JP5133980B2 - 2つの機械部品を連結するための装置及びそのような装置の製造方法 - Google Patents
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Description
さらなる一つの発明概念には、そのような装置の製造方法が含まれる。
2 下部
3 上部
4 タイロッド
5 座面
6 座面
7 ベアリングボア
8 シャフトジャーナル
9 摩擦プレート
10 通過穴
11 スチール・コア
12 粒子
13 表面ゾーン
14 噴射ノズル
15 レーザー源
16 レーザー光線
17 不活性ガスノズル
18 砥石車
Claims (29)
- 大型エンジンのクランクシャフト・メインベアリングが、エンジンフレームに統合された下部(2)及びこの下部(2)の上に載せられる上部(3)を備えており、前記下部(2)及び前記上部(3)は、ベアリングボア(7)の側面に位置して互いに向き合った座面(5、6)を備え、垂直のタイロッド(4)により互いに連結されており、また、前記下部(2)と前記上部(3)との間の横方向の相対運動を防止するための装置が備わっているクランクシャフト・メインベアリングにおいて、
前記ベアリングボア(7)の側面に位置した、前記下部(2)及び前記上部(3)の前記座面(5、6)が、前記タイロッド(4)の保持力に対して直角を成す領域のみを備えていること、及び、運転中に生じた横方向の力が、前記下部(2)と前記上部(3)との間の摩擦により伝達され、その際、前記下部(2)と前記上部(3)との間の横方向の相対運動を防止するための装置を形成するために、前記ベアリングボア(7)の側面に位置した前記座面(5、6)の間にそれぞれ、摩擦を高める1枚の摩擦プレート(9)が挿入され、該摩擦プレート(9)には、前記タイロッド(4)に割り当てられた通過穴(10)が設けられており、さらにその両面には、前記座面(5、6)の領域に存在する材料より硬い材料でできていて、金属の担体材料内に埋め込まれ、表面側に突き出した粒子(12)が設けられており、また、前記摩擦プレート(9)が、前記ベアリングボア(7)内に差し込まれたシャフトジャーナル(8)のクリアランスを適応させるためのスペーサとして構成されていることを特徴とする、クランクシャフト・メインベアリング。 - 前記大型エンジンは2サイクル大型ディーゼルエンジンであることを特徴とする、請求項1に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)がセラミック材料でできていることを特徴とする、請求項1または2に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)が炭化チタン(TiC)及び/または炭化タングステン(WoC)及び/または炭化ニオブ(NiobC)でできていることを特徴とする、請求項3に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)の表面が、尖ったエッジを備えて不均一であることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)の直径が30〜100μmであることを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)が、該粒子(12)を収容している材料の表面から最大で50〜90μmの高さだけ突き出していることを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)の硬度が1000HVより高いことを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 摩擦を高める手段が、前記座面(5、6)の互いに向き合った接触領域全体にわたって広がっていることを特徴とする、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- タイロッド(4)が、円周状の遊びをもって通過穴(10)内に配置されていることを特徴とする、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 前記粒子(12)が、該粒子(12)を収容した、構成部品の基礎材料の表面付近の層、または、該基礎材料の上に設けられたコーティング層内に埋め込まれていることを特徴とする、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 互いに向き合った前記座面(5、6)の少なくとも一方に、表面側から突き出している前記硬い粒子が埋め込まれていることを特徴とする、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリング。
- 請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のクランクシャフト・メインベアリングを作製するための方法において、
互いに反対側を向く2つの表面の領域において、金属材料内に埋め込まれ、存在する材料より高い硬度の材料から作られた硬い粒子(12)が突き出している、ベアリングボア(7)の側面に位置し、互いに向き合った前記座面(5、6)の間に挿入可能なスチール製の摩擦プレート(9)が複数作製されることを特徴とする方法。 - 粒子(12)を含む層が、コーティング後表面側において一部除去され、次に表面側に腐食処理がほどこされることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記粒子(12)を含む層が前記表面側で一部研磨されることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 前記表面側に前記粒子(12)を設ける構成部品の、前記表面側が融解されること、及び、前記粒子(12)が前記表面側融解部内に直接入れ込まれることを特徴とする、請求項13から請求項15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記構成部品が0.8〜1mmの厚さだけ融解されることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 前記粒子(12)を入れ込む前記構成部品の前記表面側にコーティング層が設けられ、該コーティング層は前記粒子(12)及び、前記粒子(12)のためのマトリクスとして機能する金属を含んだ材料ミックスから作製されており、該マトリクスを構成する金属の融点は、前記コーティング層を載せている前記構成部品の基礎となる材料の融点より低いことを特徴とする、請求項13から請求項17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マトリクスを構成する材料が少なくともニッケル(Ni)、リン(P)、望ましくはニッケル(Ni)、リン(P)、ケイ素(Si)を含むニッケル合金であることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 前記コーティング層が載せられた前記構成部品の前記表面側が、最高でも、前記構成部品の基礎となる材料の融点よりわずかに低い温度まで加熱されること、及び、この上に、前記マトリクス材料及び前記粒子(12)を含んだ前記材料ミックスが望ましくはパウダー状の状態で乗せられることを特徴とする、請求項18または請求項19に記載の方法。
- 前記粒子(12)を含んだ表面に、少なくとも前記粒子(12)の噴射中は不活性ガスが吹きつけられることを特徴とする、請求項13から請求項20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粒子(12)を含んだ層が、前記粒子(12)が乗せられた後に20〜50μmの深さ、望ましくは30μmの深さまで研磨されることを特徴とする、請求項13から請求項21のいずれか一項に記載の方法。
- 研磨された前記表面が、最大で5〜30μmの深さ、望ましくは10μmの深さまで腐食処理されることを特徴とする、請求項13から請求項22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記表面側に前記粒子(12)が乗せられた前記構成部品の前記表面側を粗くすること、及び、前記粒子(12)の厚みの少なくとも一部が、粗くされた前記表面内に埋め込まれていることを特徴とする、請求項13から請求項15のいずれか一項に記載の方法。
- 粗くした前記表面の粗度が5μmであることを特徴とする、請求項24に記載の方法。
- 前記表面にサンドブラスト処理をほどこすことを特徴とする、請求項23または請求項24のいずれか1項に記載の方法。
- 粗くした前記表面に前記粒子(12)が噴射されることを特徴とする、請求項24から請求項26のいずれか1項に記載の方法。
- 前記粒子(12)がPVD(プラズマ蒸着)法により、粗くした前記表面に乗せられることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 互いに向き合った前記座面(5、6)の少なくとも一方に、突き出した硬い前記粒子(12)が入れ込まれていることを特徴とする、請求項13から請求項28のいずれか一項に記載の方法。
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