DE3904020A1 - Verfahren zum herstellen von bauteilen mit geteiltem lagerauge - Google Patents
Verfahren zum herstellen von bauteilen mit geteiltem lageraugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im
Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Aus der DE-OS 32 00 549 ist es bekannt, Pleuel für
Brennkraftmaschinen aus Siliciumkarbid-Material
(Metallpulvern) herzustellen. Weiterhin ist es daraus
bekannt, sowohl verschiedene Sinterverfahren anzuwenden
als auch die fertig gesinterten Bauteile anschließend
spanhebend zu bearbeiten, um die gewünschte Maßhaltig
keit zu erzielen.
Bei der Herstellung von insbesondere Pleuel, aber auch
ganz allgemein von Bauteilen mit einem großen Lagerauge
ist man bisher so vorgegangen, daß das Lager in einer
horizontalen oder - je nach Bauteil - vertikalen Ebene
getrennt wurde. Hierbei ist es dann schwierig, das
Lagerauge maßhaltig zu bearbeiten, weil es aus zwei
Bauteilen besteht. Die Forderung, ein Lagerauge aus zwei
Bauteilen herzustellen, liegt meist darin begründet, daß
die Welle auf die das Bauteil gelagert wird, nicht
geteilt werden kann. Somit muß bei der Montage sicher
gestellt werden, daß die beiden das Lagerauge bildenden
Bauteile absolut maßhaltig sind und auch die im Betrieb
auftretenden Lagerkräfte zu keiner Deformation und damit
zum Ausfall des Lagers führen. Dies stellt auch hohe
Forderungen an die Maßhaltigkeit der Trennfuge zwischen
den beiden das Lagerauge bildenden Bauteilen.
Um eine brauchbare Trennfuge zwischen den beiden Bau
teilen zu erlangen, ist in neuester Zeit vorgeschlagen
worden, die Trennfuge nicht spanabhebend zu bearbeiten,
sondern durch verformungsloses Brechen (Cracken) herzu
stellen. Dies ist bei aus Sintermaterialen bestehenden
Bauteilen ohne weiteres möglich. Es erfordert einen
relativ spröden Werkstoff, der den grundsätzlichen
Anforderungen in Bezug auf Festigkeit widerspricht. Als
weiteres sind zum Cracken relativ tiefe Temperaturen
(rd. -80°C) und hohe Belastungsgeschwindigkeiten erfor
derlich. Hierdurch entsteht der Nachteil, daß zusätz
liche Fertigungskosten anfallen, welche unter Umständen
die Einsparung aus dem teilweisen Entfall der spanenden
Bearbeitung aufheben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstel
len von Bauteilen mit geteiltem Lagerauge aus Sinter
material vorzuschlagen, mit dem die Fertigungskosten
gegenüber der spanenden und der brechenden Herstellung
der Trennfuge verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des ersten Anspruchs gelöst. Erfindungsgemäß werden also
im wesentlichen zwei Arbeitsschritte zur Herstellung
beispielsweise eines Pleuel mit geteiltem Lagerauge
vorgeschlagen. Der erste Arbeitsschritt besteht darin,
daß das Bauteil mit dem integrierten Anteil des Lager
auges vorgepreßt und gesintert wird, ebenso wie das
Bauteil mit dem ergänzenden Lageraugenteil (Lager
deckel). In dem zweiten Arbeitsschritt werden dann die
getrennt gefertigten Bauteile gemeinsam in eine Kali
brierform gelegt und nachgepreßt bzw. kalibriert.
Dadurch wird die Trennfuge zwischen den beiden Bauteilen
formschlüssig ausgebildet. Bei diesem zweiten Arbeits
schritt entstehen Haltekräfte in der Trennfuge, die
ausreichen, um das Pleuel fertig bearbeiten zu können,
ohne daß besondere Spannkräfte zum Halten der beiden
Bauteile notwendig werden. Die entstehenden Haltekräfte
sind jedoch ausreichend klein, um mit geringen Kräften
ohne Beschädigung der Trennfuge die beiden Teile trennen
zu können. Weiterhin ist somit eine montagerichtige
Trennfuge vorhanden, die die gleiche bzw. sogar eine
bessere Qualität aufweist wie spanend hergestellte
Trennfugen, und durch exakte spiegelbildliche Unregel
mäßigkeiten eine Selbstzentrierung der beiden Bauteile
beinhaltet. Somit werden die Fertigungskosten gegenüber
der nur spanenden Fertigung als auch gegenüber dem
Cracken wesentlich reduziert.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 hat den Vorteil, daß
die benötigten Befestigungsbohrungen zum Befestigen der
beiden Bauteile ebenfalls einfach und leicht hergestellt
werden können. Hierzu ist der erste Arbeitsschritt
vorgesehen.
Da üblicherweise in das Lagerauge noch Lagerschalen
eingesetzt werden, und diese hierfür Fixiertaschen
benötigen, wird nach der Weiterbildung nach Anspruch 3
vorgeschlagen, diese Fixiertaschen ebenfalls im ersten
Arbeitsschritt durchzuführen.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Pleuel für
Brennkraftmaschinen angewendet, so ist es notwendig,
dafür Sorge zu tragen, daß das Pleuel mit dem Lager
deckel seitenrichtig montiert wird. Dies gilt auch für
eine spätere Demontage und anschließende Montage. Hierzu
können Zentrierungen verwendet werden, wie Anspruch 4
beschreibt. Diese werden nach einer Weiterbildung der
Erfindung im zweiten Arbeitsschritt durchgeführt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh
rungsbeispiels näher dargestellt.
Es stellen dar:
Fig. 1 ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine nach
dem ersten Arbeitsschritt;
Fig. 2 das Pleuel nach Fig. 1 nach dem zweiten
Arbeitsschritt.
In Fig. 1 ist ein von den Abmessungen her handelsübli
ches Pleuel 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt.
Es besteht aus dem großen Lagerauge 2 und dem kleinen
Lagerauge 3. An dem kleinen Lagerauge 3 wird über einen
Kolbenbolzen ein Kolben der Brennkraftmaschine be
festigt. Das große Lagerauge 2 umschließt einen Zapfen
einer Kurbelwelle. Verbunden sind die beiden Lagerau
gen 2 und 3 über den Schaft 4.
Während das kleine Pleuelauge 3 üblicherweise einteilig
ausgebildet wird, wird das große Lagerauge 2 zweiteilig
ausgeführt, um an einer Kurbelwelle montiert zu werden.
Es besteht aus der an dem Pleuelschaft 4 angeformten
Lagerhälfte 5 und dem Lagerdeckel 6.
Zur Aufnahme zweier in Fig. 1 nicht näher dargestellten
Lagerschalen weist die Lagerhälfte 5 und der Lager
deckel 6 Lagerfixiertaschen 7 auf. Weiterhin sind im
Lagerdeckel 6 Durchgangsbohrungen 8 angeordnet, die in
Gewindebohrungen 9 in der Lagerhälfte 5 münden. Hierüber
wird der Lagerdeckel 6 an der Lagerhälfte 5 befestigt.
Das in Fig. 1 dargestellte Pleuel 1 besteht aus Sinter
material. Es wird wie folgt hergestellt.
Ausgehend von fertiglegierten Pulvern wird auf einer
Pulverpresse die Vorform des Pleuels hergestellt.
Anschließend werden die Vorformen gewogen und in mehrere
Gewichtsklassen eingeteilt. Sodann gelangen diese
Vorformen in den Sinterofen. Nach dem Verlassen des
Sinterofens werden die Vorformen zum Schutz vor Entkoh
lung graphitisiert. Diese graphitisierten Vorformen
werden dann unter Schutzgas auf Schmiedetemperatur
erwärmt und in das vorgewärmte Schmiedewerkzeug einge
bracht. Nach der Lehre der Erfindung geschieht das
Herstellen der Vorformen und das Sintern getrennt für
das Pleuel 1 ohne den Lagerdeckel 6. Dieser wird auf
gleicher Art getrennt hergestellt. In das Schmiedewerk
zeug wird dann der Lagerdeckel 6 an die Lagerhälfte 5
angesetzt und der Schmiedevorgang selbst vollzieht sich
dann den dem komplettierten Pleuel 1. Hierdurch wird
eine Trennfuge zwischen der Lagerhälfte und dem Lager
deckel 6 erzielt, die denen mechanisch bearbeiteter
entspricht. Nach dem Verlassen des Schmiedewerkzeuges
wird das komplettierte Pleuel 1 abgekühlt und einer noch
evtl. anfallenden mechanischen Bearbeitung unterzogen.
Diese mechanische Bearbeitung besteht in der Regel
darin, daß die beiden Lageraugen 2 und 3 nachgearbeitet
werden zur Aufnahme von Lagerschalen bzw. Lagerhülsen.
Hierbei entfällt eine Spannhilfe zum Halten der beiden
Bauteile zueinander, da durch das gemeinsame Pulver
schmieden ausreichend hohe Haltekräfte in der Trennfuge
entstehen. Die so entstandene Trennfuge weist exakt
spiegelbildliche Unregelmäßigkeiten auf, die auch im
späteren Betrieb einem Verschieben der Bauteile gegen
einander entgegenwirkt. Ebenfalls wird das nunmehr
fertig bearbeitete Pleuel 1 noch einsatzgehärtet oder
auch vergütet - je nach Anwendungsfall.
In Fig. 2 ist das Pleuel 1 dargestellt, wie es während
des Schmiedevorganges im Schmiedewerkzeug angeordnet
ist. Ergänzend zu Fig. 1 ist in Fig. 2 noch die Zentrie
rung 10 dargestellt, die während des Schmiedevorganges
angebracht werden kann. Diese Zentrierung 10 hat die
Aufgabe, eine lagegenaue Montage des Lagerdeckels zur
Lagerhälfte 5 zusätzlich sicherzustellen.
Der Vorteil der Pulverschmiedeteile gegenüber gesenk
geschmiedeten Teilen besteht darin, daß pulvergeschmie
dete Teile wegen des Fehlens einer ausgeprägten Ver
zugsrichtung in ihren mechanischen Eigenschaften isotrop
sind. Für Pleuelstangen an Brennkraftmaschinen bedeutet
das, daß die Lebensdauer eines pulvergeschmiedeten
Pleuels die eines konventionell hergestellten Pleuels
übertrifft.
Geeignete Materialzusammensetzungen von Sinterschmiede
stählen zeigt die folgende Tabelle.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen von Bauteilen mit geteil
tem Lagerauge, insbesondere Pleuel für Brennkraft
maschinen, deren Formgebung durch Sintern ge
schieht,
dadurch gekennzeichnet, daß die das Lagerauge
bildenden Bauteile getrennt vorgepreßt und gesin
tert werden und anschließend unter Bildung des
Lagerauges in eine Kalibrierform gelegt und nach
gepreßt (kalibriert) werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbohrun
gen für die beiden, das Lagerauge bildenden Bau
teile während des Vorpressens oder Sinters erzeugt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Fixiertaschen für in
das Lagerauge einzusetzende Lagerschalen während
des Vorpressens oder Sinterns erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentriermarke für
die Montage der beiden Bauteile während des Nach
pressens (Nachkalibrierens) erzeugt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3904020A DE3904020A1 (de) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | Verfahren zum herstellen von bauteilen mit geteiltem lagerauge |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3904020A DE3904020A1 (de) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | Verfahren zum herstellen von bauteilen mit geteiltem lagerauge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3904020A1 true DE3904020A1 (de) | 1990-08-16 |
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Family Applications (1)
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