DE4008671A1 - Radial-axialgleitlager in form von bundlager oder bundbuchse sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Radial-axialgleitlager in form von bundlager oder bundbuchse sowie verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Radial-Axialgleitlager in Form
von Bundlagern oder Bundbuchsen, bei welchen der
zumindest an einer Stirnseite vorgesehene, den
Axialgleitlagerteil bildende Bund einstückig mit dem
Radiallagerteil dadurch verbunden ist, daß eine für
Radiallagerteil und Axiallagerteil gemeinsamer
Stützkörper, vorzugsweise aus Stahl, an einer oder
beiden Stirnseiten des gewölbten Radiallagerteiles
radial auswärts zu einem Bund geformt ist und im
Radiallagerteil und Axiallagerteil entsprechend den in
diesen Gleitlagerteilen auftretenden unterschiedlichen
Belastungen unterschiedliche Lagermetalle trägt, wobei
das Lagermetall im Radiallagerteil bevorzugt in Art
eines Dreistofflagers mit guten Notlaufeigenschaften
aufgebaut ist.
Radial-Axialgleitlager dieser Art sind aus DE-OS
39 02 418 bekannt, wobei sowohl der Radiallagerteil als
auch der Axiallagerteil eine Lagermetallschicht,
beispielsweise auf Aluminiumbasis (AlZn4,5) aufweisen
sollen. Die Lagermetallschicht kann aufplattiert sein.
Über die Lagermetallschicht ist sowohl im
Radiallagerteil als auch im Axiallagerteil zunächst
eine Laufschicht, beispielsweise aus PbSnCu-Legierung,
aufgebracht. In einem weiteren Herstellungsgang wird
diese Laufschicht im Radiallagerbereich durch
Ionenbeschuß abgetragen und durch eine aufgesputterte
Laufschicht ersetzt, während im Axiallagerbereich die
galvanisch aufgebrachte Laufschicht erhalten bleiben
soll. Diese bekannten Radial-Axialgleitlager haben
jedoch den Mangel, daß die Behandlung des
Radialgleitlagerteiles mit Ionenbeschuß zur Entfernung
des galvanisch aufgebrachten Gleitschichtbelages und
das anschließend vorzunehmende Aufsputtern einer neuen
Gleitschicht, zeitmäßig und hinsichtlich der
Gestehungskosten des Lagers erheblich aufwendig sind
und eine mehr oder weniger starke Beschränkung in der
Werkstoffkombination von Radiallagerteil und
Axiallagerteil bedingen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, verbesserte
Radial-Axialgleitlager der oben angegebenen Art zu
schaffen, die sich wirtschaftlich günstig herstellen
lassen und wesentlich mehr Kombinationsmöglichkeiten
bezüglich des stofflichen Aufbaus im Radiallagerteil
und im Axiallagerteil bieten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das Lagermetall im Axiallagerteil nur als ein- oder
mehrschichtige Gleitschicht auf den Stützkörper
aufgespritzt ist.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß in dem
normalerweise stärker beanspruchten Radiallagerteil
der Lageraufbau bzw. Schichtenaufbau und die
stoffliche Zusammensetzung praktisch unabhängig von
der für den Axiallagerteil vorgesehenen
Schichtenaufbau und stofflichen Zusammensetzung
gewählt werden können. Dabei lassen sich
Bearbeitungsmethoden einsetzen, die relativ schnell
durchführbar sind und nur geringen Kostenaufwand
bedingen.
Die Erfindung geht von der überraschenden Erkenntnis
aus, daß das Aufspritzen eines Schichtenaufbaus bzw.
einer Gleitschicht im Axialgleitlagerteil keine
nachteilige Beeinflussung am Lageraufbau des
Radiallagerteiles hervorruft und sich ein
aufgespritzter Gleitlageraufbau im Axialgleitlagerteil
durch gute Funktionseigenschaften auszeichnet.
Innerhalb der durch die Erfindung ermöglichten
umfangreichen Kombinationsmöglichkeiten bietet sich
eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
dahingehend, daß das auf den Stützkörper des
Axiallagerteils gespritzte Lagermetall und das
im Radiallagerteil aufgebrachte Lagermetall
Legierungen gleicher Basis, aber unterschiedlicher
Zusammensetzung sind. Beispielsweise können das im
Axiallagerteil auf den Stützkörper gespritzte
Lagermetall und das im Radiallagerteil aufgebrachte
Lagermetall Aluminiumlegierungen unterschiedlicher
Zusammensetzung sein. In anderer, beispielsweiser
Ausführung können das im Axiallagerteil auf den
Stützkörper gespritzte Lagermetall und das im
Radiallagerteil aufgebrachte Lagermetall
Kupfer-Basislegierungen unterschiedlicher
Zusammensetzung sein.
Eine andere, vorteilhafte Kombinationsmöglichkeit ist
beispielsweise dahingehend denkbar, daß das im
Axiallagerteil auf die Trägerschicht gespritzte
Lagermetall eine Aluminium-Basislegierung und
das im Radiallagerteil aufgebrachte Lagermetall eine
Kupfer-Basislegierung sind. Umgekehrt können aber auch
das im Axiallagerteil auf den Stützkörper gespritzte
Lagermetall eine Kupfer-Basislegierung und das
im Radiallagerteil aufgebrachte Lagermetall eine
Aluminium-Basislegierung sein.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen
Radial-Axialgleitlager kommt ein Verfahren in
Betracht, in welchem bei einem durch Aufgießen oder
Aufplattieren des Lagermetalls gebildeten
Schichtwerkstoff in den Bereichen der Biegestellen und
im Axiallagerteil der Stützkörper durch spanende
Bearbeitung von dem Lagermetall freigelegt wird und in
den Bereichen der Axiallagerteile der für dieses
vorgesehene Lagermetall unter Bildung einer
Gleitschicht aufgespritzt wird.
Diese Herstellungsweise läßt spanende Bearbeitung zum
Freilegen des Stützkörpers vom Lagermetall in den für
die Axiallagerteile vorgesehenen Bereichen zu, also
zeitsparende und kostensparende Bearbeitungsweise ohne
Risiko, daß die Bindungsfestigkeit des in den
Axiallagerbereichen aufgespritzten Lagermetalls am
Stützkörper beeinträchtigt werden könnte. Das
Aufspritzen des Lagermetalls in den
Axiallagerteilen kann bevorzugt nach dem Formen des
Bundlagers bzw. der Bundbuchse vorgenommen werden.
Hierdurch ist keinerlei Rücksicht darauf zu nehmen, ob
das aufzuspritzende Lagermetall ausreichende
Bindungsfestigkeit mit dem Stützkörper aufweist, um
die Umformung zum Bundlager oder zur Bundbuchse
unbeschadet zu überstehen.
Andererseits läßt sich durch geeignete
Werkstoffauswahl auch sicherstellen, daß die
Bindungsfestigkeit und die Verformungsfähigkeit der
aus Lagermetallen bestehenden Schichtverbundwerkstoffe
nach dem Aufspritzen ausreicht, um die Umformung zum
Bundlager oder zur Bundbuchse erst nach dem
Spritzvorgang vorzunehmen. Hierdurch läßt sich die
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens steigern. Zur
Durchführung dieser Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens kann in der Weise
vorgegangen werden, daß bei einem Schichtwerkstoff-
Band, das mit einem für den Radiallagerteil
vorgesehenen Lagermetall begossen ist, seitlich des
für den Radiallagerteil vorgesehenen Streifens das
Lagermetall in Seitenbereichen bis auf die Oberfläche
des Stützkörpers fortlaufend abgetragen wird, wobei
die Breite der freigelegten Seitenbereiche den
Axiallagerteilen einschließlich der Biegungsbereiche
entspricht, und daß in diesen freigelegten
Seitenbereichen schmalere Streifenbereiche,
deren Breite denjenigen der zu bildenden
Axiallagerteile entsprechen, durch Spritzen fortlaufend
mit einer Schicht aus für das jeweilige
Axiallagerteil vorgesehenem Lagermetall belegt
werden und daß aus diesem Schichtwerkstoff-Band, ggf.
nach vorherigem Schneiden von Platinen, die Bundlager
oder Bundbuchsen geformt werden.
Das Aufspritzen des für den Axiallagerteil
vorgesehenen Lagermetalls kann im Rahmen der
Erfindung durch Luftplasmaspritzen,
Vakuumplasmaspritzen, Lichtbogenspritzen oder durch
Flammspritzen erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im
folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bundlagerschale in
stirnseitiger Ansicht,
Fig. 2 die Bundlagerschale gemäß Fig. 1 in
Draufsicht auf die Lauffläche des
Radiallagerteiles,
Fig. 3 eine Platine für die Herstellung einer
Bundlagerschale gemäß Fig. 1 und 2 in
Draufsicht,
Fig. 4 die Platine gemäß Fig. 3 im Schnitt 4-4 und
Fig. 5 schematisch das Aufspritzen des für den
Axiallagerteil vorgesehenen
Gleitlagerwerkstoffs nach Umformung der
Platine in eine Bundlagerschale.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine einstückig
hergestellte Bundlagerschale 11, bestehend aus dem
Radiallagerteil 12 und den Axiallagerteilen 13.
Im dargestellten Beispiel ist das Radiallagerteil 12
mit einem Lagermetall 22 versehen, das für hohe
Belastungen ausgelegt ist, während die Axiallagerteile
13 mit einer Beschichtung 27 für erheblich geringer
bezogene Belastungen ausgebildet sein können. Das
Lagermetall 22 ist auf einem Stützkörper 21 in Gestalt
einer stählernen Stützschale aufgebracht.
Ist beispielsweise die Bundlagerschale 11 für ein
Hauptlager bei hochbelasteten Nutzfahrzeugmotoren
gedacht, kann beispielsweise der Radiallagerteil 12
in Art eines hochfesten Dreischicht-Verbundwerkstoffes
(z. B. Stahl/CuPb22Sn2/PbSn10Cu oder
Stahl/AlZn4,5SiCuPbMg/PbSn10Cu oder Stahl/CuPb10Sn10/
AlSn20 [gesputtert]) ausgebildet sein. Am
Axiallagerteil 13 bzw. den Axiallagerteilen sind die
bezogenen Belastungen üblicherweise weniger als
5 N/mm² und damit um ca. eine Zehnerpotenz geringer
als im Radiallagerteil. Darüber hinaus treten die
Belastungen im Axiallagerteil nur kurzzeitig und nicht
als Dauerlast auf. Während im Radiallagerteil
überwiegend hydrodynamische Betriebszustände herrschen,
stellt sich am Axiallagerteil bzw. an den
Axiallagerteilen in den meisten Fällen kein
hydrodynamisches Gleichgewicht ein. Es überwiegen
vielmehr Mischreibungszustände mit hohen
Festkörper-Reibungsanteilen. Für den Axiallagerteil 13
bzw. die Axiallagerteile kommen bei in
Verbrennungskraftmaschinen einzusetzenden
Bundlagerschalen 11 vorzugsweise Beschichtungen aus
AlSn20Cu oder AlPb30 in Frage. Weitere
Lagerwerkstoffkombinationen für den Radiallagerteil 12
und den Axiallagerteil 13 ergeben sich beispielsweise
aus der folgenden Tabelle:
Eine Möglichkeit für die Herstellung von
Bundlagerschalen 11 oder Bundbuchsen ist entsprechend
der Darstellung der Fig. 3 bis 5 wie folgt:
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Platine 25, bestehend
aus Stützkörper 21 sowie den Lagermetallen 22 und ggf.
27, abgeschnitten von einem Endlosband.
Wie der Teil a) von Fig. 4 zeigt, wird der Stützkörper
21 auf der einen Oberfläche vollständig mit einem
Lagermetall 22 belegt. Je nach Zusammensetzung kann das
Lagermetall 22 auf den Stützkörper 21 gegossen oder
plattiert werden. Die Platine 25 wird - wie Fig. 4b
zeigt - an der beschichteten Seite, in den
Seitenbereichen 24, einer spanenden Bearbeitung
unterworfen, bei der ein der Breite "A" des späteren
Radiallagerteiles 12 (Fig. 1) entsprechender Streifen 23
aus Lagermetall 22 erhalten bleibt, der nur noch
evtl. zur Schichtdickeneinstellung bearbeitet wird.
Das Lagermetall 22 wird, wie aus der Zeichnung 4b)
weiterhin ersichtlich, durch die spanende Bearbeitung
bis zum Freilegen des stählernen Stützkörpers 21
entfernt. Aus der derart von einem
Schichtwerkstoffband abgeschnittenen Platine 25
könnten nun Bundlagerschalen 11 oder Bundbuchsen
(nicht dargestellt) gefertigt werden, die
beispielsweise an beiden Stirnseiten je einen Bund bzw.
Axialgleitlagerteil 13 (Fig. 1) aufweisen.
Es ist jedoch auch denkbar, ein derart vorbereitetes
Endlosband nur seitlich auf die für die Herstellung der
Bundlagerschalen bzw. Bundbuchsen erforderliche Breite
zuzuschneiden und direkt (ohne Bildung von Platinen 25)
in einem Rollformverfahren in Bundlagerschalen oder
Bundbuchsen überzuführen.
An der aus einer Platine 25 gemäß Fig. 4b gefertigten
Bundlagerschale oder Bundbuchse werden - wie in Fig. 5
bei 26 angedeutet - die Axiallagerteile 13 durch
Spritzen mit einem Lagermetall 27 anderer
Zusammensetzung als das Lagermetall 22 des
Radiallagerteils 12 beschichtet. Je nach Art des zur
Beschichtung vorgesehenen Lagermetalls 27 kann das
jeweilige Spritzverfahren gewählt werden,
beispielsweise Luftplasmaspritzen,
Vakuumplasmaspritzen, Lichtbogenspritzen oder
Flammspritzen. Das Aufspritzen des Lagermetalls
kann in einem oder mehreren Durchgängen durchgeführt
werden. Falls die Bundlagerschale 11 bzw. die
Bundbuchse mit zwei Axialgleitlagerteilen 13
ausgestattet ist, können beide Axialgleitlagerteile
gleichzeitig beschichtet werden, wie dies Fig. 5
bei 26 andeutet. Es ist aber auch möglich, die
beiden Axiallagerteile 13 in getrennten Arbeitsgängen
nacheinander durch Aufspritzen des Lagermetalls 27
zu beschichten.
In Abwandlung des Verfahrens nach Fig. 5 kann bei
der in Teil b) der Fig. 4 gezeigten Platine 25 an
den von Lagermetall 22 freigelegten Seitenbereichen
24 das Lagermetall 27 für das Axiallagerteil 13 bzw.
die zu bildenden Axiallagerteile aufgespritzt werden,
bevor die Platine 25 zu einem Bundlager 11 geformt
wird.
Aus der gemäß Fig. 4c so vorbereiteten Platine 25
sind dann Bundlagerschalen 11 bzw. Bundbuchsen gemäß
der Fig. 1 und 2 in der oben beschriebenen Weise
herzustellen. Diese abgewandelte Herstellungsweise
eignet sich insbesondere für Großserienfertigung unter
der Voraussetzung, daß das in Seitenbereichen 24
der Platine 25 aufgespritzte Lagermetall 27
ausreichend feste Haftung mit dem Stützkörper 21
eingeht, um das Formen der Bundlagerschale oder
Bundbuchse beschädigungsfrei zu überstehen.
Unabhängig davon, welches Verfahren gemäß Fig. 4b
oder Fig. 4c angewendet wird, bleibt der
Biegungsbereich 14 frei von Lagermetall 22, 27.
Sofern der Radiallagerteil 12 (Fig. 1 und 2) als
Dreischichtverbundlager ausgebildet werden soll,
erfolgt eine Oberflächenbeschichtung des Lagermetalls
22 des Streifens 23 auf galvanischem Wege oder durch
Kathodenzerstäubung (Sputtern). Dieses Aufbringen der
Gleitschicht im Radiallagerteil 12 wäre anschließend an
das Formen der Bundlagerschale 11 vor dem Aufspritzen
des Lagermetalls 27 im Axiallagerteil bzw. in den
Axiallagerteilen 13 denkbar. Jedoch erscheint es
günstiger, das Aufbringen der Gleitschicht auf den
Streifen 23 im Radiallagerteil 12 nach dem Aufspritzen
des Lagermetalls 27 im Axiallagerteil 13 vorzunehmen.
Eventuell ist sogar denkbar, die Gleitschicht im
Radiallagerteil 12 erst aufzubringen, nachdem die
Schmiernuten 15, 18, die Ölbohrung 16 und die
Arretiernocken 17 angebracht sind.
Bezugszeichenliste
11 - Bundlagerschale
12 - Radiallagerteil
13 - Axiallagerteil
14 - Biegungsbereich
15 - Schmiernut
16 - Ölbohrung
17 - Arretiernocken
18 - Schmiernut
21 - Stützkörper
22 - Lagermetall
23 - Streifen
24 - Seitenbereich
25 - Platine
26 - Spritzvorgang
27 - Lagermetall
12 - Radiallagerteil
13 - Axiallagerteil
14 - Biegungsbereich
15 - Schmiernut
16 - Ölbohrung
17 - Arretiernocken
18 - Schmiernut
21 - Stützkörper
22 - Lagermetall
23 - Streifen
24 - Seitenbereich
25 - Platine
26 - Spritzvorgang
27 - Lagermetall
Claims (10)
1. Radial-Axialgleitlager in Form von Bundlager oder
Bundbuchse, bei dem der zumindest an einer
Stirnseite vorgesehene, den Axialgleitlagerteil
bildende Bund einstückig mit dem Radiallagerteil
dadurch verbunden ist, daß ein für Radiallagerteil
und Axiallagerteil gemeinsamer Stützkörper,
vorzugsweise aus Stahl, an einer oder beiden
Stirnseiten des gewölbten Radiallagerteiles radial
auswärts zu einem Bund geformt ist und im
Radiallagerteil und Axiallagerteil entsprechend
den in diesen Gleitlagerteilen auftretenden
unterschiedlichen Belastungen unterschiedliche
Lagermetalle trägt, wobei die Lagermetalle im
Radiallagerteil bevorzugt in Art eines
Dreistofflagers mit guten Notlaufeigenschaften
aufgebaut ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Lagermetall (27) im Axiallagerteil (13) nur als
ein- oder mehrschichtige Gleitschicht auf den
Stützkörper (21) aufgespritzt ist.
2. Radial-Axialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das im Axiallagerteil (13)
auf den Stützkörper (21) gespritzte Lagermetall
(27) und das im Radiallagerteil (12) aufgebrachte
Lagermetall (22) Legierungen gleicher Basis, aber
unterschiedlicher Zusammensetzung sind.
3. Radial-Axialgleitlager nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das im Axiallagerteil (13)
auf den Stützkörper (21) gespritzte Lagermetall (27)
und das im Radiallagerteil (12) aufgebrachte
Lagermetall (22) Aluminiumlegierungen
unterschiedlicher Zusammensetzung sind.
4. Radial-Axialgleitlager nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das im Axiallagerteil (13) auf
den Stützkörper (21) gespritzte Lagermetall (27)
und das im Radiallagerteil (12) aufgebrachte
Lagermetall (22) Kupfer-Basislegierungen
unterschiedlicher Zusammensetzung sind.
5. Radial-Axialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das im Axiallagerteil (13)
auf den Stützkörper (21) gespritzte Lagermetall
(27) eine Aluminium-Basislegierung und das im
Radiallagerteil (12) aufgebrachte Lagermetall
(22) eine Kupfer-Basislegierung sind.
6. Radial-Axialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das im Axiallagerteil (13) auf
den Stützkörper (21) gespritzte Lagermetall (27)
eine Kupfer-Basislegierung und das im
Radiallagerteil (12) aufgebrachte Lagermetall (22)
eine Aluminium-Basislegierung sind.
7. Verfahren zum Herstellen von
Radial-Axialgleitlagern nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem durch Aufgießen oder Aufplattieren des
Lagermetalls gebildeten Schichtwerkstoff in den
Bereichen der später herzustellenden Biegestellen
(14) und Axiallagerteile (13) der Stützkörper (21)
durch spanende Bearbeitung von dem
Lagermetall (22) freigelegt wird und daß in den
Seitenbereichen (24) der Axiallagerteile (13) das
für diese vorgesehene Lagermetall (27) unter
Bildung einer Gleitschicht aufgespritzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufspritzen des Lagermetalls (27) in den
Axiallagerteilen (13) nach dem Formen des
Bundlagers (11) bzw. der Bundbuchse vorgenommen
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem Schichtwerkstoff-
Band, das mit einem für den Radiallagerteil
vorgesehenen Lagermetall begossen ist, seitlich des
für den Radiallagerteil vorgesehenen Streifens des
Lagermetalls in Seitenbereichen bis auf die
Oberfläche des Stützkörpers fortlaufend abgetragen
wird, wobei die Breite der freigelegten
Seitenbereiche den Axiallagerteilen einschließlich
der Biegungsbereiche entspricht, und daß in diesen
freigelegten Seitenbereichen schmalere
Streifenbereiche, deren Breite denjenigen der zu
bildenden Axiallagerteile entsprechen, durch
Spritzen fortlaufend mit einer Schicht aus für
das jeweilige Axiallagerteil vorgesehenem
Lagermetall belegt werden und daß aus
diesem Schichtwerkstoff-Band, ggf. nach vorherigem
Schneiden von Platinen, die Bundlager oder
Bundbuchsen geformt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufspritzen des
für den Axiallagerteil (13) vorgesehenen
Lagermetalls durch Luftplasmaspritzen,
Vakuumplasmaspritzen, Lichtbogenspritzen oder
Flammspritzen erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4008671A DE4008671A1 (de) | 1990-03-17 | 1990-03-17 | Radial-axialgleitlager in form von bundlager oder bundbuchse sowie verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4008671A DE4008671A1 (de) | 1990-03-17 | 1990-03-17 | Radial-axialgleitlager in form von bundlager oder bundbuchse sowie verfahren zu seiner herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4008671A1 true DE4008671A1 (de) | 1991-10-10 |
Family
ID=6402489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4008671A Ceased DE4008671A1 (de) | 1990-03-17 | 1990-03-17 | Radial-axialgleitlager in form von bundlager oder bundbuchse sowie verfahren zu seiner herstellung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE4008671A1 (de) |
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