiche Abmessung hat wie die später in dem Lager benutzte Kugel, und die zur Herstellung des Lagers mit einem stromlosen Nickelüberzug 6 versehen ist, kann man auch eine übergroße rostfreie Stahlkugel benutzen, deren Durchmesser demjenigen der mit stromlosem Nickel überzo-

genen Kugel 2 entspricht. Die Oberfläche der rostfreien Stahlkugel wird zwar nicht mit einer dem Überzug 6 entsprechenden Schicht überzogen, jedoch passiviert, so daß die anschließend aufgebrachten Nickelschichten an der Stahlkugel nicht anhaften. Das übrige Verfahren entspricht dem vorn beschriebenen Verfahren und beginnt mit dem Aufbringen der Schicht 14.

Anstatt des durch stromloses Vernickeln benutzten Überzugs können auch andere nichtbindende oder nichthaftende Überzüge verwendet werden, beispielsweise Graphitpulver, um zu verhindern, daß die Nickelschichten 14 und 18 aneinander haften.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung mit zwei gegeneinander beweglichen Lagerteilen, bei dem ein inneres Teil mit einem Material von einer Stärke aberzogen wird, die gleich dem Lagerspiel ist, das äußere Lagerteil durch Aufbringen von Metall auf dem Überzug ausgebildet wird und zur Fertigstellung der endgültigen Lageranordnung das überzogene Teil durch das innere Lagerteil ι ο ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug (6) durch stromloses Aufbringen von Nickel auf eine Kugel (2) gebildet wird, die freie Oberfläche des Überzugs vor dem weiteren Aufbringen des Metalls passiviert wird und zum Erhalten der endgültigen Lageranordnung die nickelüberzogene Kugel durch eine Kugel von einer Größe ersetzt wird, die das erforderliche Lagerspiel ki bezug auf das äußere Lagerteil (14,18) bereitstellt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des das äußere Lagerteil (14, 18) bildenden Lagermetalls in zwei Stufen ausgeführt wird, und zwar derart, daß bei der ersten Stufe die überzogene Kugel in eine Einspannvorrichtung (8) eingesetzt und um die eine Hälfte der Kugel eine Schicht aus Metall niedergeschlagen wird, die angrenzend an die Halbebene der Kugel in einen kreisförmigen Flansch ausläuft, und daß bei der zweiten Stufe die niedergeschlagene Schicht zusammen mit der Kugel aus der Einspannvorrichtung herausgenommen wird, mindestens ein Teil des ringförmigen Flansches mit einem passivierenden Mittel überzogen wird und auf der anderen Hälfte der Kugel sowie auf dem mit dem passivierenden Mittel überzogenen Bereich des Flansches eine Metallschicht niedergeschlagen wird.

3. Verfahren zum Herstellen einer Lageranordnung mit zwei gegeneinander beweglichen Lagerteilen, bei dem ein äußeres Teil der Lageranordnung durch nicht anhaftendes Niederschlagen einer Schicht aus Metall auf einem Formkörper ausgebildet wird, dessen Größe gleich der Größe des inneren Lagerteils plus dem Lagerspiel ist, und zur Fertigstellung der endgültigen Lageranordnung der Formkörper durch das innere Lagerteil ersetzt wird, « dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eines kugelförmigen Formkörpers vor dem Niederschlagen der Metallschicht passiviert wird, daß das äußere Lagerteil durch stromloses Niederschlagen von Nickel auf der passivierten Oberfläche der Kugel als Schale ausgebildet wird und daß zum Erhalten der endgültigen Lageranordnung der passivierte Formkörper durch eine Kugel von einer Größe ersetzt wird, die das erforderliche Lagerspiel in bezug auf die Lagerschale bereitstellt

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale in Form von zwei Hälften (14, 18) aufgebracht wird, die zum Entnehmen des Formkörpers voneinander trennbar sind, und daß nach dem Entfernen des Formkörpers und eingesetzter Kugel die beiden Schalenhälften miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelförmige Formkörper in eine Einspannvorrichtung (8) mit einer ebenen Oberfläehe eingesetzt wird, aus der nur die eine Hälfte des Formkörpers herausragt, daß ein ringförmiges Bauteil (10) derart auf der Oberfläche der Einspannvorrichtung angeordnet wird, daß es den Formkörper mit Abstand umgibt, daß auf der freiliegenden einen Hälfte des Formkörpers, auf der Einspannvorrichtung und auf dem ringförmigen Bauteil die eine Hälfte der die Lagerschale bildenden Metallschicht niedergeschlagen wird, die nicht am Formkörper und an der Einspannvorrichtung, jedoch an dem ringförmigen Bauteil anhaftet, daß die Einspannvorrichtung entfernt und durch ein dem erstgenannten ringförmigen Bauteil angepaßtes zweites ringförmiges Bauteil (16) ersetzt wird und daß auf die Anordnung von der anderen Hälfte des Formkörpers bis zum zweiten ringförmigen Bauteil die andere Hälfte der die Lagerschale bildenden Metallschicht niedergeschlagen wird, die nur an dem zweiten ringförmigen Bauteil anhaftet wonach die durch beide ringförmigen Bauteile gebildeten Flansche nach Austausch des Formkörpers gegen die Lagerkugel miteinander verbunden werden.