DEP0007490DA - Gleitende Maschinenteile, wie Lager, Kolben o. dgl. Elemente für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinenteile, die einer gleitenden Beanspruchung unterworfen sind, wie z.B. auf Lager oder auf Kolben für Brennkraftmaschinen.

Zum Aufbau derartiger Maschinenteile werden bekanntlich Schwermetall- oder auch häufig Leichtmetallegierungen benutzt, die nicht nur ausreichende Festigkeit aufweisen, sondern sich auch noch durch gute Gleiteigenschaften auszeichnen. Die Gleitfläche besteht im allgemeinen aus Weichmetall oder einer anderen Metallegierung, die anerkannt gute Lauf- bzw. Notlaufeigenschaften besitzt.

In allen den Fällen, wo die mechanischen Beanspruchungen ein bestimmtes Mass überschreiten oder auch thermische oder andere Einflüsse stark in Erscheinung treten, werden die Lager vorteilhaft aus einem Trag- und einem Gleitkörper aufgebaut. Dabei braucht für die Leichtmetallager nicht ausschliesslich ein Schwermetall, wie vorzugsweise Eisen, verwendet zu werden, sondern es kann auch eine Aluminiumlegierung vorgesehen sein, deren Zusammensetzung sich von der unterscheidet, die direkt als Laufschicht dient.

Um die Einlaufschwierigkeiten bei Bronze-, Rotguss- oder Gusseisenlagern zu überwinden, ist auch schon im einschlägigen Schriften empfohlen worden, die Bronze usw. mit einem dünnen Lagermetallüberzug von höchstens einigen 100stel mm Dicke zu versehen. Der Metallüberzug soll schon nach wenigen Stunden Laufzeit in der Druckzone des Lagers vollständig ver- schleissen. Dieser sehr dünne Ueberzug wird mittel eines Lotes, wie vorzugsweise Zinn, mit dem eigentlichen Lagerfutter verbunden und auf das letztere galvanisch aufgebracht. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Ausführung gegenüber der Verwendung von Weichmetallen für die Laufschicht verschleissfester und druckfester ist.

Während der letzten Jahre sind ferner auch die Silberlager bekannt geworden. Das Silber dient dabei nicht direkt zur Uebernahme der Laufeigenschaften; es wird vielmehr galvanisch mit duktilen Metallen, wie Zinn oder Blei, in Stärken von 60-30(My) überzogen. Die Zinn- oder Bleischicht erhielt dabei noch eine Auflage aus Indium, die mittels Wärme in die Grundwerkstoffe eindiffundiert wurde. Die Zinn- bzw. Bleischicht konnte auf diese Weise verfestigt und gegen den Angriff organischer Säuren korrosionsbeständiger gemacht werden.

Die Erfindung löst die Aufgabe, Leichtmetallager bzw. Kolben oder andere einer gleitenden Beanspruchung unterworfene Maschinenteile aus Aluminiumlegierungen herzustellen, deren Lauffläche aus anderen Metallen angefertigt ist, die in Form einer sehr dünnen Schicht aufgebracht werden.

Es hat sich nämlich gezeigt, dass die praktische Verwertung von Leichtmetallagern bisher immer noch dadurch erschwert wurde, dass nur bestimmte Aluminiumlegierungen den mannigfachen Anforderungen der verschiedenen betrieblichen Verhalten der Maschinen gewachsen waren. Vor allem konnte die bezüglich der Notlaufeigenschaften erforderliche Sicherheit nicht vollauf gewährleistet werden, sodass die Gefahr des Festfressens der Welle und deren Verschweissung mit dem Lagermetall bestand.

Um diesen Nachteil zu beheben, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, eine aus Blei, Zinn, Kadmium oder dergl. ähnlichen Metallen bestehende Laufschicht auf eine an sich bekannte und für Lagerschalen brauchbare Aluminiumlegierung unter Verwendung einer Zwischenschicht galvanisch aufzubringen, die den Elektrolyten gegen Korrosionsangriffe schützt. Metalle, die bei der Verbleiung bzw. Verzinnung oder beim Ueberziehen mit Kadmium eine Gewähr hierfür bieten, sind Kupfer, vorzugsweise aber Nickel oder ähnlich wie Nickel wirkende Metalle. Bei der Herstellung eines erfindungsgemässen Lagers wird zweckmässiger so vorgegangen, dass die zur Aufnahme der Laufschicht bestimmte Fläche des Aluminiumlagers grob vorgearbeitet, dann gebeizt, galvanisiert und schliesslich durch Feinbohren, Honen oder Räumen auf das gewünschte Einbaumass gebracht wird.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die galvanisch aufgebrachte Zinn-, Blei- bzw. Kadmiumschicht mit Härtnern oder Korrosionsschutzbildnern wie Antimon, Kupfer, Indium oder ähnlich wirksamen Metallen zu veredeln und auf die endbearbeitete Laufschicht aufzudiffundieren.

Aus Aluminium hergestellte Lager nach Art der Erfindung können auch mit besonderen Tragkörpern nach Art der zweiteiligen Lager in Verbindung gebracht werden, wobei die Aluminiumlegierung mit der neuen Laufschicht zusammen als Gleitkörper dient. Zweckmässig wird bei eienr solchen Ausführung eine als Tragkörper dienende Stahlstützplatte mit einer Aluminiumplatine durch Walzen verbunden, alsdann zu einem Rundkörper verformt, bearbeitet, gebeizt und galvanisiert.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens.

Die Abb. 1 stellt im Querschnitt ein Vollwandlager dar, während

Die Abb. 2 ein Lager mit Trag- und Gleitkörper veranschaulicht.

Eine aus einer Aluminiumlegierung bestehende Lagerschale a besitzt eine Zwischenschicht aus Nickel oder einem nickelähnlichen Metall b, auf die die eigentliche Laufschicht c auf elektrolytischem Wege aufgebracht worden ist.

In der Abb. 2 bedeutet d den Tragkörper eines zweiteiligen Lagers, der aus Eisen oder einem Eisenwerkstoff, vorzugsweise Stahl, oder auch aus einer Aluminiumlegierung besteht. Der als Gleitkörper ausgebildete Teil ist mit e bezeichnet und besteht aus einer anders zusammengesetzten Aluminiumlegierung. Er weist ebenso wie in Abb. 1 eine Zwischenschicht f und die eigentliche Laufschicht g auf. Trag- und Gleitkörper sind vorteilhaft durch Aufwalzen miteinander verbunden.

In beiden Fällen sind in die galvanisch aufgebrachte Zinn-, Blei- bzw. Kadmiumschicht c bzw. g nach der Endbearbeitung der Laufschicht Härtner oder Korrosionsbildner, vorzugsweise Antimon, Kupfer oder Indium, eindiffundiert.

Claims (3)

1.) Gleitende Maschinenteile, wie Lager, Kolben oder dergl. Elemente, aus einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die in an sich bekannter Weise auf elektrolytischem Wege aufgebrachte eigentliche Laufschicht (c, g) aus Blei, Kadmium oder Zinn in einer Stärke von höchstens 0,1 mm ausgebildet und unter Verwendung einer Zwischenschicht aus Kupfer, Nickel oder nickelähnlichen Metallen (b, f) mit der Aluminiumlegierung (a, e) verbunden ist.

2.) Verfahren zur Herstellung der gleitenden Maschinenteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanisch aufgebrachte Laufschicht (c, g) mittels Feinbohren, Honen oder Räumen auf das Einbaumass gebracht wird.

3.) Verfahren zur Herstellung der gleitenden Maschinenteile nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Endbearbeitung der Laufschicht (c, g) Härtner und Korrosionsbildner in Form von Antimon-, Kupfer- oder Indiumkristallen eindiffundiert werden.