DE3248186C2 - Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Spiralrillengleitlagerbuchse beschrieben, deren zylinderförmige tragende Innenoberfläche mit bis zu 35 μm tiefen Spiralrillen versehen wird. Das Verfahren ist insbesondere zur Herstellung einer Lagerbuchse geeignet, die die Vorteile der Spiralrillenlagerbuchse mit denen einer Sinterlagerbuchse in sich vereinigt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß zunächst eine Sintermetallgleitlagerbuchse hergestellt wird, die anschließend mit einem Kunstharz imprägniert wird und daß danach Spiralrillen durch Umformen in die tragende Innenoberfläche eingearbeitet werden.

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse mit einem Polyesterharz, insbesondere einen Polyesterharz auf Methacrylatbasis, imprägniert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung bei Raumtemperatur mit einem Vakuum bis zu 5 mbar und einem Druck bis zu 5 bar durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse mit den im Oberbegriff angegebenen Merkmalen. In der FR-PS 20 25 330 ist eine derartige hergestellte Gleitlagerbuchse beschrieben. Diese weist relativ tiefe und breite Schmierrillen in der Lagerfläche auf.

Fettgeschmierte Schmiermittel-Pumprillenlagerbuchsen aus Bleibronze oder Kunststoff werden bei hohen Anforderungen an die Lagerung eingesetzt, beispielsweise bei Video-Kassettenrecordern, beschrieben in dem Aufsatz »Spiralrillenlager mit Fettschmierung«, Philips techn. Rundschau 39 (1980/81) S. 176-190. Bei Rillenlagerbuchsen wird durch die Drehbewegung der Achse ein Schmiermittel, im allgemeinen Fett, durch die gegenläufig ausgeführten Rillen zur Mitte der Gleitlagerbuchse gefördert. Abhängig von Ausführung der Rillen und Drehzahl der Welle wird dort im Schmiermittel ein Druckaufbau beu, irkt, der die Welle vom Lager abhebt. Es handelt sich dabei also um eine Art eines hydrodynamisch arbeitenden Lagers mit relativ hohen Schmiermitteldrücken. Ein als Radiallager ausgebildetes Schmiermittel-Pumprillenlager besitzt dadurch eine gute radiale Tragkraft. Die Lage der Welle bleibt während des Betriebes weitgehend unverändert, was einen äui geräuscharmen Lauf ucwiiki. massive Giciüagci -

büchsen mit zylinderförmiger tragender Innenoberfläche sowie geeignete Herstellverfahren wurden beispielsweise in DE-OS 25 43 201, DE-OS 26 24 849 und AT-PS 3 65 489 beschrieben. Die Herstellung der bisher bekanntgewordenen Schmiermittel-Pumprillenlagerbuchsen ist noch relativ aufwendig.

Versuche mit Sintermetallgleitlagerbuchsen verliefen jedoch negativ, weil das Schmiermittel, im allgemeinen Fett, bei den im Lagersoalt auftretenden hohen Drükken in die Poren hineingepreßt wird und so für die Schmierung verlorengeht Es kommt so zu Schmiermittelmangel und damit zu Mischreibung, die zum vorzeitigen Ausfall des Lagers führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, ene Gleitlagerbuchse herzustellen, die die Vorteile der selbstdruckerzeugenden Schmiermittel-Pumprillen-Gleitlagerbuchse mit den herstellungstechnischen Vorteilen der Sintergleitlagerbuchse verbindet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die in dessen Kennzeichen genannten Merkmale gelöst Die Erfindung setzt die Erkenntnis voraus, daß durch die pulvermetallurgische Fertigungsweise neben dem wirtschaftlichen Vorteil der Formgebung sich durch Mischen von Pulvern praktisch alle beliebigen Werkstoffkombinationen herstellen lassen, da kein Schmelzprozeß notwendig ist Eine weitere Erkenntnis ist, daß für die Wirksamkeit der Schmiermittel-Pumprillen eine poröse Lagerbuchse nicht geeignet ist, sondern daß die Lagerbuchse eine Druckdichtheit von mindestens 11 bar aufweisen sollte. Das vorgeschlagene Verfahren ist anwendbar bei allen in der Sintermetalltechnik üblichen Lagerwerkstoffen; z. B. Reineisen, Eisenwerkstoff mit ca. 5 Gew.-°/o Kupfer, Eisenwerkstoff mit ca. 20 Gew.-°/o und Kupfer ca. 2 Gew.-°/o Graphit, Kupfer-Zinn-Legierung mit ca. 10Gew.-% Zinn, Kupfer-Zinn-Legierung mit 10 Gew.-°/o Zinn und ca. 2 Gew.-°/o Graphit Diese Werkstoffe können auch noch Molybdändisulfid-Zusätze enthalten.
Zur Imprägnierung der Sintermetallgrundkörper sind prinzipiell alle Harze verwendbar, die ohne Lösungsmittelzusatz imprägniert werden können. Lösungsmittel wurden beim Aushärten verdampfen, mit der Folge einer verbleibenden unerwünschten Restporosität. Als besonders vorteilhaft haben sich Polyesterharze erwiesen, insbesondere solche auf Methacrylatbasis.

Die Imprägnierung kann beispielsweise mit dem bekannten Vakuum-Druck-Verfahren durchgeführt werden. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Sintermetallteile zunächst mit einem Vakuum bis zu 5 mbar entgast werden und dann mit Imprägniermittel bei einem Druck von einigen bar beaufschlagt werden. Wichtig ist der anschließende Spülvorgang, um an der Oberfläche anhaftende Harzreste zu entfernen, damit beim anschließenden Aushärteprozeß die Teile nicht aneinander kleben oder an der Oberfläche verschmutzt sind. Über eine etwas längere Spülung wird erreicht, daß die Teile auch im oberflächennahen Bereich vom Kunstharz befreit werden. Es hat sich für das spätere Einarbeiten der Rillen als günstig erwiesen, wenn die Poreneingänge bis zu einer Tiefe von ca. 0,1 mm von Kunstharz freibleiben. Der Spülvorgang ist über die Zeit steuerbar; die Spülzeiten müssen für den Einzelfall etwa durch Vorversuche ermittelt werden. Ebenfalls kann das Spülmedium nicht generell festgelegt werden. Es muß eine gewisse Löslichkeit des Kunstharzes gegeben sein, um es £ii löScii, äiiuci'crSciiS SOiitc uic L.G5iiCilii6it niCiit ZU stark sein. Auch hier ist es notwendig, für den speziellen Einzelfall das Lösungsmittel durch Vorversnche festzulegen.

Die Aushärtung des Kunstharzes erfolgt nach Angaben der Hersteller des Kunstharzes, und zwar thermisch oder katalytisch.

Das Einbringen der Schmiermittel-Pumprillen in die

innere zylindermantelförmige Lagerfläche erfolgt durch Umformen. Um einen Schmiermitteldruck aufbauen zu können, müssen die Rillen fischgrätenartig angeordnet werden. Die Tiefe der Rillen sollte vorzugsweise 10 bis 20 μπι, die Breite 0,1 mm betragen.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die oberflächennahe Zone frei von Kunstharz bleibt und somit porös ist Beim Einformen der Rillen wird daher das Material in die noch offenen Poren verdrängt, ohne daß es zur Aufwölbung von Wülsten kommt wie es bei massivem, porenfreien Material beobachtet wird. Hierdurch ist auch bei engen Bohrungstoleranzen eine Nachbearbeitung der Bohrung nicht notwendig.

Die Verfahrensdurchführung kann für bestimmte Anwendungsfälle derart erfolgen, daß in die Sintermetallbuchse zunächst die Rillen eingearbeitet werden und daß anschließend die Imprägnierung mit Kunstharz, die Spülung der Buchse sowie die Aushärtung des Kunstharzes erfolgt

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse, deren innere zylindermantelförmige Lagerfläche mit Schmierrillen versehen ist, durch

a. Verpressen eines für Sinterlager üblichen Metallpulvers bzw. einer solchen Metallpulvermischung, ggf. mit Zusätzen von Festschmiermitteln, Sintern des Preßlings mit anschließendem Kalibrieren,

b. Imprägnieren der porösen Buchse mit einem lösungsmittelfreien Kunstharz,

α Aushärten des Kunstharzes,

d. Einformen der Schmierrillen, dadurch gekennzeichnet, daß wendelförmig verlaufende, selbstdruckerzeugende Schmiermittel-Pumprillen von max. 35 μπι Tiefe eingeformt werden und daß zur vollständigen Beseitigung des Kunstharzes im Jagerflächennahen Bereich die imprägnierte Buchse vor dem Aushärten des Kunstharzes gespült wird.