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Gleitstücke und andere auf Gleitverhalten beanspruchte Körper Gegossene,
sei es in Ein- oder Mehrstoff oder als Verliniic[kiirl>er ausgeführte massive Lager
und andere derart leergestellte, auf Gleitverhalten beanspruchte \'faschinenteile,
wie Gleitbahnen an Werkzeugmaschinen, Gleitstücke und ähnliches, haben gegenüber
solchen Körpern aus Sintermetallen den Vorteil einer verhältnismäßig gröl.iereti
Festvgkeit und Härte. Dagegen fehlt ihnen die Fähigkeit, eine selbsttätige Schmierwirkung
zii entfalten, wie sie den porösen ölgetränkten Sinterkörpern eigen ist. Letztere
stellen dadurch, zumal bei sonst ungünstigen Schmierliedingtingeii oder gar Fehlen
äußerer Ölzufuhr, besonders bei schleichenden oder durch häufiges Wiederanlaufen
unterbrochenen Gleitgeschwindigkeiten, in ihrer Betriebssicherheit insofern überlegene
Lagerkörper oder Maschinenteile dar.
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Diese Zusammenhänge führen zu dem erfindungsgem:ißen Vorschlag, Elemente
der ei.n:gangs umschriebenen Art je nach der Art und den Stellen ihrer Beanspruchung
und den besten Möglichkeiten der Entfaltung ihrer besonderen Eigenart teils als
massive Körper, teils als Sinter'körper auszugestalten. So lassen sich z. B. Lager
an Schwermaschinen, an Druckwalzen in der Gummi-, Textil- und Papierindustrie usw.
derart zusammensetzen, daß
bei solchen meist mehrteiligen Lagern
oder gar mehrteiligen Lagerschalen nur ein Teil oder mehrere Teile .davon in massiver,
andere dagegen in gesinterter Ausführung gewählt werden. Bei Gleitstücken und anderen
auf Gleitverhalten beanspruchten :Maschinenteilen läßt sich der Gedanke einer solchen
Verbindung dadurch verwirklichen, daß man in die aus Bronze oder Grauguß bestehende
Gleitbahn einen Sinterstreifen aus Sinterbronze oder Sintereisen einlegt. Insbesondere
lassen sich Achslagerschalen für Schienenfahrzeuge auf diese Weisevorteilhaftausstatten,
wie im folgenden näher beschrieben wird.
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Diese Achslager sind im allgemeinen als Bronzegußlager oder als Verbundlager
in Gebrauch und bestehen in letzterem Fall aus einem Stahlstützkörper mit einer
Auskleidung von Rotguß und einer Weißmetallschicht oder von einem Bleibronzeausguß,
der meistens mittels eines Verzinkungsverfahrens mit dem Stahlkörper verbunden wird.
Sie laben neben den senkrecht nach oben wirkenden Druckkräften stoß- oder schubmäßig
in axialer und radialer Richtung wirkende Kräfte aufzunehmen und müssen einebetriebssichere
Lauffläche gewährleisten. Diese wird in hohem Maße durch die betrieblich bedingte
zwangsläufige und oft unzuläng-. liche Art der Schmierung beeinträchtigt. Zwar nimmt
die Achswelle aus der in ihrem unteren Bereich angeordneten Ölfilzschmierung ständig
01 auf und leitet dieses in den Bereich des Laufspiegels der,Achslagerschale.
Ein Laufen jedoch im Gebiet einer reinen Flüssigkeitsreibung, die eine metallische
Berührung zwischen Lauffläche und Achswelle verhindert, kommt dabei nur unvollkommen
zustande. Die Lauffläche und damit das Lagerspiel werden infolgedessen mit zunehmender
Betriebsdauer und zunehmendem Abrieb nicht unerheblich verbreitert, was Heißläufe
oder Reparaturanfälligkeit zur Folge hat. Letztere kann zwar und meist mehrmals
bei einer Schale durch ein entsprechendes Ausdrehen behoben werden, sofern sie neeehtzeitig
erkannt wird. Andernfalls ist ein Heißlaufen und- damit -die Gefahr der Zerstörung
nahegerückt.
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Der nachstehend gleichzeitig als Ausführungsbeispiel für den eingangs
erörterten Grundgedanken zu erläuternde Erfindungsgedanke strebt eine Verbesserung
des Oberflächenschutzes des Laufspiegels durch eine größere Gewähr für eine ausreichende
Schmierung an diesen Stellen an. Für Lagerorgane, zumal solche, die unter robusten
Betriebsverhältnissen zu arbeiten haben, bei denen ein zuverlässiges Überwachen
der Schmierung untunlich ist, eignen sich in bekannter Weise :im Sinterverfahren
hergestellte poröse Lagerkörper, die mit Öl oder anderen Schmierstoffen getränkt
sind, da sie längere Zeit ganz ohne weitere Schmierung arbeiten oder eine zusätzliche
Schmierung wirksam unterstützen.
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Wenn auch je nach der Auswahl der Metallpulver, aus denen der Sinterkörper
aufgebaut ist, und je nach dem Maß der Verfestigung und der Art der Sinterung hinsichtlich
mancher statischen Eigenschaften .des Sinterlagerkörpers ein solcher einem gegossenen
Körper im Einzelfall nicht nachzustehen braucht, so dürfte es doch schwierig sein,
für Achslagerschalen der hier vorzugsweise in Rede stehenden Art einen Sinterkörper,
zumal für eine rationelle Fertigung, zu entwickeln. Dagegen sprechen die schon hervorgehobenen
mannigfachen Anforderungen, die an ein betriebstüchtiges Achslager gestellt werden.
Ähnlich liegt es bei den meisten Gleitlagerschalen in anderen Verwendungsbereichen
und bei Gleitstücken, Gleitflächen und anderem.
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In Verfolg des grundlegenden Erfindungsgedankens wird aueh bei der
Acihslagerschal-e eine Kombination des im üblichen Metallguß gewonnenen Lagerkörpers
mit Elementen aus Sinterstoffen angestrebt, um letztere dort einzusetzen, wo ihre
überlegenen Eigenschaften nutzbar gemacht werden können und ihre Schwächen zurücktreten.
Das ist hier in demjenigen Teil der Achslagerschale der Fall, der als Trag- und
Gleitfeld vorzugsweise in Anspruch genommen wird. Hier wirkt sich ein poröser ölgetränkter
Sinterkörper als Element eines Kapillargleitlagers aus. Er sichert den Nachfluß
des eingeschlossenen Schmiermittels zum Gleitfeld und gewährleistet, zumal mit dem
von der Achswelle herangeführten 01, das nicht nur unmittelbar zur Schmierung
dient, sondern zum Teil auch in die Kapillare eindringt und hier eine Depotergänzung
bedeutet, eine Art Dauerschmierung. Diese Schmierwirkung kann durch eine geeignete
Zugabe von kolloidalem Graphit zu den Sinterstoffen noch wirksam gefördert werden,
wobei die Graphitteilchen einen Schutzfilm für die Lauffläche bilden und überdies
verschleißhemmend wirken. Die an sich bekannte Einbringung von i bis 5 Volumprozent
als Graphitzusatz zu dem Metallpulvergemisch bereitet beim Sinterprozeß keine Schwierigkeiten,
während sogar größere Zusätze im Schmelztiegel praktisch völlig verlorengehen.
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Die für den jeweiligen Verwendungszweck erforderlichen und genügenden
Druck-, Stauchfestigkeits- sowie Härtewerte lassen sich durch die Auswahl -der Sinterstoffe,
das Maß ihrer Verdichtung und den Sinterverlauf sowie den Porositätsgrad, mit dem
man den Sinterkörper ausstattet, in weitem Bereich beherrschen. Geeignete Stoffe,
ihre Zusammensetzung und Behandlung bei der Sinterung sind bekannt und im Schrifttum
vielseitig erörtert.
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Der Sinterkörper wird in Form eines der Achsenlänge des Lagers entsprechenden
Streifens in eine dafür vorgesehene Ausnehmung in die im übrigen in bekannter Weise
mit Bleibronze oder Rotgußw-eißmetall ausgekleidete Lagerschale eingelegt, wobei
die Ausnehmung zweckmäßig bis in den Stahl -der Stützschale hinein vorgesehen und
bis auf eine geringfügige Kantenbrechung in diesem Bereich rechteckig gehalten wird.
Für die Verbindung der Auflagefläche des Einlegestreifens mit ziem Stahlkörper genügt
ein gutes Weichlot. Durch diese Maßnahmen wird ein radiales Verschieben des Streifens
unterbunden sowie auch axialen Schub-und Stoßkräften hinreichend begegnet. Der nach
der Einlegung über die Lauffläche hinausragende Teil des Streifens wird durch spanabhebende
Bearbeitung
mittels Diamant- oder Ilartmetallschneide, die eine Oftenlialtung der Poren ge-,N"älirleisten,
abgeglichen.
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Das Verfahren ist sowohl bei der Neuanfertigung von Lagern der gedachten
Art anwendbar als auch bei solchen, die wegen zti breit gewordenen Laufspiegels
ausgedre:lit «-erden müssen, und endlich auch bei Lagern, die nach mehrmaligem Atisdrlien
wegen zu diinn gewordenen Ausgusses ein Ausdrehen nicht mehr gestatten und daher
neu ausgegossen werden müßten. Der gesamte hierbei in ,\Iitleidenscliaft gezogene
Teil des Ausgusses kann alsdann durch Einlage eines Sinterstreifens entsprechender
Abmessungen ersetzt und das Lager so wieder als vollwertig hergerichtet werden.
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Wenn die einet starken 131eig e@lialtes in dem Sinterkörper für die
Verbindung seiner Auflagefliiche mit dein Stahlkörper durch das Weichlot störend
ist, kann <lern dadurch begegnet werden, daß der Einlegekörper in seinem dem
Stahlkörper zugewandten Teil allein aus gesintertem Kupferpulver und der dem Lauffeld
zugewandte Teil aus dem hier gewünschten Kupfergemisch gestaltet wird.
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Statt der Porosit«it des gesinterten Einlegekörpers auszunutzen, um
sie mit ÖL oder einem anderen Schmierstoff zu tränken, kann es ausreichend und daher
angezeigt sein, statt dessen Blei als Schmiermittel in den Einlegekörper zu bringen.
Mit -dein in dieser N\'cise ausgerüsteten, an sich bekannten Sinterkörper wird im
übrigen wie vorbeschrieben verfahren.
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In der Zeichnung (Abb. i) wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
an einer mittig axial durchgeschnittenen Ac islagerschale veranschaulicht. Sie besteht
aus einer Stahlschale i, die mit einem die Laufspiegelfläche bildenden Blei-1>ronze\,erlit.iiilanuguß
2 verseben ist. Die Laufspiegelfläclie ist also bis auf den Einlegestreifen 3 in
gegossener 131eilironze ausge.fülirt, so daß insbesondere die stirn- und längsseitigen
Stöße aus gegossener Bleibronze bestclien. Der in der Mitte der Laufspiegelfläche
angeordnete Einlegestreifen 3 bestelit aus Sinter«erkstoff. Er Hält oben und unten
Abstand von den st.iriseitigen Begrenzungen des Lagers und liegt finit seiner Rückseite
in einer Weichlotsclücllit 4 auf der Stahlschale i, wobei er von allen Seiten in
die ilin umeliende 13leiibronze 2 eingebettet ist.
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Abfi. 2 zeigt die Achslagerschale in einem mittig radial verlaufenden
Schnitt, wobei die radiale Erstreckung des Einlegestreifens 3 und sein Abstand von
den längsseitigen Begrenzungen des Lagers ersichtlich sind.