DE3705904A1

DE3705904A1 - Eingiessbare buchse

Info

Publication number: DE3705904A1
Application number: DE19873705904
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Maus; Rolf Dr Kottmann
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-09-01

Description

Die Erfindung betrifft eine eingießbare Buchse, eine Führung, einen Liner für eine gleitende Lagerung oder Führung in einem Gußteil aus metallischem Grundwerkstoff.

Der Gebrauch solcher Buchsen, Führungen, Liner kann sich dabei auf verschiedenste Anwendungen erstrecken, beispielsweise auf Ventilführungen, Zylinderlaufbahnen, im weiteren Sinne auch auf Ventilsitze und dergleichen, die überall dort verwendet werden, wo das aufnehmende Grundmaterial keine guten Festigkeits-, Bearbeitungs- oder Gleiteigenschaften aufweist.

Üblicherweise werden Buchsen zu den genannten Zwecken eingepreßt oder eingeschrumpft, womit der Nachteil verbunden ist, daß sowohl die Außenfläche der Buchse als auch die entsprechende Aufnahmebohrung vorher mechanisch bearbeitet werden müssen. Dies erhöht die Herstellkosten. Aus der DE-A-30 21 621 ist es bereits bekannt, eine Lagerbuchse aus metallischem Werkstoff auf einen Formkern aufzuspritzen und anschließend in einen Grundkörper aus nichtmetallischem Werkstoff einzugießen. Hierbei handelt es sich um Gußteile mit Lagerbuchsen, die nur geringeren mechanischen belastungen standhalten und aufgrund des Grundwerkstoffes nur in wenigen Fällen zur Anwendung kommen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Buchse der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Verwendung moderner Lagerwerkstoffe ermöglicht und unabhängig vom Grundwerkstoff universell zur Anwendung kommen kann. Die Lösung besteht darin, daß die in Flamm- oder Plasma-Spritztechnik hergestellte Buchse einen geschichteten oder gradierten Aufbau aufweist, wobei die äußere Schicht im Werkstoff demjenigen des Grundmaterials zumindest teilweise entspricht und die innere Schicht aus dem Werkstoff des benötigten Lagermaterials besteht. Unter dem Begriff gradiert ist hierbei im Gegensatz zum geschichteten Aufbau ein quasi-stetiger Übergang der Materialzusammensetzungen zu verstehen, wobei die innere und/oder die äußere Schicht jedoch auch über eine bestimmte Dicke von gleichmäßiger Zusammensetzung sein können. Die erfindungsgemäße Wirkung ist darin zu sehen, daß unabhängig vom Werkstoff der inneren Lagerschicht, für die z. B. auch Keramik oder ähnliches Verwendung finden kann, eine sichere Anbindung der Buchse an das Grundmaterial beim Eingießen verwirklicht wird. bei keramischen Lagerwerkstoffen kann es aufgrund der hohen Sprödigkeit bei zu erwartenden Stoßbelastungen günstig sein, zwischen der inneren Schicht aus Lagerkeramik und der äußeren Schicht aus dem Teil des Grundwerkstoffes eine Zwischenschicht aus Faserverbundwerkstoff vorzusehen, die ebenfalls in Spritztechnik oder auch in Wickeltechnik hergestellt werden kann.

Die eingegossene Buchse kann in üblicher Weise innen mechanisch bearbeitet werden, wozu ein entsprechendes Bearbeitungsaufmaß bei der Herstellung vorzusehen ist. Sofern es gelingt, die Buchse beim Eingießen sehr genau zu positionieren, ist ein derartiges Bearbeiten ggf. verzichtbar, insbesondere bei kurzen Buchsen oder Sitzen, die nicht mit weiteren Anordnungen fluchten müssen. Für solche Buchsen kann eine besondere Anlaufschicht bereits bei der Herstellung in Spritztechnik vorgesehen werden. Diese Schicht kann bei der Herstellung jedoch auch in Form einer Metallfolie aufgelegt werden. In gleicher Weise könnte eine dauerhafte, besonders harte und glatte Laufschicht erzeugt werden.

Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Buchsen besteht darin, die Buchse in an sich bekannter Flammspritz technik oder Plasmastrahlspritztechnik auf einen rotierenden Kern aus einer festen Position aufzuspritzen, wobei die Zugabe zumindest zweier verschiedener Spritzpulver in zeitlicher Abfolge oder unter allmählicher Veränderung der Mengenanteile erforderlich ist. Auf den Kern ist vorzugsweise zunächst ein Trennmittel aufzubringen.

Nach einem zweiten Verfahren, das auf Buchsen größeren Durchmessers bevorzugt anwendbar ist, wird in an sich bekannter Flammspritztechnik oder Plasmastrahlspritztechnik das Buchsenmaterial in eine rotierende Hülse aus fester Position eingespritzt, die Bestandteil der Buchse wird und die äußere, dem Grundmaterial des späteren Gußteiles entsprechende oder angepaßte Materialzusammensetzung hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsaxialschnitt und

Fig. 2 die Einzelheit II der Fig. 1.

Eine Buchse 1 kann (vergl. Fig. 2) als innerste, Anlaufschicht eine Metallfolie 11 aufweisen. Hierauf folgt eine weitere Schicht 12 aus Lagermetall bzw. -keramik, die im wesentlichen die Lagereigenschaften der Buchse bestimmt. Es folgt eine weitere, ebenfalls im Flammspritz- bzw. Plasmaspritzverfahren hergestellte Schicht 13, die neben einem überwiegenden Teil des Lagerwerkstoffes auch einen geringeren Anteil desjenigen, meist metallischen Werkstoffes aufweist, aus dem der Grundkörper 2 hergestellt ist, in den die Buchse 1 eingesetzt wird. Als nächstes kann eine weitere Schicht 14 aus in Gewebe- oder Mattenform aufgebrachten Fasern folgen, wofür Glas-, Aramid- oder Bornitritfasern gewählt werden können. In weiteren Schichten 15, 16 wird zunehmend der Anteil des Grundmaterials erhöht und derjenige des Lagermaterials verringert, so daß schließlich eine problemlose Verbindung durch das Angießen des Körpers 2 erreicht wird. In der Praxis wird sich die Anzahl der Schichten höher belaufen als hier dargestellt, um einen allmählicheren Übergang von dem einen zum anderen Material zu erreichen.

Claims

1. Eingießbare Buchse, Führung, Liner (1), für eine gleitende Lagerung oder Führung für ein Gußteil (2) aus metallischem Grundwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die in Flamm- oder Plasma-Spritztechnik hergestellte Buchse (1) einen geschichteten oder gradierten Aufbau (11-16) aufweist, wobei die äußere Schicht (16) dem Werkstoff des Grundmaterials zumindest teilweise entspricht und die innere Schicht (11) aus dem Werkstoff des benötigten Lagermaterials besteht.

2. Buchse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (12) mit einer zusätzlichen Beschichtung (11) für Einlaufzwecke versehen ist.

3. Buchse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (11) ein Bearbeitungsaufmaß aufweist.

4. Buchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (11) aus Lagermetall besteht.

5. Buchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (11) aus Lagerkeramik besteht.

6. Buchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der inneren (11) und der äußeren Schicht (16) ein Werkstoff (14) mit geringem E-Modul zwischengeschaltet ist.

7. Buchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der inneren (11) und der äußeren Schicht (16) aufgespritztes oder in Matten aufgelegtes Fasermaterial (14), insbesondere aus Kohlenstoff-, Glas-, Aramid-oder Bornitritfasern mit einer elastischen Matrix vorgesehen ist.

8. Buchse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserarmierung (14) in die innere (13) und/oder äußere Schicht (15) mit eingebunden ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer eingießbaren Buchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (1) auf einen vorzugsweise rotierenden Kern aufgespritzt und ggf. mit diesem gebrannt wird, mit welchem sie zusammen im Grundmaterial (2) eingegossen wird.

10. Verfahren zum Herstellen einer eingießbaren Buchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schichten (11, 12) der Buchse (1) in einer vorzugsweise rotierenden Hülse aus dem Grundmaterial eingespritzt werden und die Buchse mit einem Kern verfüllt wird, mit welchem sie zusammen im Grundmaterial eingegossen wird.