DEP0031872DA - Dichtungen, Lagerschalen u. dgl. gleitend beanspruchte Maschinenteile - Google Patents

Description

Die neue Erfindung betrifft ringförmige und geteilte Dichtungen, Lagerschalen und ähnliche gleitend beanspruchte Maschinenteile, die auch bei hohen Temperaturen selbstschmierend und dicht sind. Dies Dichtungen können in Richtung der Achse oder des Innenumfanges beansprucht werden. Die neuen Dichtungen werden aus Gemischen von volumenmässig überwiegend Graphit, daneben Eisen- und anderen Metallpulvern unter Hohem bis sehr hohem Druck, jedoch ohne Sinterung oder eine andere Wärmebehandlung, hergestellt. Alle Metalle werden äusserst fein, nämliche bis zur Grösse von wenigen Mikron, zerkleinert. Besonders geeignet für die neuen Mischungen sind Metallbronzen, wie sie bisher nur für Anstrichzwecke, zum Spritzmetallisieren oder für ähnliche Oberflächenbehandlungen benutzt worden sind. Diese Metallbronzen weisen zufolge ihres Herstellungsverfahrens Blättchenform auf, wodurch sich eine besonders gute Einspannung des Graphits ergibt. Für die neuen Dichtungen verwendbar sind in erster Linie in an sich bekannter Weise Graphit- und Kupferpulver bzw. Kupferbronze. Ferner die Pulver von Eisen, Zinn, Messing und Blei, unter

Umständen auch Pulver aus Metallegierungen, schliesslich Aluminium und Magnesium und deren Legierungen.

Es ist an sich durchaus bekannt, Graphit und Metallpulver zu pressen, um Lagerschalen, Dichtringe und dergleichen für Zwecke geringer Beanspruchung herzustellen. Eine Vielzahl von Verfahren befasst sich mit der herstellung solcher Gegenstände, die aus kleinsten Metallteilchen oder Metallpulvern hergestellt sind. Hiernach werden als Ausgangsprodukte kleine Metallteilchen verwendet, wie sie als Nebenprodukte bei der maschinellen Fertigung als Schnitzel, Drehspäne, Schneid- oder Feilspäne anfallen, oder es werden in besonderen Arbeitsgängen hierfür durch Mahlen, Sintern, Zerstäuben, Granulieren oder Atomisieren gewonnene Metallpulver benutzt, die in den verschiedensten Mischungsverhältnissen miteinander in Einzelfällen mit Kohle oder Graphit versetzt zu Presslingen nach wiederum bekannten Heisspressverfahren hergestellt werden. Auch sind Kaltpressverfahren zur Herstellung von festen Körpern aus Metallpulvergemischen bekannt, nach denen beispielsweise Wolframfäden, Dynamobürsten oder ähnliche Gegenstände hergestellt werden. Die bekannten Kaltpressverfahren jedoch sind auf die Herstellung von Presslingen aus Metallpulvergemisch mit hohem Graphitanteil noch nicht angewandt. Als neu wird daher die allgemeine Lösung der Aufgabe beansprucht, durch Abstimmung der Mischungsverhältnisse und Drucke Dichtungen den verschiedensten Verwendungszwecken anzupassen und solche Dichtungen für hohe und höchste Temperaturen und/oder Druckbeanspruchungen herzustellen. Für Lager und Dichtungen, die hohen Wärmegraden ausgesetzt sind, wird eine Mischung von hauptsächlich Kupferpulver mit Graphit verwendet. Treten hohe und sehr hohe Drucke auf, so wird ein Gemisch von hauptsäch- lich Eisenpulver, Kupferpulver und Graphit benutzt, gegebenenfalls nur von Eisenpulver mit Graphit. Die vorstehenden Mischungen sind auf die Beanspruchungen hinsichtlich Wärme und Druck abgestimmt. Hinzu kommt, dass je nach Art der mit dem Material in Berührung kommenden Medien die Mischungen genauestens auf jeden Einzelfall abgestimmt werden können.

Die neue Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Anwendung dieser Legierungen aus besonders kleinen Teilchen, vielmehr besteht sie ferner darin, diese in einer besonderen Mischtrommel möglichst homogen zu mischen, so dass selbst auf kleinste Raumteile betrachtet alle Mischungspartner zugegen sind.

Ferner besteht die neue Erfindung darin, den Druck abzustufen und dem Verwendungszweck anzupassen. Dieser Druck bestimmt ausser der Masshaltigkeit die Dichte des Lager- oderr Dichtungskörpers und damit auch das Porenvolumen, während die Grösse der einzelnen Poren nach der neuen Erfindung in an sich bekannter Weise durch die Abstimmung der Teilchengrössen der miteinander vermischten Pulver regelbar ist. Als eine besondere Erkenntnis der neuen Erfindung wird ferner betrachtet, dass durch die Einstellung der Mischungsverhältnisse, der Kerngrösse und des Pressdruckes bei der Fertigung auch die Elastizitätskonstante der neuen Dichtungen weitgehend beeinflussbar ist.

Durch die gemeinsame Verwendung kleinster Teilchengrössen der Metallpulver, durch die Auswahl und Zusammenstellung verschiedener Metallpulverarten, die grundsätzliche volumenmässige Anwendung einer erheblichen bis überwiegenden Menge Graphit für jede Mischung, die möglichst homogene Mischung sowie die Formung unter hohem bis sher hohem Druck ohne Wärmebehandlung, werden in jedem Fall Lager und Dichtkörper hergestellt, die hohen An- forderungen im neuzeitlichen technischen Dauerbetrieb entsprechen. Eine besonders gute Mischung der Bestandteile gelingt nach einer Verbesserung der Erfindung dann, wenn der Mischer bei höherer Temperatur betrieben wird, die mindestens 80 bis 90° betragen, in manchen Fällen aber auch bis auf 120° ansteigen kann, unter keinen Umständen jedoch wesentliche hierüber hinausgehen soll.

Es würde auch durchaus unzweckmässig sein und einer guten Vermischung zuwiderlaufen, andere als durchaus trockene Bestandteile im Mischer und zwecks Pressung zu behandeln.

Man kann bekanntlich z.B. eine Kolbenstange nicht so fein schleifen, ohne dass kleine Unebenheiten, die nur mikroskopisch festzustellen sind, bleiben. Wenn man nun nach der Erfindung erreicht diese ganz kleinen Unebenheiten weitestgehend zu beseitigen, so dass eine glatte Stange sich ergibt, und dass auch die Lauffläche des Dichtungsringes vollkommen glatt ist, wird die Reibung und damit auch die zusätzliche Wärmeentwicklung aufgehoben.

Die Verwendung von Schmiermitteln entfällt ganz. Durch Verwendung der neuen Dichtungen wird z.B. die Stange mit einem feinen Graphitfilm überzogen, der auch ihre kleinsten Unebenheiten beseitigt. Es laufen somit zwei Körper ohne Unebenheiten aufeinander, und das die neue Lagerung dauernd den erforderlichen Graphit absondert, bleibt dieser Zustand auch bei langer Betriebsdauer erhalten.

Bei Lokomotiv-Kolbenstangen-Stopfbuchsen wurden Dichtungsringe mit dreiteiligem Schnitt nach der Erfindung lange dichtgehalten, ohne dass ein Tropfen Oel zur Schmierung verwendet wurde. Dann wurde die Dichtung ausgebaut, und es ergab sich der überraschende Befund, dass weder an der Stange noch an der Lauffläche eine festzustellende Abnutzung sich ergeben hatte. Durch Verwendung von neuen Dichtungen wird nicht nur bei der Stopfbuchse, sondern auch bei anderen Verwendungszwecken die so kostbare Oelung eingespart und niemals, auch nicht bei Lagern, kann sich ein Festbrenner ergeben.

Weiter besteht ein wesentlicher Teil der Erfindung darin, dass das Material auch einer neuartigen Herstellung von Diamantwerkzeugen dient. Im Endstadium der Mischung werden Diamantstaub bzw. -splitter zugegeben. Diese Teile werden von dem gemischten Pulver beim Pressen automatisch an die Aussenflächen der Körper abgesondert, wodurch eine wesentliche Einsparung der Diamantteile - sie sind im Innern der Körper nicht vorhanden - gegeben ist.

Häufig ist es für die Herstellung der neuen Dichtungen und Packungen vorteilhaft, ihr Herstellungsverfahren unter möglichsten Luftabschluss verlaufen zu lassen, besonders dann, wenn heiss gemischt wird.

Claims (3)

1) Dichtungen, Lagerschalen u. dgl. gleitend beanspruchte Maschinenteile, besonders für hohe Drucke und/oder hohe Temperaturen aus einer Mischung von Graphit mit Metallpulvern und mit anschliessender formender Pressung, dadurch gekennzeichnet , dass Pulver aus Metall, wie Eisen, Blei, Kupfer, Messing, Zinn, Aluminium oder Magnesium in Teilchengrössen von höchstens einigen Mikron mit einem überwiegenden volumenmässigen Anteil an Graphit durch möglichst homogene Mischung und anschliessende Pressung bei hohen Drucken, jedoch innerhalb der Elastizitätsgrenze der Mischung, ohne Anwendung von Wärme, geformt sind.

2) Dichtungen, Lagerschalen u. dgl. für gleitend beanspruchte Maschinenteile nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Mischung bei Wärmegraden um 100°, zweckmässig unter Luftabschluss.

3) Bettungsmasse nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Diamantstaub enthaltende Mischung, die unter hohem Druck bis zum Herauswandern des Diamantstaubes aus dem Mischungsinnern in die Oberflächenschicht geformt ist.