DE2206852A1

DE2206852A1 - Verfahren zum herstellen von mit sinterreibstoff beschichteten stahllamellen mit innen- oder aussenzahnkraenzen

Info

Publication number: DE2206852A1
Application number: DE19722206852
Authority: DE
Inventors: Friedrich Heck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-14
Filing date: 1972-02-14
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE2206852B2; DE2206852C3

Description

Verfahren zus Herstellen von mit Sinterreibstoff bechichteten Stahllamellen mit Innen-oder Außenzahnkränzen" Dis Brfindung betrifft ein Verfahren zus Herstellen von mit Sinterreibstoff beschichteten Stahllamellen mit Innen-oder Außenzahnkränzen, bei dem das Reibstoffpulver auf die Lareelle aufgebracht, angesintert und verdichtet wird.
Es sind Verfahren zum Beschichten von Stahllamellen mit Sinterreibwerkstoffen bekannt, bei denen zunächst der pulverför-ige Reibstoff mittels geeigneter Dosiergeräte auf die Oberseite einer Stahllamelle aufgestreut und angesintert wird. Dieses Aufstreuen von Reibstoffschichten direkt auf den Stahlträger hat jedoch den Nachteil, daß an den Kanten mehr oder weniger stark geneigte Böschungen auftreten, die unerwünscht sind.
Für die Ansinterung des Reibwerkstoffes an dem Stahlträger ist die unmittelbare Anlage der Metallpulverteilchen an den Oberflächen des Trägers von besonderer Bedeutung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, Stahllanellen mit Innen- oder Äußenzahnkränzen mit Sinterreibstoffen zu beschichten und dabei genaue Kantenkonturen zu halten und eine gute Verbindung der Lamelle mit dem Sinterreibstoff zu gewährleisten.
Die Herstellung solcher Reibstofflamellen ist aber auch unter dem Gesichtspunkt des Wärmebedarfes im Sinterofen zu betrachten. Deshalb besteht auch die Aufgabe der Erfindung darin. ein solches Verfahren zum Herstellen von mit Sinterreibstoff beschichteten Stahllamellen so auszugestalten, daß der gesamte Wärmebedarf während des Sinterprozesses gering gehalten werden kann.
Zur Lösung der Erfindungsaufgabe wird daher ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen mit folgenden Verfahrensschritten: a) Aufbringen einer festen Rauhgrundschicht auf der nach unten gerichteten Seite der Stahllamelle, b) gleichmäßige Anfüllung einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform mit einer der Enddicke entsprechenden Pulvermenge, c) Auflegen der Stahllamelle mit der Rauhgrundschicht auf die Hilfsform, d) Ansintern der unterhalb der Stahllamelle befindlichen Reibstoffschicht und e) nach Abziehen der Hilfsform Verdichten der Beschichtungen der Lamelle auf Endmaß und ggfs. Nachsintern und Kalibrieren.
Zur Herstellung von beidseitig mit Sinterreibstoff beschichteten Stahllamellen wird folgendes Verfahren in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen: a) beidseitiges Aufbringen einer festen Rauhgrundschicht auf der Stahllamelle, b) gleichmäßiges Anfüllen einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform mit einer der Enddicke entsprechenden tlhermenge, c) Auflegen der Stahllamelle mit der Rauhgrundschicht auf die Hilfsform, d) Wenden der'Stahllamelle mitsamt der Hilfsform um 180 °, e) erneutes gleichmäßiges Anfüllen einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform mit einer der Enddicke entsprechenden Pulvermenge, f) Auflegen der Stahllamelle mit der Rauhgrundschicht auf die Hilfsform, g) gemeinsames Ans sintern beider Pulverschichten bei aufgelegten Hilfsformen.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Stahllamelle im Bereich der Beschichtung mit einem Flußmittelfilm zu versehen, auf dem eine Rauhgrundschicht aus körnigem oder krabbigem Material, beispielsweise Bronzepulver, aufgestreut und angetrocknet ist. Zu diesem Zweck wird der entsprechende Bereich der Stahllamelle mit einem klebenden Film, vornehmlich aus Flußmittellöungen aus Borax und/oder Fluorverbindungen, wie sie auch beim Hartlöten zur Entfernung von Metalloxyden benutzt werden, benetzt und zweckmäßigerweise wird hierin ein Pulvergranulat aus Bindemetalipulvern (z0B. Bronzepulver aus 85 % Kupfer und 15 % Zinn, Körnungsgröße ca. 0,15 mm) gleichmäßig aufdosiert, welches nach Trocknung in dem flüssigen Film anklebt. Der klebende Film verhindert, daß die verhältnismäßig dünne 2 Rauhgrundschicht mit 3 - 4 g/dm beim Wenden der Lamelle abfällt. Durch den angetrockneten Flußmittelfilm wird die Rauhgrundschicht wesentlich fester gehalten und vor allem beim Sintern durchgehend festgehalten, da sowohl der kristalline als auch der bei höheren Temperaturen zähflüssige Flußmittelmetallfilm die Ädhäsivbindung der Pulverteilchen an den beklebten Oberflächen bis hin zum Anlöten der Pulverteilchen selbst übernimmt Die Erfindung geht davon aus, daß die unter der Lammalle in einer Hilfsform liegende Pulverschicht nur an einigen Stellen beim Sintern mit dem Stahiträger verbunder wird.
Für die dazwischen liegenden Bereiche wird am Stahlträger eine dünne, fest haftende verklammerungsfähige Rauhgrundschicht geschaffen, die nach dem Sintern und dem Ausformen mit der verfestigten porösen Schicht verpreßt werden kann.
Das Verdichten der porös aufgesintertenReibstoffschicht ist eine bekannte Maßnahme. Sie vollzieht den mechanischen Verbund zwischen den noch offenen Verbunds teilen in erwünschter Weise. Der an diesen Stellen erreichte mechanische Verbund wird dadurch ermöglicht, daß die Porengröße des Rauhgrundes mindestens gleich oder größer ist als die durchschnittliche Teilchengröße der Reibstoffmischung. Es ist ein wesentliches Kennzeichen dieser mechanischen Verbundpreßtechnik, daß die rauhe Struktur der Bindeschicht in etwa der eine lose geschütteten Pulverauflage entspricht und den für krabbige oder dendritische Pulversorten typischen Verklammerungscharakter hat.
Wesentliche Voraussetzung für die Durchführung des erfindungsgsaäßen Verfahrens ist das Einfüllen und Aufstreuen des Reibstoffes in die Formen unter Zuhilfenahme von bekannten Dosiergeräten, die eine gleichmäßige und vorherbesti~ bare Beschichtung ermöglichen, so daß eins der Enddicke des Belages entsprechende Pulvermenge aufgestreut werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß der Belag ohne späteres Abschleifen verwendet werden kann.
Mit der vorgeschlagenen Hilfsform kann jede gewünschte Rand-bsw. Oberflächenausbildung des Belages erreicht werden.
Es ist auch möglich, die Hilfsform nach dem Wenden des Stahlträgers um 180 0 oben auf dem Stahl träger zum Sintern zu belassen.
Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, die mit ihrer Rauhgrundschicht auf der gefüllten Hilfsform aufgelegten Stahllamellen übereinander gestapelt zu sintern. Diese Anordnung bietet den Vorteil der besseren Kapazitätsausnutzung des Sinterofens. Man kann auf diese Weise zwei oder mehrere Lamellen gleichzeitig übereinanderliegend sintern. Bisher mußten von oben mit Reibstoff beschichtete Lamellen jeweils nebeneinanderliegend auf Transportbändern durch die Bandöfenageführt werden. Die dabei aufzuheizende Transportbandmasse beträgt ein Vielfaches der Masse der Reibstofflamellen.
Anhand von schematischen Darstellungen werden die erfindungsgemäßen Verfahren im folgenden erläutert.
Es zeigern: Fig. 1 eine Stahllamelle im Querschnitt vor der Behandlung, Fig. 2 die Stahllamelle mit oben aufgetragenen Flußmittelfilm, Fig. 3 die Stahllamelle mit auf den Flußmittelfilm aufgestreutem Rauhgrund, Fig. 4 eine ungefüllte Hilfssform, Fig. 5 die gewendete Stahllamelle nach Fig. 3 mit der mit Reibstoffpulver gefüllten Hilfsform, Fig. 6 die mit der Rauhgrundseite auf das Reibstoffpulver aufgelegte Lamelle, Fig. 7 die ausgeformte Lamelle nach dem Sintern.
Fig. 8 zeigt eine weitere Stahllamelle, bei der beidseitig auf dem Flußmittelfilm ein Ranhgrund aufgebracht ist, Fig. 9 eine mit Reibstoffpulver gefüllte Hilfsform, Fig. 10 die auf das Reibstoffpulver aufgelegte Lamelle nach Fig. 8, Fig. 11 die nach Fig. 10 mitsamt Hilfsform und darin befindlichem Reibstoffpulver um 180 ° gewendete Lamelle vor dem erneuten Auflegen auf eine weitere mit Reibstoffpulver gefüllte Hilfsform, Fig. 12 die mit der Rauhgrundseite auf das Reibstoffpulver aufgelegte Lamelle gem. Fig. 11, Fig. 13 die beidseitige mit Reibstoffpul er angesinterte Lamelle nach dem Ausformen.
Fig. 14 zeigt mehrere, mit Rauhgrund präparierte Lamellen auf mit Reibstoff gefüllten Hilfsformen übereinander gestapelt.
Zunächst wird auf die Figuren 1 - 7 Bezug genommen.
Eine ringförmige Stahllamelle 1 ist an der Unter-und der Oberseite mit einem wässriger Flußmittelfilm 2 beschichtet, der beispielsweise Borax oder Fluorborate enthält. Auf diesen Film ist gem. Fig. 3 Metallpulver mit Teilchengrößen bis ca. 0,1 mm in der Dichte von ca. 3 - 4 g/dm² aufgestreut. Nach dem Trocknen ergibt sich eine abriebfeste Rauhgrundschicht 3.
In einer Blechform 4, vorzugsweise aus NiCrFe-Blech, wird Reibstoffpulver eingefüllt in einer Höhe, die etwa den zwei- bis drei-fachen der Enddicke eines Belages entspricht. Dabei ragt die lockere Reibstoffschicht 7 um etwa das 0,2-fache der Hilfaformhöhe aus der Form 4 heraus.
Auf diese so gefüllte Hilfsform 4 mit den Rändern 5, die an ihrer Oberseite 6 angeschärft sind, wird die Stahllamelle 1 mit ihrer Rauhgrundschicht 3 aufgelegt. Die so mit dem Reibstoffpulver in der Hilfsform zusammengelegte Stahllaelle kann nunmehr gem. Fig. 6 angesintert werden. Nach dem Sintern kann die Hilfsform von der Sinterschicht abgezogen werden. Die so einseitig bereits mit einer Sinterschicht versehene Stahllamelle kann in gleicher Weise auch auf der anderen Seite besintert werden. Es erfolgt also eine Ansinterung einer beidseitig beschichteten Stahllamelle in zwei aufeinanderfolgenden 5 intervorgängen.
Bei dem Verfahren nach den Figuren 8 - 13 kann eine beidseitig. Beschichtung auch in einem Sintergang vorgenommen werden. Auf der Stahllamelle 1 sind dabei wieder auf beiden Seiten Rauhgrundschichten 3 aufgebracht. Danach erfolgt ein gleichmäßiges Anfüllen einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform 4 mit einer der Enddicke entsprechenden Pulvermenge.
Die Stahllamelle 1 wird mit ihrer Rauhgrundschicht 3 auf die gefällte Hilfsform 4 aufgelegt. Stahllamelle 1 und Hilfsfor 4 werden gemeinsam um 180 0 gewendet.
Es erfolgt ein erneutes gleichmäßiges Anfüllen einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform 4. Die Stahlluelle 1 mit der oben aufliegenden Hilfsform 4 werden auf die untere Hilfsform 4 aufgelegt, wie in Fig. 12 gezeigt. Es erfolgt nunmehr ein gemeinsames Ansintern beider Pulverschichten, wobei die Hilfsformen auf dem Stahl träger 1 verbleiben können.
Nach dem ein-oder beidseitigen Besintern werden die Stahllamellen ausgeformt. Bekannterweise werden danach die noch porösen Sinterschichten zwischen Preßplatten verdichtet, woran sich eine erneute Sinterungaischließt.
Es erweist sich als vorteilhaft, Reibstoffpulver jeweils in Hilfsformen klopfdicht einzufüllen, wobei diese klopfdichte Reibstoffschicht etwa dem 0,8-fachen der ursprünglichen Schütthöhe entsprechen soll.
In Figur 14 ist die gleichzeitige einseitige Besinterung mehrerer Stahllamellen gezeigt, die übereinander gestapelt sind. Mit den übereinandergestapelten Stahllamellen läßt sich die Ausnutzung der Sinteröfen verbessern, so daß der Nachteil, jeden Stahlträger zweimal sintern zu müssen, aufgehoben wird. Man erhält hierbei sehr exakte, feste Randkanten. Die Hilfsformen übernehmen zum Teil mit dem darin anzusinterten Belag, aber besonders mit ihren senkrechten Kanten den senkrechten Druck, der durch das Jeweilige Gewicht des betreffenden Lamellenstapels gegeben ist. Außerdem ermöglicht es diese Technik, in größeren Öfen, beispielsweise Haubenöfen, Lamellen in großen Stapeln zu sintern.

Claims

P a t e n t a n 8 D r u c h e

1.) Verfahren zum Herstellen von mit Sinterreibstoff beschichteten Stahllamellen mit Innen-oder Außenzahnkränzen, bei dem das Reibstoffpulver auf die Lamelle aufgebracht, angesintert und verdichtet wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Aufbringen einer festen Rauhgrundschicht auf der nach unten gerichteten Seite der Stahllamelle, b) gleichmäßige Anfüllung einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform mit einer der Enddicke entsprechenden Pulvermenge, c) Auflegen der Stahllamelle mit der Rauhgrundschicht auf die Hiifsform, d) ansint-ern der unterhalb der Stahllamelle befindlichen Reibstoffschicht und e) nach Abziehen der Hilfsform Verdichten der Beschichtungen der Lamelle auf Endmaß ggfs. Nachsintern und Kalibrieren.

2.) Verfahren zum Herstellen von beidseitig mit Sinterreibstoff beschichteten Stahllamellen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) beidseitiges Aufbringen einer festen Rauhgrundschicht auf die Stahllamelle, b) gleichmäßiges Anfüllen einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform mit einer der Enddicke entsprechenden Pulvermenge, c) Auflegen der Stahllamelle mit der Rauhgrundschicht auf die Hilfsform, d) Wenden der Stahllamelle mitsamt der Hilfsform um 180 , e) erneutes gleichmäßiges Anfüllen einer der Reibbelaggröße entsprechenden Hilfsform mit einer der Enddicke en*-sprechenden Pulvermenge, f) Auflegender Stahllamelle mit der Rauhgrundschicht auf die Hilfsform, g) gemeinsames Ans sintern beider Pulverschichten bei aufgelegten Hilfeformen.

3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahllamelle (1) im Bereich der Beschichtung mit einem Flußmittelfilm (2) versehen wird, auf dem eine Rauhgrundschicht (3) aus körnigem oder krabbigem Material, beispielsweise Bronzepulver, aufgestreut und angetrocknet w 4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Flußmittel Borax und/oder Fluorborate aufgetragen werden; 5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lockere Reibstoffschicht (7) um etwa das 0,2-fache der Hilfsformhöhe aus der Form herausragend aufgeschüttet wird.

6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lockeren Pulverschichten etwa 2 bis 3-fachen Enddicke eines Belages entsprechend aufgeschüttet werden.

7.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 uns 2, dadurch gekennzeichnet, daß die klopfdichte Reibstoffschicht etwa dem 0,8-fachen der ursprünglichen Schütthöhe entsprechend aufgebracht wird.

8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die it ihrer Rauhgrundschicht auf den gefüllten Hilfsformen aufgelegten Stahllamellen übereinandergestapelt gesintert werden.