EP2524071A1 - Werkzeug zur galvanischen beschichtung von gleitlagern - Google Patents

Abstract

Ein Werkzeug zur galvanischen Beschichtung von Gleitlagern weist zumindest einen Deckel (34) auf, an dem eine Räuberkathode (36) angebracht ist.

Description

Werkzeug zur galvanischen Beschichtung von Gleitlagern

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur galvanischen

Beschichtung von Gleitlagern.

Der typische Aufbau eines Gleitlagers aus der Werkstoffgruppe der zu galvanisierenden Gleitlager besteht aus einem

Stahlrücken mit einem bleihaltigen oder bleifreien

Schichtverbundstoff. Die in der Lauffläche des Gleitlagers aufgebrachte galvanische Gleitschicht ist ein

multifunktionaler Werkstoff und übernimmt verschiedene

Aufgaben. Diese Beschichtung erfolgt in einem kastenförmigen Werkzeug, das auch als Aufnahme bezeichnet wird. Bei der Beschichtung ist ferner zu beachten, dass diejenigen Flächen, an denen die Lagerschalen geteilt sind (Teilfläche) ,

vorzugsweise nicht beschichtet sind. Ferner ist für den

Lagerrücken, d.h. die zylindrische Außenfläche der

Lagerschalen, keine Beschichtung gewünscht. Zu diesem Zweck sind im Bereich des Lagerrückens sogenannte Räubrrkathoden oder -elemente vorgesehen, die in geeigneter Weise derart geschaltet werden, dass der Lagerrücken von einer

Beschichtung weitgehend frei bleibt. Stand der Technik

Bislang werden ein oder mehrere "Türme" oder Säulen von

Lagerschalen derart übereinander aufgebaut, dass die

Axialrichtungen der einzelnen Lagerschalen zusammenfallen. In dieser Axialrichtung werden die Lagerschalen mit Hilfe eines Federdruckes verspannt. Dieser Aufbau ist jedoch

vergleichsweise instabil, so dass die Lagerschalensäulen nicht selten einstürzen, auf den Teilflächen stark

beschichtet sind und sich ein erheblicher Anteil an Ausschuss ergibt. Am Anfang und am Ende der jeweiligen Säule werden sogenannte Blindschalen aus Stahl eingesetzt. Die Blindschale am Anfang der zu beschichtenden Lagerschalensäule deckt den Ubergangsbereich zwischen der Luft und dem Elektrolyten ab. Die untere Blindschale dient der Säulenstabilisierung und zur Toleranzeingrenzung der abgeschiedenen Schicht innerhalb der Lagerschalensäule. Die oben erwähnte Räuberkathode ist in dem Werkzeug fixiert.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, mit dessen Hilfe Gleitlagerschalen galvanisch effizient beschichtet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das im Anspruch 1 beschriebene Werkzeug.

Demzufolge weist das erfindungsgemäße Werkzeug zumindest einen Deckel auf, an dem eine Räuberkathode angebracht ist. Mit anderen Worten ist die Räuberkathode in den Deckel integriert, was zu den besonderen Vorteilen führt, dass diese während des Prozesses entfernt werden kann. Dies

unterscheidet sich von den bisherigen im Werkzeug fixierten Kathoden. Die Möglichkeit der Entnahme der Räuberkathode während des Beschichtungsprozesses bietet den folgenden

Vorteil. Die Lauffläche wird üblicherweise nach der "Haupt"- Beschichtung mit einer binären oder ternären bleifreien Gleitschicht versehen. Der Stahlrücken muss anschließend mit einem sogenannten Flash versehen werden. Dieser Flash beispielsweise auf Zinnbasis hat die Funktion eines

Korrosionsschutzes und ist vorrangig auf dem Lagerrücken aus Stahl aufzubringen, um den reaktionsfreudigen Stahl vor Oxidationen mit der Luft (Rost) zu schützen. Dieser

Korrosionsschutz ist somit vorrangig auf den Lagerrücken aufzubringen. Jedoch wird dieser Bereich bei Anwesenheit der Räuberkathode nicht beschichtet. Während folglich im Rahmen der Hauptbeschichtung der Strom, bevor er zu den zu

beschichtenden Lagerschalen geleitet wird, über einen

Widerstand von beispielsweise 0,001 Ohm bis 0,02 Ohm, insbesondere 0,003 Ohm bis 0,0095 Ohm geleitet wird, um einen Potentialunterschied zwischen der Räuberkathode und den Lagerschalen herzustellen, um die Beschichtung an den Rücken zu verhindern, wird dieser Potentialunterschied durch

Entfernen der Räuberkathode aufgehoben, und die Lagerrücken können in vorteilhafter Weise mit dem gewünschten

Korrosionsschutz versehen werden.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Werkzeug ferner

zumindest einen Halter auf, der sich dadurch auszeichnet, dass er zumindest eine Leiste aufweist, die dafür geeignet ist, mehrere Lagerschalen mechanisch zu fixieren und/oder elektrisch zu kontaktieren. Durch die mechanische Fixierung gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit einem Abschnitt, beispielsweise einer Wand des Werkzeugs, wird verhindert, dass die Lagerschalensäule einstürzt. Der Halter drückt nämlich mit der zumindest einen Leiste die Lagerschalensäule beispielsweise gegen eine Wand des Werkzeugs, so dass eine wesentlich geringere Gefahr des Einstürzens der

Lagerschalensäule besteht, das Zusammenbrechen der

Lagerschalensäule eliminiert und die Beschichtung der Teilfläche vermieden wird. Dadurch verringert sich der

Ausschussanteil deutlich. Insbesondere konnte bei ersten Versuchen festgestellt werden, dass sich der Ausschuss infolge von zusammengebrochenen Lagerschalen auf Null reduzieren lässt. Ferner kann durch das Andrücken an die Werkzeugwand die ungewünschte Beschichtung der Teilflächen verhindert werden.

Durch die Kontaktierung mehrerer Lagerschalen an deren jeweiligem Rücken werden durch den erfindungsgemäßen Halter mehrere, bevorzugt sämtliche zu beschichtende Lagerschalen kontaktiert. Hierdurch verringert sich der Widerstand

innerhalb der Lagerschalensäule, und die Gleitfläche der Lagerschale kann mit einer deutlich verringerten Streuung der Beschichtungsdicke beschichtet werden. Insbesondere wurde festgestellt, dass die Streuung innerhalb einer

Lagerschalensäule mit dem erfindungsgemäßen Halter etwa nur 2 pm bis 3 pm beträgt und die Beschichtung der Teilfläche vermieden wird, während bei der bisherigen Vorgehensweise, bei der nur die Stirnseiten der Lagerschalensäule kontaktiert wurden, eine Streuung von 6 pm bis 7 μm auftrat und die

Teilfläche mit bis zu 20 um beschichtet wurde. Somit konnte der Ausschuss infolge erheblicher Streuung der

Beschichtungsdichte deutlich reduziert werden. Der

beschriebene Halter kann aufgrund seiner Funktion auch als Rückenkontaktierung bezeichnet werden. Dies stellt einen eigenständigen Gesichtspunkt der vorliegenden Anmeldung dar, der unabhängig von den vorangehend oder nachfolgend

beschriebenen Merkmalen seine Vorteile entfaltet, jedoch mit diesen kombiniert werden kann.

Insbesondere für die Stabilität im Hinblick auf die

mechanische Fixierung haben sich mehrere, insbesondere eine gerade Anzahl von weitgehend parallelen Leisten als

vorteilhaft erwiesen. Zusammen mit dem Andrücken gegen eine Wand des Werkzeugs kann beispielsweise durch zwei parallele Leisten eine statisch bestimmte Fixierung geschaffen werden. Ferner ist es für die Effizienz bei der Beschichtung

mehrerer, insbesondere vergleichsweise kleiner Lagerschalen günstig, wenn zwei oder mehr Lagerschalensäulen nebeneinander aufgebaut werden, was für eine mechanisch günstige Fixierung eine gerade Anzahl weitgehend paralleler Leisten bedeutet. Es versteht sich, dass lediglich zwei oder drei derartige

Leisten vorhanden sein können, um eine einzige

Lagerschalensäule elektrisch zu kontaktieren und mechanisch zu fixieren. Dies kann beispielsweise bei vergleichsweise großen Lagerschalen vorgesehen sein. Ferner ist es

grundsätzlich denkbar, einen derartigen Halter für mehr als zwei Lagerschalensäulen vorzusehen. Ein Halter für zwei Lagerschalensäulen hat sich beispielsweise für Lagerschalen mit einem Durchmesser von 28 mm bis 70 mm bewährt, während für größere Lagerschalen ein Halter für eine einzige

Lagerschalen vorgesehen werden kann.

Den spezifischen Anforderungen an die jeweiligen Komponenten kann besonders gut Genüge getan werden, wenn der Halter, wie bevorzugt, selbst aus Kunststoff ausgeführt ist, und die Kontaktleisten oder -schienen aus Metall sind.

Hierbei ist es für die Erfüllung der an den Halter gestellten Aufgaben günstig, wenn dieser in dem Werkzeug fixierbar und vorzugsweise verspannbar ist. Insbesondere kann das

Verspannen derart erfolgen, dass die Lagerrücken besonders gut kontaktiert und/oder die Teilflächen der Lagerschalen besonders fest an eine Hand des Werkzeugs gedrückt werden, so dass hier eine Beschichtung in vorteilhafter Weise verhindert wird.

Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Werkzeug ferner

zumindest einen Kunststoffblock auf, der oberhalb der

Lagerschalensäule angeordnet wird, um insbesondere am oberen Ende der Lagerschalensäule sicherzustellen, dass sich sämtliche Lagerschalen unterhalb der Oberfläche des

Elektrolytbades befinden und zuverlässig beschichtet werden. Die Blindschale am unteren Ende entfällt, was eine Produktivitätssteigerung zur Folge hat.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird ein in den Zeichnungen dargestelltes

Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Halters;

Fig. 2 eine Rückansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit der Darstellung der Verspannung des zugehörigen Halters;

Fig. 3 einen Abschnitt des in Fig. 1 dargestellten Halters mit weiteren Elementen eines Werkzeugs; und

Fig. 4 einen Werkzeugdeckel.

Ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung

Der in Fig. 1 gezeigte Halter 10, der auch als

Rückenkontaktierung bezeichnet werden kann, weist in der gezeigten Ausführungsform vier weitgehend parallele Schienen oder Leisten 12 auf, die aus Metall ausgeführt sind, um jeweils paarweise (nicht dargestellte) Lagerschalen zu kontaktieren. Die metallischen Leisten sind bei der gezeigten Ausführungsform in etwas breitere Kunststoffleisten

eingebettet, die über zahlreiche Querstreben 14 miteinander und mit einer zentralen Kunststoffleiste 16 verbunden sind. Insgesamt gilt für die gezeigte Ausführungsform, dass der Halter 10 mit Ausnahme der Metallschienen 12 aus Kunststoff ausgeführt ist. Dies gilt insbesondere auch für diejenigen Bolzen 18, die bei der gezeigten Ausführungsform dreifach vorhanden sind und bei der gezeigten Ausführungsform jeweils einen radial durchgehenden Schlitz aufweisen, der sich in etwa in Richtung der Leisten 12, 16 erstreckt.

Der gezeigte Halter wird derart verwendet, dass daran die zu beschichtenden Lagerschalen säulenförmig aufgebaut werden. Bei der gezeigten Ausführungsform werden zwei Säulen parallel aufgebaut und jeweils durch die beiden auf der einen bzw. der anderen Seite der zentralen Leiste 16 liegenden Metallleisten 12 kontaktiert. Diese Kontaktierung erfolgt einschließlich einer mechanischen Fixierung an dem Werkzeug besonders zuverlässig und sicher dann, wenn die drei Bolzen 18 durch eine Wand des Werkzeugs gesteckt wurden, und in die

beschriebenen Schlitze der Bolzen jeweilige, bevorzugt keilförmige Leisten oder Stifte derart eingeführt und

verspannt wurden, dass der Halter 10 gegen die Werkzeugwand gedrückt wird, so dass die dazwischen angeordneten

Lagerschalen sowohl mechanisch fixiert, als auch durch die Metallleisten 12 elektrisch kontaktiert sind.

Diese Verspannung des Halters in einem Werkzeug ist in Fig. 2 gezeigt. Die in die Schlitze der Bolzen 18 einzuführenden Keile 22 können an einer Platte 20 vorgesehen sein, die jeden der Keile an drei Seiten umgebend eine Ausnehmung 24

aufweist. Hierdurch kann die Platte beispielsweise durch Einführen der Bolzen 18 in die Ausnehmung 24 unterhalb eines jeden Keiles 22 und nachfolgendes Verschieben der Platte 20 derart, dass jeder der Keile 22 in den jeweiligen Schlitz eintritt, verspannt werden. Hierbei bewegt sich die Platte 20 bezüglich der Bolzen, in der in Fig. 2 gezeigten

Ausführungsform nach unten, wobei die Bolzen in den seitlich von den Keilen 22 angeordneten Bereichen der Ausnehmungen 24 aufgenommen sind.

In Fig. 3 ist gezeigt, dass die Metallschienen 12 in einem insbesondere oberen Bereich durch eine Querverbindung 26 zusammengeführt und mit einem Stromanschluss 28 verbunden sind. In diesem Bereich sind die Metallschienen 12 nicht mehr in dem Kunststoff der Aufnahme 10 eingebettet. Ferner ist in Fig. 3 ein Kunststoffblock 30 dargestellt, der zum einen Ausnehmungen für die oberen Endbereiche der Schienen 12 aufweist und zum anderen dazu dient, die aufgebauten

Lagerschalen 32 axial zu verspannen. Ferner wird durch den Kunststoffblock 30 die Distanz zur Luft oberhalb des

Elektrolytbades ausgeglichen, so dass mit anderen Worten sichergestellt wird, dass sich sämtliche Lagerschalen 32 zuverlässig unterhalb der Oberfläche des Elektrolytbades befinden.

In Fig. 4 ist schließlich ein Werkzeugdeckel 34 gezeigt, in den in vorteilhafter Weise die sogenannte Räuberkathode 36 integriert ist. Hierbei handelt es sich bei der gezeigten Ausführungsform um einige miteinander verbundene Stäbe, die im Bereich der (in Fig. 3 zum Betrachter gerichteten)

Lagerrücken angeordnet sind, um einen Potentialunterschied zu dem Lagerrücken herzustellen, was dafür sorgt, dass diese nicht beschichtet werden. Im oberen Bereich des Deckels 34 ist ein Stromanschluss 38 für die Räuberkathode 36

vorgesehen, um den beschriebenen Potentialunterschied herzustellen.

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeug zur galvanischen Beschichtung von Gleitlagern mit zumindest einem Deckel (34), an dem eine

Räuberkathode (36) angebracht ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, ferner mit zumindest einem

Halter (10) für mehrere galvanisch zu beschichtende Lagerschalen (32) mit zumindest einer Leiste (12), die dafür geeignet ist, mehrere Lagerschalen (32) mechanisch zu fixieren und/oder elektrisch zu kontaktieren.

3. Werkzeug nach Anspruch 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

mehrere parallele, insbesondere eine gerade Anzahl Leisten (12) vorgesehen sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Halter (10) aus Kunststoff und zumindest eine Leiste

(12) aus Metall ist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Halter (10) in dem Werkzeug fixierbar und

vorzugsweise verspannbar ist.

6. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit zumindest einem Kunststoffblock (30) .