DE901892C

DE901892C - Verfahren zur Herstellung von Laufbahnen tragenden Kugel- oder Rollenlagerteilen

Info

Publication number: DE901892C
Application number: DEH10888A
Authority: DE
Inventors: Sven Ingvar Hulthen
Original assignee: Husqvarna Vapenfabriks AB
Current assignee: Husqvarna Vapenfabriks AB
Priority date: 1948-12-04
Filing date: 1949-12-04
Publication date: 1954-01-18

Description

Verfahren zur Herstellung von Laufbahnen tragenden Kugel-oder Rollenlagerteilen Bei der üblichen Herstellung von Lagerschalen und Lagerkonussen für Kugel- und Rollenlager legt man großen Wert auf die Auswahl des Materials auf die Wärmebehandlung, da nur durch Verwendung hochwertiger Werkstoffe und eine sorgfältig durchgeführte thermische Behandlung solche Teile mit zufriedenstellenden Eigenschaften und hoher Lebensdauer zu erhalten sind.
Bei der Herstellung von Lagerschalen und Lagerkonussen für Fahrräder verwendet man als vielfach, da diese Teile meistens durch Drehen auf Automaten, Einsatzhärtung und Schleifen hergestellt werden, sogenannten Automatenstahl. Aus solchem Material hergestellte Teile weisen jedoch häufig schon nach kurzer Gebrauchsdauer an den Laufbahnen Verletzungen und Unebenheiten auf.
Unter diesen Umständen war nicht zu erwarten, daß sich Teile der hier in Frage kommenden Art mit ausreichenden Güteeigenschaften auf pulvermetallurgischem Wege herstellen ließen. Es ist vielmehr eine allgemeine Auffassung, daß die Teile der Kugel- und Rollenlager, die die Laufbahnen tragen, eine äußerst hohe Dichte aufweisen müssen, die sich auf pulvermetallurgischem Wege nicht erzielen lasse, da Sinterkörper aus Eisen oder Stahl trotz aller Bestrebungen, hohe Dichte zu erreichen, immer noch eine gewisse Porosität aufweisen. Demzufolge wäre eine sehr schnelle Abnutzung der Laufbahnen bei Kugel- oder Rollenlagern, die auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt worden sind, zu erwarten.
Ausgeführte Versuche haben aber überraschenderweise ganz andere Resultate ergeben, und die vorliegende Erfindung ist darin zu sehen, daß Teile der hier in Frage kommenden Art nach pulvermetallurgischem Verfahren hergestellt werden, allerdings in einer vom bisher üblichen abweichenden Weise, die sich dadurch kennzeichnet, daß die Teile zunächst auf eine von der endgültigen Form abweichende, zweckmäßig sogar stark abweichende Form vorgepreßt werden, besonders was die Laufbahnen betrifft, darauf gesintert und anschließend unter starker Komprimierung des Laufbahnenmaterials auf ihre endgültige Form gebracht werden.
Praktische Versuche wurden so ausgeführt, daß man aus einem Ausgangsmaterial aus 97% Eisenpulver und 3% Kupferpulver durch Vorpressen, Sintern, Fertigpressen, Aufkohlen und Härten Lagerkonusse und Lagerschalen herstellte und diese in einem für den Zweck hergestellten Probelager prüfte. Vergleichende Versuche wurden in demselben Lager mit Lagerschalen und Lagerkonussen, die nach den gewöhnlichen Verfahren mit spanabhebender Bearbeitung hergestellt waren, ausgeführt. Das Probelager enthielt zwölf auf einen Mitteldurchmesser von 34 mm verteilte Kugeln, war mit 9o kg belastet und drehte sich dabei mit einer Geschwindigkeit von Iooo Umdrehungen je Minute. Mit beiden Arten von Lagerschalen und Lagerkonussen wurden etwa zehn Versuche durchgeführt. Es zeigte sich, daß die gemäß dem gewöhnlichen, spanabhebenden Bearbeitungsverfahren hergestellten Lagerkonusse bzw. Lagerschalen durchweg den auf die vorbeschriebene Weise auf pulvermetallurgischem Wege hergestellten Teilen unterlegen waren. In keinem Fall hielten die nach dem gewöhnlichen Verfahren hergestellten Lagerkonusse und Lagerschalen länger als I3I Stunden, ohne daß die Laufbahn Beschädigungen aufwies. Die auf pulvermetallurgischem Wege hergestellten Lagerschalen waren dagegen selbst nach einer Laufzeit von I5o Stunden in keinem Fall angegriffen. An den Laufbahnen waren noch nicht einmal Zeichen von Abnutzung sichtbar. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn die Teile aus legierten oder nichtlegierten hochkohlenstoffhaltigen Stählen hergestellt und gehärtet wären.
Es ergibt sich also, daß es für die Erreichung der angeführten günstigen Resultate notwendig ist, die auf pulvermetallurgischem Wege hergestellten Gegenstände einer so kräftigen, eine plastische Formveränderung herbeiführenden Druckbehandlung zu unterziehen, daß die Laufbahnen eine sehr hohe Dichte erhalten. In der Praxis läßt sich dies am besten dadurch erreichen, daß die Werkzeuge zum Vorpressen der Teile aus dem Pulver derart ausgestaltet werden, daß sich noch nicht die Endform, sondern eine von dieser abweichende Form ergibt. Die Fertigwerkzeuge werden dann so ausgeführt, daß die Laufbahnen in das Material der aus Pulver vorgepreßten und einmal gesinterten Teile eingedrückt werden. Daran schließt sich dann eine Wärmebehandlung, erforderlichenfalls nach vorausgegangener Flächenaufkohlung. Wenn die gegebenen Toleranzen es erfordern, können die Laufbahnen in bekannter Weise geschliffen werden.
Bei Radiallagern kann die nach Vorpressen und Sintern erforderliche Formgebung der Laufbahnen durch Walzen in einer für den jeweiligen Zweck geeigneten Maschine vorgenommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Laufbahnen tragenden Kugel- oder Rollenlagerteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile nach pulvermetallurgischem Verfahren hergestellt werden, wobei die Teile auf eine von der endgültigen Form abweichende, insbesondere stark abweichende Form gepreßt, gesintert und dann unter starker Pressung in die Endform gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Endformgebung durch Pressen, Walzen oder ein ähnliches Verfahren vorgenommen wird.
3. Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile wärmebehandelt oder gehärtet werden.
Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile aufgekohlt, insbesondere flächenaufgekohlt, und wärmebehandelt oder gehärtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile aus einem Gemisch von ungefähr 970110 Eisenpulver und 3 % Kupferpulver hergestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Teile aus hochkohlenhaltigem legiertem oder unlegiertem Sinterstähl hergestellt werden.
7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 6 auf die Herstellung von Fahrradkugellagern.