NL1008457C2

NL1008457C2 - Hydrodynamisch, poreus met olie geïmpregneerd lager.

Info

Publication number: NL1008457C2
Application number: NL1008457A
Authority: NL
Inventors: Yasuhiro Yamamoto; Natsuhiko Mori; Kazuo Okamura; Isao Komori; Makoto Shiranami
Original assignee: Ntn Toyo Bearing Co Ltd
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 2000-08-15
Also published as: US6513980B2; US7059052B2; KR19980079973A; GB2322915B; NL1008457A1; US6299356B1; KR100606982B1; GB2322915A; US20020048418A1; DE19809770A1; US6533460B2; US20020009243A1; DE19809770B4; GB9804367D0; US20020009242A1

Description

'

Korte aanduiding: Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager.

De uitvinding heeft betrekking op een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager dat geïmpregneerd is met smeerolie of smeervet in een lagerlichaam van poreus materiaal, zoals gesinterd metaal, om een zelfsmerende functie te 5 hebben, en dat een glijoppervlak van een as op een contactloze manier ondersteunt door een smerende oliefilm die in een lagerspeling wordt gevormd dankzij de hydrodynamische functie van een hydrodynamische druk opwekkende groeven in een lageroppervlak. Het lager volgens de uitvinding is geschikt 10 voor het gebruik in met name machines en instrumenten waarvan een hoge rotatienauwkeurigheid bij hoge snelheid is vereist, zoals spilmotoren voor veelhoekige spiegels van een laser-straalprinter (LBP), magneetschijfaandrijvingen (HDD'S), of dergelijke en in machines en instrumenten die met hoge 15 snelheid worden aangedreven met een groter onbalanslast die veroorzaakt wordt doordat er een schijf op is gemonteerd, zoals spilmotoren voor DVD-ROM, of dergelijke.

In zulke kleine spilmotoren die gekoppeld zijn met informatieverwerkende inrichtingen, zijn een verbeterde 20 rotatie en kostenreductie vereist, en als een middel daartoe is de mogelijkheid van het_vervangen van lagers voor de spil van een rollager door poreus, met olie geïmpregneerd lager onderzocht. Echter, aangezien een poreus, met olie geïmpregneerd lager een soort cilindrisch lager is, heeft het, 25 wanneer de asexcentriciteit klein is, de neiging instabiele trillingen te veroorzaken, inclusief de zogenaamde werveling, waarin de as onderworpen is aan een ronddraaiende trilling bij een snelheid die de helft is van de rotatiesnelheid. Dienovereenkomstig is tot nu toe gepoogd een hydrodynamische 3 0 druk opwekkende groeven, zoals die met de visgraad- of spiraalvorm, in het lageroppervlak te vormen, teneinde door de functie van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven een smerende oliefilm in een lagerspeling tot stand te 1 η n 8 /1 ^ 7 ^ 7 -2- ·' brengen die de rotatie van de as vergezeld, om daardoor de as op een contactloze manier te ondersteunen (hydrodynamisch, poreus, met olie gesmeerd lager).

Een poreus, met olie geïmpregneerd lager dat gevormd is 5 met een hydrodynamische druk opwekkende groeven in een lageroppervlak is geopenbaard in het Japanse gebruiksmodel Koukoku Shouwa 63-19627. In deze stand van de techniek is een gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven bewerkt om oppervlakopeningen daarin af te dichten. Een 10 dergelijke constructie heeft echter het volgende nadeel. Aangezien de oppervlakopeningen in het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven volledig is afgedicht, wordt de circulatie van olie, dat het voornaamste kenmerk is van het poreuze, met olie geïmpregneerde lager, 15 tegengewerkt. Daarom wordt de olie die in de lagerspeling is afgegeven, in de gebogen gedeelten van het groefgebied gedrukt door de werking van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven en blijft daar. In de lagerspeling is een grote afschuifwerking aanwezig en deze afschuifkracht en 20 wrijvingswarmte is er de oorzaak van dat de olie die in het groefgebied achterblijft, wordt gedenatureerd, terwijl een verhoging van de temperatuur de neiging heeft de oxyderende achteruitgang van de olie te versnellen. Daarom wordt de levensduur van het lager verkort. Anderzijds is naast een 25 behandeling met kunststof, voorgesteld een coating of dergelijke toe te passen als een ander middel voor het aanbrengen van een oppervlaktebehandeling, echter, het is nodig dat de dikte van een dergelijke coatingfilm minder is dan de groef diepte en het is zeer moeilijk een coatingfilm die 30 enkele μπι dik is, alleen in het groefgebied aan te brengen.

Teneinde de rotatienauwkeurigheid van de as te waarborgen, worden gewoonlijk meerdere lagers, bijvoorbeeld twee lagers gebruikt. Verder zijn de lagers meestal in het huis geperst. Aldus is er, om een goede uitlijning van de twee 35 lagers te waarborgen, een werkwijze toegepast waarbij twee lages tegelijkertijd in het huis worden geperst nadat een correctiepen in het huis is gebracht. In het geval van een lager met in het lageroppervlak gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende groeven zaldit, als een correctie met kracht i 1008457 -3- -Γ wordt uitgevoerd door het gebruik van de correct iepen, tot gevolg hebben dat de correctiepen die in de een hydrodynami-sche druk opwekkende groeven in het lageroppervlak snijdt, en de groeven inklappen, waardoor het onmogelijk wordt 5 gemaakt een stabiel hydrodynamisch effect te verkrijgen. Anderzijds, zal de handeling van het inpersen zonder gebruik te maken van de correctiepen niet de noodzakelijke uitlijning van de lagers verschaffen. Verder openbaart het Japanse octrooischrift Kokai Heisei 2-107705 een opstelling waarin 10 twee lageroppervlakken axiaal op afstand van elkaar zijn gevormd en waarin een gebied tussen de lageroppervlakken een grotere diameter heeft dan die van de lageroppervlakken. Deze opstelling kan, hoewel in de praktijk vrij van de hierboven genoemde problemen, de instabiele trillingen, zoals werve-15 ling, niet voorkomen, vanwege het ontbreken van een hydrody-namische druk opwekkende groeven in de lageroppervlakken.

Voor wat betreft de werkwijze voor het vormen van een hydrodynamische druk opwekkende groeven in lageroppervlakken, is een dergelijke werkwijze bekend die de stappen omvat van 2 0 het in een binnenomtreksoppervlak van een lageruitgangsonder-deel aanbrengen van een asvormige mal, die meerdere, over de omtrek op gelijke afstand van elkaar gelegen kogels vasthoudt die harder zijn dan het lageruitgangsonderdeel, het meegeven van een spiraalbeweging aan de kogels door de rotatie en 25 voortbeweging van de mal, onder het tegen het binnenomtreksoppervlak van het uitgangsonderdeel persen van de kogels, om daardoor een gebied van een hydrodynamische druk opwekkende groeven plastisch te bewerken.

Werkwijze (Japans octrooi 2541208) . In deze werkwijze 30 stulpt het uitgangsonderdeel in een gebied naast de een hydrodynamische druk opwekkende groeven tijdens het vormen uit, en een dergelijke uitstulping moet worden verwijderd door draaien of ruimen (Japans octrooischrift Kokai Heisei 8-232958) . Om deze reden neemt het aantal vervaardigingsstap-35 pen toe. Verder is een aandrijfmechanisme en een voortbewe-gingsmechanisme voor de mal vereist, waardoor de vervaardi-gingsapparatuur ingewikkelder wordt.

Het doel van de onderhavige uitvinding is de juiste circulatie van olie tussen het inwendige van het lagerlichaam 100845? 7 -4- en de lagerspeling te waarborgen om de achteruitgang van de olie in de lagerspeling te onderdrukken, en daardoor de levensduur van het lager te vergroten, en het effect van de vorming van een smerende oliefilm in de lagerspeling te 5 verbeteren, en aldus de lagerstijfheid te vergroten en de asdeflectie als gevolg van een onbalanslast of dergelijke te minimaliseren.

Een ander doel van de uitvinding is een opstelling te verschaffen die in staat is instabiele trillingen, zoals 10 werveling, te voorkomen en de ongemakken (zoals het vormver-lies van een hydrodanimische druk opwekkende groeven en foutieve axiale uitlijning) die de montagehandeling met zich meebrengt, teniet te doen.

Een ander doel van de uitvinding is een vervaardigings-15 werkwijze te verschaffen die het vormen van een lageropper-vlak met schuin staande, een hydrodynamische druk opwekkende groeven vergemakkelijkt door het gebruik van eenvoudige apparatuur en minder stappen en met hoge nauwkeurigheid.

Om deze doelstellingen te bereiken, verschaft de 2 0 uitvinding een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager omvattende een poreus lagerlichaam met een lageropper-vlak op een binnenste omtreksoppervlak ervan, en olie die is opgenomen in de poriën van het lagerlichaam door impregneren van smeerolie of smeervet, waarbij het lagerlichaam een 2 5 eerste gebied heeft waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een tweede gebied, dat axiaal op afstand ligt van het eerste gebied en waarin meerdere, een hydrodynamische druk 30 opwekkende groeven of de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een ringvormig glad gebied tussen het eerste en het tweede gebied. Het lageroppervlak van het lagerlichaam ligt tegenover een buitenomtreksoppervlak van een te onder-35 steunen as met daartussen een lagerspeling. Wanneer een relatieve rotatie tussen het lagerlichaam en de as optreedt, zorgen de een hydrodynamische druk opwekkende groeven, die in onderling tegengestelde richting zijn aangebracht in het eerste en tweede gebied van het lageroppervlak, ervoor dat 1 000·, - <' 3 -5- de olie in de lagerspeling naar het ringvormige gladde gebied wordt gedreven en zich in het laatstgenoemde gebied verzamelt, zodat de oliefilmdruk in het gladde gebied groter wordt. Om deze reden is het effect van de vorming van een 5 smerende oliefilm hoog. Verder is, aangezien in het gladde gebied geen groef is gevormd, de lagerstijfheid hoog in vergelijking met de constructie waarin een hydrodynamische druk opwekkende groeven axiaal in elkaar overgaan. Daarom kan de asdeflectie worden geminimaliseerd. Verder is het mogelijk 10 te vermijden dat de smerende oliefilmverdeling ongelijkmatig wordt als gevolg van variaties in oppervlakopeningen in het lageroppervlak. Met de term "oppervlakopeningen" worden die poriegedeelten van een poreus lichaam bedoeld die uitmonden in een buitenoppervlak ervan. In de onderhavige uitvinding 15 zijn de oppervlakopeningen in het gehele gebied van het lageroppervlak aanwezig, inclusief het gebied waarin de een hydrodynamische druk opwekkende groeven zijn gevormd.

Het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het gladde gebied van het lageroppervlak is bij voorkeur 20 kleiner dan dat in het eerste en tweede gebied. Met de term "oppervlaktepercentage van oppervlakopeningen" wordt het gedeelte van het totale oppervlakte van de oppervlakopeningen in een eenheidsgebied van het buitenoppervlak bedoeld. Dit heeft tot gevolg dat, aangezien de olie die door de hydrody-25 namische druk opwekkende groeven bijeen wordt gebracht in het gladde gebied, nauwelijks via de oppervlakopeningen in het gladde gebied naar het inwendige van het lagerlichaam kan ontsnappen, de capaciteit van de gevormde smerende oliefilm kan worden vergroot. Verder is, aangezien een buitenomtreks-30 oppervlak van de as in hoofdzaak door de smerende oliefilm, die gevormd wordt door de in het ringvormige gladde gebied verzamelde olie, contactloos wordt ondersteund, de lagerstij fheid hoog.

Het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen ligt 35 in het gebied van 5-30%, bij voorkeur 5-20%, voor het eerste en tweede gebied, en 2-20%, bij voorkeur 2-15%, voor het gladde gebied. Als het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het eerste en tweede gebied minder is dan 5%, wordt de hoeveelheid olie die van het inwendige van het 1008457 -6- 7 lagerlichaam naar de lagerspeling moet worden gevoerd, lager, hetgeen resulteert in een onvoldoende vorming van een smerende oliefilm. Omgekeerd, als deze boven de 30% komt, wordt de hoeveelheid olie die naar het inwendige van het 5 lagerlichaam ontsnapt bovenmatig, hetgeen resulteert in een onvoldoende vorming van smerende oliefilms in het gladde gebied. Verder wordt, als het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het gladde gebied minder is dan 2%, de vervaardiging van het lager moeilijk, hetgeen leidt tot een 10 verhoging van de kosten. Omgekeerd, als deze boven de 20% komt, wordt de hoeveelheid olie die ontsnapt naar het inwendige van het lagerlichaam bovenmatig, hetgeen resulteert in een onvoldoende vorming van een smerende oliefilm.

Teneinde het effect van de vorming van een smerende 15 oliefilm in het gladde gebied te verbeteren, heeft het de voorkeur dat de een hydrodynamische druk opwekkende groeven in het eerste gebied en die in het tweede gebied symmetrisch zijn ten opzichte van het axiaal centrale gebied van het lageroppervlak.

20 Bij het begin of de beëindiging van de rotatie komt het buitenomtreksoppervlak van de as in momentaan contact met het lageroppervlak van het lager. Op dit moment komen ze met elkaar in contact in het axiale eindgebied van het lageroppervlak. Daarom wordt, door het taps uitvoeren van de axiaal 25 tegenover elkaar gelegen zijden van het lageroppervlak, zodanig dat de binnendiameter naar de lagereinden toe toeneemt (zie fig. 7), het contactgebied vergroot, wanneer de inrichting wordt opgestart of gestopt, zodat de contactloze toestand momentaan tot stand kan worden gebracht. Het 30 eerste en tweede gebied kan geheel taps zijn uitgevoerd of gedeelten (gekoppeld aan de lagereinden) van zowel het eerste als het tweede gebied kunnen taps zijn uitgevoerd. Bovendien is het gebied van het lageroppervlak anders dan het taps uitgevoerde oppervlak evenwijdig aan de hartlijn.

35 In dit geval is de verhouding van een toename Ac van de binnendiameter vanaf het gladde gebied naar het einde van het lager tot de asdiameter D Ac/D = 1/3000-1/200, meer bij voorkeur Ac/D = 1/3000-1/500. Als Ac/D minder is dan 1/3000, is de resulterende tapsheid te klein om een momentaan contact 1008457 -7- - te voorkomen, en als Ac/D groter is dan 1/200, is de resulte rende tapsheid te groot om een bruikbaar hydrodynamisch effect te verschaffen.

Het is mogelijk om een opstelling te verschaffen 5 omvattende een poreus lagerlichaam dat gevormd is met meerdere axiaal op afstand van elkaar gelegen lageroppervlak-ken op het binnenomtreksoppervlak ervan, waarbij ten minste één van de meerdere lageroppervlakken schuin staande, een hydrodynamische druk opwekkende groeven heeft, waarbij de 10 binnendiameter van het gebied tussen de lageroppervlakken groter is dan dat van "de lageroppervlakken, en olie die is opgenomen in de poriën van het lagerlichaam door impregneren van smeerolie of smeervet. Een dergelijke structuur van meerdere lageroppervlakken in een enkel lager lost het 15 probleem van axiale uitlijning op, dat inherent is in het geval waarin meerdere lagers zijn opgenomen, zoals in de stand van de techniek. Meer in het bijzonder is er, aangezien de meerdere lageroppervlakken zijn gevormd in één enkel lager, geen noodzaak om een correctiepen te gebruiken om een 20 axiale uitlijning te verkrijgen, zoals in het geval van de stand van de techniek, en het vormverlies van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven als gevolg van het gebruik van een dergelijke correctiepen treedt natuurlijk niet op. De vorming van schuin staande, een hydrodynamische druk 25 opwekkende groeven in ten minste één lageroppervlak voorkomt doeltreffend instabiele trillingen, zoals werveling.

Het aanbrengen van een niveauverschil op de grens tussen het lageroppervlak en het gebied tussen de lageroppervlakken maakt het mogelijk om effectief het koppelverlies in het 30 gebied tussen de lageroppervlakken te verminderen.

Als de axiale doorsnede van het gebied tussen de lageroppervlakken wordt getekend met een kromme die overgaat in de lageroppervlakken, stroomt olie, die vanuit de opper-vlakteopeningen in het gebied tussen de lageroppervlakken 35 naar buiten komt, axiaal langs een dergelijk gebied, waardoor het gemakkelijker wordt gemaakt de olie naar het lageroppervlak te voeren, een feit dat een effectief gebruik van olie 1008457 -8- en een verbetering van de vorming van een smeeroliefilm betekent.

De axiale doorsnede van het gebied tussen de lageropper-vlakken kan worden getekend met een boog die het grootst is 5 in het midden van het gebied. De olie die zich vanuit de oppervlakopeningen in het gebied heeft afgescheiden, kan gemakkelijk naar de lageroppervlakken aan de tegenover elkaar liggende zijden worden gevoerd.

De buitendiameter van een buitenste gedeelte van het 10 lagerlichaam dat overeenkomt met ten minste één lageropper-vlak is bepaald om kleiner te zijn dan de buitendiameter van een buitenste gedeelte van het lagerlichaam dat overeenkomt met het gebied tussen de lageroppervlakken, waardoor, wanneer het lagerlichaam in een huis wordt geperst, een vervorming 15 van de lageroppervlakken onder de inpersdruk kan worden voorkomen of verminderd.

Het lageroppervlak met schuin staande, een hydrodynami-sche druk opwekkende groeven kan worden gevormd door de volgende werkwijze: de werkwijze omvat de stappen van het 20 inbrengen van een vormpatroon in een binnenomtreksoppervlak van een cylindrisch, poreus uitgangsonderdeel, waarbij het vormpatroon een eerste vormgedeelte heeft voor het vormen van een gebied van een hydrodynamische druk opwekkende groeven en een tweede vormgebied voor het vormen van het andere 2 5 gebied in het lageroppervlak, het aanbrengen van een verdich-tingsdruk op het poreuze uitgangsonderdeel om het binnenomtreksoppervlak van het poreuze uitgangsonderdeel tegen het vormpatroon te persen, waarbij tegelijkertijd het gebied van een hydrodynamische druk opwekkende groeven en het andere 30 gebied in het lageroppervlak op het binnenomtreksoppervlak van het poreuze uitgangsonderdeel wordt gevormd.

Een alternatief is het plaatsen van het vormpatroon in een matrijs, het aanbrengen van poedervormig metaal tussen het vormpatroon en de matrijs, het aanbrengen van een 35 verdichtingsdruk op het poedervormige metaal om een cilindrisch verdicht lichaam te vormen, onder gelijktijdige vorming van het gebied van een hydrodynamische druk opwekkende groeven en het andere gebied in het lageroppervlak op het binnenomtreksvlak van het samengeperste lichaam. Het losmaken i 1008457 ; -9- van het vormmodel kan worden uitgevoerd door gebruikmaking van de terugvering van het poreuze uitgangsonderdeel, als gevolg van het wegnemen van de verdichtingsdruk, of door gebruikmaking van de terugvering van het verdichte lichaam 5 als gevolg van het wegnemen van de verdichtingsdruk.

Fig. 1 is een aanzicht in langsdoorsnede dat een uitvoeringsvorm van éëh hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager toont;

Fig. 2 is een aanzicht in langsdoorsnede dat schetsmatig 10 een motor toont met het hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lager volgens de uitvoeringsvorm;

Fig. 3 is een schematisch aanzicht dat de oliestroom in de axiale doorsnede toont wanneer.een as contactloos wordt ondersteund door het hydrodynamische, poreuze, met olie 15 geïmpregneerde lager;

Fig. 4 is een aanzicht in langsdoorsnede dat een andere vergelijkingsuitvoeringsvorm van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager toont;

Fig. 5 is een grafiek die de resultaten toont van 20 vergelijkende proeven op asdeflectie wanneer de uitgevoerde voorwerpen en het vergelijkingsvoorwerp worden gebruikt (in het geval waarin de onbalans klein is);

Fig. 6 een grafiek die de resultaten toont van vergelijkende proeven op asdeflectie wanneer de uitgevoerde voorwer-25 pen en het vergelijkingsvoorwerp worden gebruikt (in het geval waarin de onbalans groot is);

Fig. 7 is een aanzicht in langsdoorsnede dat een andere uitvoeringsvorm van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager toont; 3 0 Fig. 8 is een grafiek die de resultaten toont van vergelijkende proeven op de vorming van de oliefilm aan het begin van de rotatie wanneer het uitgevoerde voorwerp en het vergelijkingsvoorwerp worden gebruikt;

Fig. 9 is een deelaanzicht in dwarsdoorsnede op vergrote 35 schaal van het hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lager;

Fig. 10 is een aanzicht in langsdoorsnede dat schematisch toont hoe de olie wegspat wanneer een as contactloos 1008457 t -10- ' wordt ondersteund door het hydrodynamische, poreuze met olie geïmpregneerde lager;

Fig. 11 is een aanzicht in langsdoorsnede dat een in een uitvoeringsvorm van de vervaardigingswerkwijze te gebruiken 5 gesinterd metalen uitgangsonderdeel toont;

Fig. 12A is een aanzicht in langsdoorsnede dat de schets toont van een vorminrichting die gebruikt wordt voor het vormen van een lageroppervlak en Fig. 12B is een zijaanzicht dat een matrijs voor het vormen van een lageroppervlak toont; 10 Fig. 13-15 zijn aanzichten die de stappen voor het vormen van een lageroppervlak tonen;

Fig. 16 is een grafiek die het verband aangeeft tussen de binnenspeling en de buitenoverlapping en de terugvering;

Fig. 17 is een grafiek die de resultaten toont van 15 vergelijkende proeven op asdeflectie wanneer een cilindrisch lager en een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager dat vervaardigd is met de vervaardigingswerkwijze volgens de uitvinding, worden gebruikt;

Fig. 18 is een aanzicht in langsdoorsnede dat schetsma-20 tig een testinrichting toont die gebruikt wordt voor de in fig. 17 getoonde vergelijkende proeven;

Fig. 19 is een aanzicht in langsdoorsnede dat een uitvoeringsvorm van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager met meerdere lageroppervlakken toont; 25 Fig. 20 is een aanzicht dat schematisch de oliestroom in de axiale doorsnede toont, wanneer een as contactloos wordt ondersteund door het in fig. 19 getoonde hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lager;

Fig. 21 is een grafiek die het verband aangeeft tussen 30 het oppervlakpercentage van oppervlakteopeningen in het lageroppervlak en de kinematische viscositeit van de olie;

Fig. 22 en 24 zijn grafieken die de resultaten tonen van evaluatieproeven op asdeflectie; en

Fig. 23 is een aanzicht in langsdoorsnede dat een andere 35 uitvoeringsvorm van een hydrodynamisch, poreus, met olie gesmeerd lager met meerdere lageroppervlakken toont.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen nu worden beschreven.

1008457 -11- r ,: Fig. 1 toont bij wijze van voorbeeld een uitvoeringsvorm van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager. Dit hydodynische, poreus, met olie geïmpregneerde lager 1 wordt bijvoorbeeld gebruikt bij een in fig. 2 getoonde 5 scannermotor voor een laserstraalprinter, om een spilas 2 voor rotatie ten opzichte van een huis 4 contactloos te ondersteunen, waarbij de spilas 2 met hoge snelheid wordt geroteerd door een magnetische aandrijfkracht tussen een rotor 3 en een stator.

10 Het poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1 omvat een lagerlichaam la dat gemaakt is van een poreus materiaal, bijvoorbeeld een gesinterd metaal dat koper of ijzer, of beide als hoofdcomponent bevat, en olie die in de poriën van het lagerlichaam la is opgenomen door impregnering met 15 smeerolie of smeervet. Het lagerlichaam bevat bij voorkeur 20-95 gew% koper en heeft een dichtheid van 6,4-7,2 gr/cm3.

Het binnenomtreksoppervlak van het lagerlichaam la is gevormd met een lageroppervlak lb tegenover een buitenomtrek-soppervlak van een te ondersteunen as, met een daartussen 20 bepaalde lagerspeling, waarbij het lageroppervlak lb is gevormd met schuin staande, een hydrodynamische druk opwekkende groeven 1c. Het lageroppervlak lb in deze uitvoeringsvorm omvat een eerste gèbied ml waarin meerdere, een hydraulische druk opwekkende groeven lc over de omtrek zijn 25 aangebracht, die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, een tweede gebied m2 dat axiaal op afstand van het eerste gebied ml ligt en waarin meerdere, een hydraulische druk opwekkende groeven lc in aangebracht die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale 3 0 richting, en een ringvormig glad gebied n dat tussen het eerste en het tweede gebied ml resp. m2 is aangebracht. De ribben ld (de gebieden tussen de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc) van het eerste gebied ml en de ribben ld (de gebieden tussen dë een hydrodynamische druk opwekkende 35 groeven lc) van het tweede gebied m2 gaan over in het gladde gebied n. De een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc van het eerste gebied ml en de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc van het tweede gebied m2 zijn symme- 1 0 Π 8 4 R 7 -12- r trisch ten opzichte van de axiale middenlijn L van het lageroppervlak lb. Het lageroppervlak lb heeft oppervlak-openingen die verdeeld zijn over het gehele gebied, inclusief het gebied waarin de een hydrodynamische druk opwekkende 5 groeven lc zijn gevormd, zodanig dat de olie tussen het inwendige van het lagerlichaam la en de lagerspeling wordt gecirculeerd via de oppervlakopeningen van het lagerlichaam la inclusief het lageroppervlak lb, teneinde het buitenom-treksoppervlak van de as contactloos te ondersteunen ten 10 opzichte van het lageroppervlak lb. Het is aan te bevelen dat het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het gladde gebied n gelijk is aan of lager is dan dat van het eerste en tweede gebied ml resp. m2.

Wanneer een relatieve rotatie tussen het lagerlichaam 15 la en de as plaatsvindt, drijven de onderling omgekeerd gerichte, schuin staande, een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc die in het eerste en tweede gebied ml resp. m2 zijn vervormd, de olie in de lagerspeling naar het gladde gebied n, waardoor de olie wordt verzameld in het gladde 20 gebied n; daarom wordt de oliefilmdruk in het gladde gebied n verhoogd. Aldus is het effect van de vorming van een smerende oliefilm groot. Verder verschaffen niet alleen de ribben ld maar verschaft ook het gladde gebied n een steunop-pervlak voor het ondersteunen van de as; aldus wordt het 25 ondersteuningsgebied vergroot en is de lagerstijfheid groot. De verhouding r van de axiale breedte van het gladde gebied n ten opzichte van de lagerbreedte, wanneer de laatstgenoemde 1 wordt genomen, ligt bij voorkeur in het gebied van r=0,l -0,6, meer gewenst, r=0,2-0,4. Als r kleiner is dan 0,1 ten 30 opzichte van de lagerbreedte van 1, komt het door de aanwezigheid van het gladde gebied n te bereiken effect (verbeterde hydrodynamische werking en verhoogde lagerstijfheid) niet tot uitdrukking, terwijl als r groter is dan 0,6 ten opzichte van de lagerbreedte van 1, de gebieden waarin de een hydrody-35 namische druk opwekkende groeven lc zijn gevormd, worden verkleind, waarbij ze minder kracht opbrengen die de olie naar het axiale centrale gebied drijft, waardoor ze er niet in slagen het hydrodynamische effect te ontwikkelen. Bovendien zijn de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc Λ Λ η o λ r 1 t -13- ;Γ bij wijze van voorbeeld getoond in een visgraadvorm; zij kunnen echter elke vorm hebben zolang ze schuin staan ten opzichte van de as. Zij kunnen bijvoorbeeld een spiraalvorm hebben.

5 Fig. 3 toont de oliestroom 0 in de axiale doorsnede wanneer de as 2 wordt ondersteund door het poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1 met de bovengenoemde constructie. Bij de rotatie van de as 2, komt de in de poriën van het lagerli-chaam la opgenomen olie vanuit de axiaal tegenover elkaar 10 liggende zijden van het lageroppervlak lb (en de afschuinin-gen) naar buiten in de lagerspeling, en wordt naar het axiale midden van de lagerspeling gedreven door de een hydrodynami-sche druk opwekkende groeven. De druk van de in de lagerspeling aanwezige smerende oliefilm wordt verhoogd door deze 15 actie van het meeslepen van de olie O (hydrodynamische werking) . De smerende oliefilm die gevormd is in de lagerspeling, ondersteunt de as 2 contactloos ten opzichte van het lageroppervlak lb zonder dat instabiele trillingen, zoals werveling, ontstaan. De olie O die zich afscheidt om in de 20 lagerspeling te stromen, stroomt terug in het lagerlichaam la via de oppervlakopeningen in het lageroppervlak lb onder de druk die wordt opgewekt met de rotatie van de as 2, en circuleert vervolgens in het inwendige van het lagerlichaam la en komt opnieuw naar buiten om in de lagerspeling te 25 stromen via de oppervlakopeningen in het lageroppervlak lb (en de afschuiningen).

Aangezien het in het algemeen moeilijk is de verdeling van oppervlakopeningen“frr het lageroppervlak gelijkmatig te maken, zijn in het algemeen grote en kleine oppervlakope-30 ningen aanwezig in het lageroppervlak. De hoeveelheid olie die naar het inwendige van het lagerlichaam terugkeert, verschilt daarom van plaats tot plaats. Dit heeft tot gevolg dat op de plaats waar de olie gemakkelijk ontsnapt, oliefilms nauwelijks worden gevormd, terwijl op de plaats waar de olie 35 nauwelijks ontsnapt, oliefilms gemakkelijk worden gevormd hetgeen tot gevolg heeft dat de oliefilm in de lagerspeling een niet-gelijkmatige verdeling heeft, waardoor het soms onmogelijk is een stabiel hydrodynamisch effect te bereiken. In verband hiermede heeft het poreuze, met olie geïmpregneer- 1008457 -14- de lager volgens de uitvoeringsvorm het ringvormige gladde gebied n tussen het eerste en tweede gebied ml resp. m2 en in het gladde gebied n is de verdeling van de oppervlakope-ningen gemakkelijker gelijkmatig te regelen. Verder is in het 5 eerste en tweede gebied ml resp. m2 de oliestroom in de richting van de groeven dominant, terwijl in het gladde gebied n er een oliestroom in omtreksrichting is, zodat zelfs als er grote oppervlakopeningen zijn, olie achtereenvolgens wordt toegevoerd en dientengevolge de snelheid waarmee de 10 vorming van oliefilms wordt verminderd, veel lager is.

Het in fig. 4 getoonde hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lager 11 heeft een lageroppervlak 11b dat anders van vorm is dan het lageroppervlak lb van de bovengenoemde uitvoeringsvorm. Het lageroppervlak 11b heeft een 15 eerste gebied waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven 11c over de omtrek zijn aangebracht, die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een tweede gebied dat axiaal overgaat in het eerste gebied en waarin meerdere, een hydrodynamische druk 20 opwekkende groeven 11 over de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting. De oppervlakopeningen zijn over het gehele gebied van het lageroppervlak verdeeld, inclusief gebieden van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven 11c. Onder een 25 omstandigheid waarin er een geringe onbalans van een draaili-chaam is, zodat de lagerstijfheid geen belangrijk kenmerk van een lager hoeft te zijn, verdient de lageroppervlak dat axiaal doorlopende, een hydrodynamische druk opwekkende groeven heeft, zoals het lageroppervlak 11b, onder omstandig-30 heden de voorkeur.

Verschillende testlagers werden gemonteerd in een kleine spilmotor, zoals is weergegeven in fig. 2, en getest op asdeflectie. De resultaten zijn getoond in fig. 5 en 6. Fig. 5 toont de resultaten die werden verkregen wanneer er bijna 35 geen onbalansbelasting wordt aangebracht (onbalansbelasting: 50 mg cm of minder) , en fig. 6 toont de resultaten die werden verkregen wanneer een grote onbalansbelasting wordt aangebracht (onbalansbelasting: 1 gr · cm). Voor de testlagers werd gebruik gemaakt van uitgevoerde voorwerpen A(·) en 1008457 -15- •Γ Β (Ο) van de in fig. 1 weergegeven constructie, C (k) van de fig. 4 weergegeven constructie, en een cilindrisch lager (een poreus, met olie geïmpregneerd lager zonder in het lagerop-pervlak gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende 5 groeven: ·) . De specificaties van de testlagers zijn als volgt. De afmeting van het cilindrische lager (·) , de grootte van de lagerspeling en andere specificaties dan de vorm van het lageroppervlak zijn hetzelfde als bij de voorwerpen volgens de uitvinding.

10 [Uitgevoerd voorwerp A:·]

Afmeting: binnendiameter"0 3 x buitendiameter 0 6 x breedte 3 mm

Lagerspeling: 4 μτη 15 Oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen op het lageroppervlak: 20% *Specificaties van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven:

Groefdiepte: 3 μτη 20 Aantal groeven: 8 voor het eerste gebied, 8 voor het tweede gebied

Hellingshoek van de groeven: 20 graden

Verhouding van de breedte van de groeven ten opzichte van de breedte van de ribben: 1 25 Breedte van het lageroppervlak: 2,4 mm (met 0,3 mm afschui-ningen aan beide zijden)

Breedte van het eerste en "tweede gebied: 0,9 mm Breedte van het gladde gebied: 0,6 mm 30 [Uitgevoerd voorwerp B: O]

Afmeting: binnendiametër~0 3 x buitendiameter 0 6 x breedte 3 mm

Lagerspeling: 4 μτη

Oppervlaktepercentagè van "de oppervlakopeningen in het 35 lageroppervlak: 20% voor het eerste en tweede gebied, 10% voor het gladde gebied *Specificaties van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven:

Groefdiepte: 3 μτη 1008457 -16-

Aantal groeven: 8 voor het eerste gebied, 8 voor het tweede gebied

Hellingshoek van de groeven: 20 graden

Verhouding van de breedte van de groeven ten opzichte van de 5 breedte van de ribben: 1

Breedte van het lageroppervlak: 2,4 mm (met 0,3 mm afschui-ningen aan beide zijden)

Breedte van het eerste en tweede gebied: 0,9 mm Breedte van het gladde gebied: 0,6 mm 10 [Uitgevoerd voorwerp C: ▲ ]

Afmeting: binnendiameter 0 3 x buitendiameter 0 6 x breedte 3 mm

Lagerspeling: 4 μτη 15 Oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het lageroppervlak: 20% *Specificaties van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven:

Groefdiepte: 3 μπι 20 Aantal groeven: 8

Hellingshoek van de groeven: 20 graden

Verhouding van de breedte van de groeven ten opzichte van de breedte van de ribben: 1

Breedte van het lageroppervlak: 2,4 mm (met 0,3 mm afschui-25 ningen aan beide zijden)

Het uitgevoerde voorwerp C (▲) gaf minder asdeflectie dan het cilindrische lager (·) , maar meer asdeflectie dan de uitgevoerde voorwerpen A, B(·, O) , en in het bijzonder in het 30 gebied van een hogere onbalansbelasting en een hoger toerental gaf het een grote toename van de asdeflectie. De uitgevoerde voorwerpen A, B(·, O) gaven minder asdeflectie, ongeacht de grootte van de onbalansbelasting, en in het bijzonder in het gebied van hogere toerentallen, gaven ze 35 slechts een geringe toename in asdeflectie. Daarom kunnen de uitgevoerde voorwerpen A, B(·, O) de asdeflectie niet alleen minimaliseren voor die inrichtingen die onderworpen zijn aan een lage onbalansbelasting, zoals LBP motoren, maar ook voor die inrichtingen die onderworpen zijn aan een hoge onbalans- innp^7 -17- 3 ;Γ belasting, wanneer er een schijf op gemonteerd is, zoals DVD- ROM motoren.

Vervolgens zijn, zoals is getoond in fig. 7, een lager (een uitgevoerd voorwerp (2) ) waarin de axiaal tegenover 5 elkaar liggende zijden van het lageroppervlak lb taps zijn uitgevoerd, zodanig dat de binnendiameter naar de lagereinden toe toeneemt, en het cilindrische lager ((l) ) getest om de frequentie van contact met de as aan het begin van de rotatie te vinden op basis van het oliefilmvormingspercentage te 10 vinden. De resultaten zijn getoond in fig. 8. Verder was het toerental van de as 6.000.

In het geval van het cilindrische lager ( (l) ) , was de frequentie van contact met de as hoog, aangezien het olie-filmvormingspercentage ervan aan het begin van de rotatie 15 laag was. De reden is dat onmiddellijk na het begin van de rotatie, de olie in de lagerspeling niet overvloedig is en de as de overhand heeft (slingert), zodat aan de zijden van het lageroppervlak, de as en het lager randsgewijs tegen elkaar aan komen, waardoor contact optreedt. In tegenstelling 20 daarmee had het uitgevoerde voorwerp ( (2) ) geen contact ondergaan met de as sinds de rotatie begon en in plaats daarvan werd direct een oliefilm gevormd. De reden is dat, aangezien de axiaal tegenover elkaar liggende zijden van het lageroppervlak lb taps zijn uitgevoerd, het randsgewijze 25 tegen elkaar aankomen var^de as en het lager wordt vermeden.

Bovendien is er een optimaal gebied in de verhouding van de diepte van de een hydrodynamische druk opwekkende groef ten opzichte van de radiale speling, buiten welk gebied het hydrodynamische effect voor een groot deel wordt verminderd. 30 Als c/h in het gebied van 0,5 - 5, 0 ligt (zie fig. 9), kan een hoge rotatienauwkeürigheid, die in de praktijk geen problemen veroorzaakt, worden gehandhaafd.

Verder kan, hoewel poreuze, met olie geïmpregneerde lagers gewoonlijk worden gebruikt zonder dat er olie aan 35 wordt toegevoerd, een geleidelijke ontsnapping of uitstroming van de inwendig opgenomen olie als gevolg van wegspatten en verdamping van de olie, niet worden vermeden. Wanneer de olie ontsnapt is, zal het traject van oliefilmvorming verminderen, hetgeen leidt tot achteruitgang van de rotatienauwkeürigheid, 1008457 -18- zoals asdeflectie. In het bijzonder wordt een as vaak gebruikt in zijn vertikale stand, zoals is weergegeven in fig. 10, en in het geval van een laserstraalprintermotor, die wordt gebruikt bij hoge snelheid van 10.000 omwentelingen per 5 minuut, heeft de inwendig opgenomen olie van het lager de neiging naar buiten te stromen onder invloed van de centrifu-gaalkracht, zodat het moeilijk is de werking te handhaven, zoals de vorming van oliefilms. In het geval van LB en HDD, is een onderbreking van oliefilms fataal voor de handhaving 10 van een hoge rotatienauwkeurigheid. In het geval van een enkel, poreus, met olie geïmpregneerd lager, in het bijzonder wanneer de as met hoge snelheid wordt geroteerd, wordt de olie, die omgevingslucht opneemt, gecirculeerd in het lager, hetgeen soms tot gevolg heeft dat de lucht in de lagerspeling 15 migreert. Om de migratie van lucht te voorkomen, is het doelmatig een olie-aanvulelement in nauw contact met het lagerlichaam te plaatsen, teneinde olie uit het olie-aanvulelement aan te vullen zodra zelfs zeer klein aantal lege poriën worden gevormd. De plaatsing van een olie-aanvulele-20 ment brengt niet alleen het effect van een verlenging van de levensduur met zich mee, maar ook het effect van het handhaven van een oliefilm, die noodzakelijk is voor het handhaven van een hoge nauwkeurigheid. Het olie-aanvulelement dat in nauw contact met het lagerlichaam wordt gebruikt, kan de 25 bekende vorm hebben van een poreus lichaam, bijvoorbeeld uit metaal of hars, of een vezelig metaal, zoals vilt, geïmpregneerd met olie, maar het verdient de voorkeur een vaste smerende samenstelling te gebruiken, die de eigenschap heeft van het geleidelijk continu naar het oppervlak afscheiden van 30 de inwendig opgenomen olie bij temperaturen van ten minste 20°C. Het verdient aanbeveling bijvoorbeeld een smerende samenstelling van vaste hars te gebruiken, die is bereid door het smelten van een mengsel van smeerolie of smeervet en polyetheenpoeder met een superhoog moleculair gewicht, en de 35 smelt te koelen om de laatstgenoemde vast te laten worden. Deze smerende samenstelling met vaste hars scheidt de opgenomen olie continu af bij niet lagere dan gewone temperaturen, waardoor het mogelijk wordt gemaakt continu opnieuw olie aan het lager toe te voeren. Verder kan deze smerende 1008457 t -19- samenstelling met vaste hars bij lage kosten in massa geproduceerd worden en is deze gemakkelijk te hanteren.

Aldus wordt, als een smerende samenstelling met vaste hars, die geleidelijk continu olie naar het oppervlak 5 afscheidt, zelfs wanneer deze bij niet lagere dan gewone temperaturen wordt gelaten, in nauw contact met het oppervlak van het lager wordt geplaatst, zelfs als de olie in het lager wegstroomt, olie opnieuw naar het inwendige van het lager gevoerd door de capilaire werking die optreedt in de poriën 10 van het lagerlichaam, zodat te allen tijde het bevredigende hydrodynamische oliefilm kan worden gevormd. Deze smerende samenstelling van vaste hars kan worden vervaardigd door de volgende werkwijze.

Hij wordt bijvoorbeeld verkregen door het gelijkmatig 15 mengen van een voorafbëpaalde hoeveelheid smeervet of smeerolie met een voorafbepaalde hoeveelheid polyolefinepoe-der met een superhoog moleculair gewicht, het storten van het mengsel in een matrijs met een voorafbepaalde vorm, en het smelten van het mengsel bij temperaturen die niet lager zijn 20 dan de geleringstemperatuur van het polyolefinepoeder met superhoog moleculair gewicht en die niet hoger zijn dan het druppelpunt van het smeervet, als een dergelijk vet wordt gebruikt, en het koelen van het mengsel tot gewone temperaturen. Het polyolefinepoeder met superhoog moleculair gewicht 25 kan een poeder van polyetheen, polypropeen, of polybuteen of een copolymeer daarvan, of een mengsel van deze poeders zijn, waarbij het moleculair "gewicht van elk poeder zodanig is gekozen dat het gemiddelde moleculair gewicht gemeten met de viscositeitsmethode 1 x 106 - 5 x 106 is. Polyolefinen die 30 binnen het gebied van een dergelijk moleculair gewicht liggen, zijn superieur aan polyolefinen met een laag moleculair gewicht voor wat betreft de stijfheid en olievasthoud-vermogen en zullen nauwelijks stromen, zelfs wanneer ze verhit worden tot hoge temperaturen. Het aandeel van een 35 dergelijke polyolefine met superhoog moleculair gewicht in de smerende samenstelling is 95-1 gew%, en de hoeveelheid hangt af van de gewenste diffusiegraad van, taaiheid en hardheid van de samenstelling. Daarom is, des te groter de hoeveel polyolefine met een superhoog moleculair gewicht is, 1 nn?u r7 7 -20- des te hoger de hardheid van de gel is na dispersie bij een voorafbepaalde temperatuur.

Verder is het bij deze uitvinding gebruikte smeervet niet bijzonder beperkt, en het kan een met zeep verdikt of 5 niet met zeep verdikt smeervet zijn, waarbij voorbeelden van een dergelijk smeervet van het lithiumzeep-diestertype, lithiumzeep-minerale olietype, natriumzeep-minerale olietype, aluminiumzeep-minerale olietype, lithiumzeep-diester minerale olietype, nietzeep-diestertype, niet-zeep-minerale olietype, 10 niet-zeep-polyestertype, en lithiumzeep-polyestertype zijn. De smeerolie is evenmin bijzonder beperkt, waarbij voorbeelden van het diestertype, minerale olietype, diester-minerale olietype, polyestertype, en polyorolefinetype zijn. Bovendien is het wenselijk dat de basisolie voor het smeervet en de 15 smeerolie dezelfde smeerolie is als die waarmee het poreuze, met olie geïmpregneerde lager aanvankelijk is geïmpregneerd, maar het kan meer of minder daarvan verschillen zolang de smerende eigenschappen niet worden nadelig worden beïnvloed.

Hoewel de smeltpunten van de bovengenoemde polyolefinen 20 met superhoog moleculair gewicht niet constant zijn, aangezien ze variëren met hun respectieve gemiddelde moleculair gewicht, heeft er bijvoorbeeld één, met een gemiddeld moleculair gewicht van 2 x 106, gemeten met de viscositeits-methode, een smeltpunt van 136°C. Een commercieel verkrijgba-25 re polyolefine met hetzelfde moleculair gewicht is Mipelon (geregistreerd handelsmerk) XM-220, geproduceerd door Mitsui Petrochemical Industries Ltd., e.d.

Daarom worden, wanneer het gewenst is om polyolefine met een superhoog moleculair gewicht in het hiervoor genoemde 30 smeervet of smeerolie te dispergeren en daarin vast te houden, de materialen, nadat ze zijn gemengd, verhit tot een temperatuur die niet lager is dan de geleringstemperatuur van de polyolefine met superhoog moleculair gewicht, en als smeervet wordt gebruikt, tot een temperatuur die lager is dan 35 het druppelpunt daarvan, bijvoorbeeld tot 150-200°C.

Een dergelijke lagerinrichting kan op grote schaal worden toegepast, bijvoorbeeld in verschillende motoren, inclusief motoren voor veelhoekige spiegels in om laser-straalprinters, spilmotoren voor de aandrijving van magneti- 1 0084 57 f -21- sche schijven, en DVD-ROM motoren, en motoren voor axiale waaiers, ventilatiewaaiers, elektrische waaiers en andere elektrische apparaten, elektrische onderdelen voor auto's enz., en hun duurzaamheid kan sterk worden verbeterd door de 5 as hydrodynamisch te ondersteunen.

Het lagerlichaam la van het poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1 dat is getoond in fig. 1, kan worden vervaardigd door het verdichten van een metaalpoeder dat koper of ijzer of beide als hoofdcomponent bevat, het sinteren ervan 10 om een cilindrisch gesinterd metalen uitgangsonderdeel 13, zoals getoond in fig. 11, te verkrijgen, en het onderwerpen van het uitgangsonderdeel aan het kalibreren -* het rotatie-kalibreren het vormen van het lageroppervlak.

Het kalibreerproces is een proces voor het kalibreren 15 van het buiten- en binnenomtreksvlak van het uitgangsonderdeel 13 van gesinterd metaal, hetgeen wordt uitgevoerd door het inpersen van het buitenomtreksoppervlak van het uitgangsonderdeel 13 van gesinterd metaal in een cilindrische matrijs, onder het inpersen van een kalibreerpen in het 20 binnenomtreksoppervlak. Het rotatiekalibreerproces is een proces waarbij een veelhoekige kalibreerpen in het inwendige omtreksoppervlak van het uitgangsonderdeel 13 van gesinterd metaal wordt geperst en vervolgens het binnenomtreksoppervlak wordt gekalibreerd waarbij de kalibreerpen wordt geroteerd. 2 5 Het proces van het vormen van het lageroppervlak is een proces waarbij een vormpatroon met een vorm die overeenkomt met het lageroppervlak lb van het gerede product la tegen het binnenomtreksoppervlak van het uitgangsonderdeel 13 van gesinterd metaal wordt geperst, waarbij deze kalibreerbehan-30 deling erop wordt toegepast om daardoor tegelijkertijd een gebied van een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc en de andere gebieden (ribben ld en het ringvormige gladde gebied n) in het lageroppervlak lb te vormen. Dit proces is bijvoorbeeld als volgt.

35 Fig. 12A toont bij wijze van voorbeeld schematisch de constructie van een vormmachine die gebruikt wordt bij het proces voor het vormen van het lageroppervlak. Deze inrichting omvat een cilindrische matrijs 20 waarin het buitenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 1008457 -22- ,; 13 moet worden geperst, een kernstaaf 21 voor het vormen van een binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13, en een bovenste en onderste stempel 22 resp. 23 voor het vasthouden van het bovenste en onderste 5 oppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13. Zoals is weergegeven in fig. 12B, is het buitenomtreksopper-vlak van de kernstaaf 21 voorzien van een vormpatroon 21a in concave-convexe vorm die overeenkomt met de vorm van het lageroppervlak lb van een gereed product. Het convexe 10 gedeelte 21al van het vormpatroon 21a is bedoeld voor het vormen van het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc in het lageroppervlak lb, terwijl het concave gedeelte 21a2 is bedoeld voor het vormen van het andere gebied (ribben ld en ringvormige gladde gebied n) dan 15 het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc in het lageroppervlak lb. Het niveauverschil (diepte H, bijvoorbeeld 2-5 μτη) tussen het concave en convexe gedeelte 2lal resp. 21a2 van het vormpatroon 21a is zo diep als de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc in het lageropper-20 vlak lb, maar het is in de figuur zeer overdreven weergegeven .

Voordat het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 in de matrijs 20 wordt geperst, is er een binnenspeling T tussen het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen 25 uitgangsonderdeel 13 en het vormpatroon 21a van de kernstaaf 21 (gebaseerd op het convexe gedeelte 21al). De afmeting (diametrale waarde) van de binnenspeling T is bijvoorbeeld 50 μτη. De inperstoeslag (buitenste overlapping U: diametrale waarde) voor het buitenomtreksoppervlak van het gesinterde 30 metalen uitgangsonderdeel 13 ten opzichte van de matrijs 20 is bijvoorbeeld 150 μτη.

Nadat het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 in lijn op de matrijs 20 is geplaatst, zoals is weergegeven in fig. 13, worden de bovenste stempel 22 en de kernstaaf 21 35 naar beneden gebracht om het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 in de matrijs 20 te persen om het tegen de onderste stempel 23 aan te drukken, waardoor het van boven en van beneden wordt samengeperst.

1 0084 57 r -23-

Het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 ondervindt een verdichtingsdruk van de matrijs 20 en de bovenste en onderste stempel 22 resp. 23 en wordt daardoor vervormd, waarbij het binnenomtreksoppervlak ervan tegen het vormpa-5 troon 21a van de kernstaaf 21 wordt geperst. De mate van compressie van het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 is ongeveer gelijk aan het verschil tussen de buitenste overlapping U en de binnenspe-ling T, en het gedeelte van de oppervlaktelaag van het 10 gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 dat zich vanaf het binnenomtreksoppervlak over een voorafbepaalde diepte uitstrekt, wordt samengeperst door het vormpatroon 21a van de kernstaaf 21, waardoor een plastische stroming tot stand wordt gebracht die in het vormpatroon 21a snijdt. Daardoor 15 wordt de vorm van het vormpatroon 21a overgebracht op het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13, waardoor het lageroppervlak lb wordt gevormd om de in fig. 1 getoond vorm te krijgen.

Nadat de vorming van het lageroppervlak lb is voltooid, 20 zoals is weergegeven in fig. 14, met de kernstaaf 21 in het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 gestoken, worden de onderste stempel 23 en de kernstaaf 21 werkzaam omhoog gebracht (de toestand van fig. 14 (2) ) en het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 wordt uit de matrijs 20 getrok-25 ken (de toestand van fig. 14 (3) ). Wanneer het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 uit de matrijs 20 wordt getrokken, vindt er een zekere terugvering Q plaats in het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13, waardoor de binnendiame-ter van de laatstgenoemde toeneemt (zie fig. 15), zodat de 30 kernstaaf 21 van het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 kan worden getrokken zonder de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc te breken (de toestand van fig. 14 (4) ). Hiermee is het lagerlichaam la gereed.

35 Fig. 16 geeft het verband aan tussen de binnenspeling T en de buitenste overlapping U en de terugvering Q wanneer het proces voor het vormen van het lageroppervlak wordt uitgevoerd bij een gesinterd metalen uitgangsonderdeel met een binnendiameter 0 van 3 , een buitendiameter 0 van 6 en 1 0 0 0 / E 7 -24-

een breedte van 3 mm. Zoals getoond in deze figuur is er een zekere onderlinge relatie tussen de binnenspeling T en buitenste overlapping U en de terugvering Q, waarbij het duidelijk is dat wanneer de binnenspeling T en de buitenste 5 overlapping U zijn bepaald, de terugvering Q is bepaald. Uit proeven is gebleken dat bij een vooraf bepaalde groefdiepte H (2-3 μτη) , als de terugvering Q is ingesteld op 4-5 μ:η (diametrale waarde) , het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 van de kernstaaf 21 kan worden getrokken zonder de een 10 hydrodynamische druk opwekkende groeven lc te breken; het is dus aan te bevelen de binnenspeling T en de buitenste overlapping U op een zodanige manier in te stellen dat een dergelijke terugvering Q wordt verschaft. Bovendien kan, wanneer de radiale terugvering Q van het gesinterde metalen 15 uitgangsonderdeel groter is dan de diepte H van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc, het vormpatroon 21a worden losgemaakt zonder in aanraking te komen met het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13. Echter, zelfs wanneer de radiale terugvering Q

2 0 van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 minder is dan de diepte H van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc en het vormpatroon 21a min of meer in aanraking komt met het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13, kan het voldoende zijn, wanneer 25 het vormpatroon 21a van het binnenomtreksoppervlak van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 kan worden losgemaakt zonder de een hydrodynamissche druk opwekkende groeven lc te breken door een toename in diameter (radiale hoeveelheid) van het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13 als gevolg van 3 0 de materiaalelasticiteit van het gesinterde metalen uitgangs onderdeel 13.

Bovendien kan, nadat het vormproces voor het lageropper-vlak lb is voltooid, het lageroppervlak lb worden gekalibreerd door gebruik te maken van een gewone kalibreerpen (met 3 5 ronde dwarsdoorsnede) . In dit geval worden de ribben ld en het gladde gebied n in het lageroppervlak lb gekalibreerd door de kalibreerpen, waardoor het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het gebied ervan lager wordt dan dat van het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende 1 ΠΠΡ A S7 I Ξ -25- 3 groeven lc. Ook kan een zodanig vormproces voor het lagerop-pervlak worden gebruikt dat de stappen omvat van het vormen van alleen het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven door het vormpatroon, en vervolgens het 5 kalibreren of rotatiekalibreren van het andere gebied van het lageroppervlak.

Het lagerlichaam 1 wordt vervaardigd door de hierboven beschreven processen err geïmpregneerd met smeerolie of smeervet om olie op te nemen, waarna het hydrodynamische, 10 poreuze, met olie geïmpregneerde lager in de in fig. 1, getoonde vorm gereed is.

Vergelijkende proeven voor asdeflectie werden uitgevoerd met gebruikmaking van een cilindrisch lager (een poreus, met olie geïmpregneerd lager zonder in het lageroppervlak 15 gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende groeven) en hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lagers die vervaardigd zijn met de bovengenoemde werkwijze. De proeven werden uitgevoerd door het aanbrengen van testlagers in in fig. 18 getoonde CD-ROM motoren met daarin een in de handel 20 verkrijgbare CD-set, en de asdeflectie ten opzichte van het toerental te meten. De resultaten zijn getoond in fig. 17. In deze figuur is te zien, dat vergeleken met een cilindrisch lager, de hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lagers volgens de uitvoeringsvorm doeltreffend zijn in het 25 onderdrukken van de asdeflectie.

In de bovengenoemde uitvoeringsvorm is het vormproces voor het lageroppervlak toegepast op het gesinterde metalen uitgangsonderdeel 13; het kan echter ook worden uitgevoerd in een verdichtingsproces voor poedervormig metaal. Dit 30 verdichtingsproces is een proces dat de stappen omvat van het plaatsen van een vormpen d.n een matrijs, het aanbrengen van poedervormig metaal tussen de vormpen en de matrijs, het aanbrengen van een verdichtingsdruk op het poedervormige metaal om het in een cilindrische vorm te brengen. In dit 35 verdichtingsproces, is het mogelijk om tegelijk met het verdichtings van een verdicht lichaam een lageroppervlak te vormen zoals is weergegeven in fig. 1, door het aanbrengen van een vormpatroon, zoals is weergegeven in fig. 12B, op het buitenomtreksoppervlak van de vormpen. Verder kan na het 1008457 -26- verdichten het verdichte lichaam worden losgemaakt van de vormpen door gebruikmaking van de terugvering van het verdichte lichaam als gevolg van het wegnemen van de verdich-tingsdruk, zonder dat er enige mogelijkheid is dat het 5 lageroppervlak zijn vorm verliest. Het verdichte lichaam wordt gesinterd en vervolgens wordt het afgewerkt door kalibreren, impregneren met olie, enz.

Bovendien is het alleen noodzakelijk dat het lagerli-chaam poreus is; het is dus niet beperkt tot het gesinterde 10 metaal, maar het kan bijvoorbeeld een poreus lichaam zijn dat gevormd is door opschuimen. Als uitgangsonderdelen daarvoor kunnen gietijzer, kunsthars, keramische materialen e.d. worden gebruikt. Verder wordt in de bovengenoemde uitvoeringsvorm de terugvering van het gevormde lichaam gebruikt 15 voor het losmaken van het vormpatroon; het vormpatroon kan echter zo zijn geconstrueerd, dat het elastisch in diameter kan worden verkleind. Aldus kan na het vormen van het lageroppervlak het vormpatroon elastisch in diameter worden verkleind om te worden losgemaakt van het gevormde product.

2 0 Verder kan bij het vormen van het in fig. 4 weergegeven lageroppervlak 11b, het vormpatroon worden gevormd overeenkomstig de vorm van het lageroppervlak 11b.

Fig. 19 toont de toestand waarin een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager 1' met meerdere lagerop-25 pervlakken lb' in een huis 5 is vastgezet. Het met olie geïmpregneerde lager 1' omvat een poreus lichaam, bijvoorbeeld een lagerlichaam la van gesinterd metaal dat koper of ijzer of beide als hoofdcomponent bevat en olie die in de poriën van het lagerlichaam la' is opgenomen door impregneren 30 met smeerolie of smeervet.

Het binnenomtreksvlak van het lagerlichaam la is voorzien van meerdere, bijvoorbeeld twee, axiaal op afstand van elkaar gelegen lageroppervlakken lb' tegenover een buitenomtreksoppervlak van een te ondersteunen as, waarbij 35 elk van de twee lageroppervlakken lb' is voorzien van meerdere over de omtrek aangebrachte, een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc' . Op dezelfde wijze zoals is getoond in fig. 4, hebben de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc in deze uitvoeringsvorm een V-vormige, 1 ηηοκ7 i ; -27- 7 ;7 doorlopende V-vorm met een paar groef gebieden, waarbij de groeven in het ene gebied in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting en de groeven in het andere gebied in de andere richting schuin staan ten opzichte van 5 de axiale richting. De oppervlakopeningen zijn over beide gebieden van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc' en ribben Ie' in de lageroppervlakken lb' verdeeld. Bovendien is het voldoende om de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc' in ten minste een van de lageropper-10 vlakken lb' te vormen.

Het gebied ld' tussen de lageroppervlakken lb' van het lagerlichaam la' heeft een binnendiameter Dl die groter is dan de binnendiameter D2 van de lageroppervlakken ld' {strict genomen de binnendiameter van het gebied van de ribben Ie' 15 (overeenkomend met ld in fig. 9) tussen de een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc'}. In deze uitvoeringsvorm wordt de axiale doorsnede van het gebied ld' beschreven met een enkele boog die overgaat in de lageroppervlakken lb' , waarbij het gedeelte met de grootste diameter van de boog is 20 gelegen in het axiale midden van het gebied ld'. Bovendien kunnen niveauverschillen worden aangebracht in de grenzen tussen het gebied ld' en de lageroppervlakken lb' . Verder kan de axiale doorsnede van het gebied ld' naast met een boog worden beschreven met andere krommen, zoals een ellips, 25 parabool, enz. Het kan worden beschreven met een combinatie van twee van dergelijke krommen (bijvoorbeeld twee bogen), een combinatie van twee ongelijke krommen (bijvoorbeeld een boog en een parabool) of een combinatie van een boog en een rechte lijn. Het gedeelte met de grootste diameter van het 30 gebied ld' kan verplaatst zijn naar de zijde van één van de lageroppervlakken lb'.

Verder is in deze uitvoeringsvorm de buitendiameter D3 van de buitenste gedeelten lf' die overeenkomen met de twee lageroppervlakken lb' kleiner dan de buitendiameter D4 van 3 5 het buitenste gedeelte lg' dat overeenkomt met het gebied ld' tussen de lageroppervlakken lb' in het lagerlichaam la' . Wanneer het met olie geïmpregneerde lager 1' in de binnenomtrek van een huis 5 wordt geperst op de manier zoals is weergegeven in de figuur, kan vervorming van de lageropper- 10nR4 5 7 -28- vlakken lb' als gevolg van de inperskracht worden voorkomen of gematigd, zodat een grote nauwkeurigheid kan worden bereikt. De vastzetkracht kan worden verkregen door de overlapping tussen het buitenste gedeelte lg' en het huis 5.

5 Het gebied ld' heeft een grotere diameter dan de lageropper-vlakken lb' en neemt niet deel in het ondersteunen van de as, zodat zelfs als een deformatie overeenkomstig de inperskracht plaatsvindt, er geen invloed op de nauwkeurigheid van het lager is. Het verschil tussen de buitendiameter D3 van de 10 buitenste gedeelten lf' en de buitendiameter D4 van het buitenste gedeelte lg' (het verchil vóór het inpersen) wordt zodanig bepaald dat als de overlapping met het huis 5 (de overlapping van het buitenste gedeelte lg' ) in aanmerking wordt genomen, het buitenste gedeelte lf' niet in contact 15 komt met de binnenomtrek van het huis 5 of een overlapping geeft die niet van invloed is op de lagernauwkeurigheid. Bovendien kan de buitendiamter van slechts één van de twee buitenste gedeelten lf' op de hierboven beschreven manier worden bepaald.

2 0 Fig. 2 0 toont de oliestroom in een axiale doorsnede wanneer de as 2 wordt ondersteund door het poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1' dat op de hierboven beschreven manier is aangebracht. Als de as 2 wordt geroteerd, scheidt de in het lagerlichaam la' opgenomen olie O zich vanaf de axial 25 tegenover elkaar liggende zijden van elk lageroppervlak lb' af om in de lagerspeling te komen en vervolgens wordt deze naar het axiale midden van de lagerspeling gedreven door de een hydrodynamische druk opwekkende groeven. De actie van het meeslepen van de olie 0 (hydrodynamische actie) verhoogt de 30 druk van de in de lagerspeling aanwezige oliefilm, waardoor aldus een smerende oliefilm wordt gevormd. Deze in de lagerspeling gevormde oliefilm ondersteunt de as 2 contactloos ten opzichte van de lageroppervlakken lb' zonder dat instabiele trillingen, zoals werveling, worden veroorzaakt. 35 De olie 0 die zich in de lagerspeling afscheidt, keert terug naar het inwendige van een lagerlichaam la' via de oppervlak-openingen in de lageroppervlakken lb' onder de werking van de opgewekte druk die samenhangt met de rotatie van de as 2, waarbij de olie in het inwendige van het lagerlichaam la' 1 η n p / £ 7 -29- circuleert en zich opnieuw in de lagerspeling afscheidt via de lageroppervlakken lb' . Op deze wijze ondersteunt de in het lagerlichaam la opgenomen olie de as 2 voortdurend op een contactloze wijze door het hydrodynamische effect, terwijl 5 de olie circuleert tussen de lagerspeling en het lagerlichaam la' .

Aangezien dit poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1' de as 2 contactloos ondersteunt door twee axiaal op afstand van elkaar gelegen lageroppervlakken lb', kan de as nauwkeu-10 rig worden ondersteund door één lager. Verder veroorzaakt de meeslepende werking van een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc' een negatieve druk in de ruimte tussen het gebied ld' tussen de lageroppervlakken lb' en het buitenste omtreks-oppervlak van de as 2 en de olie 0 scheidt zich eveneens 15 vanaf de oppervlakopeningen in het gebied ld' af en wordt naar de lageroppervlakken lb' gevoerd, waardoor de vorming van een smerende oliefilm in de lagerspeling wordt verbeterd en de lagerstijfheid wordt verhoogd. In het bijzonder in het geval waarin de axiale doorsnede van het gebied ld' wordt 20 beschreven met een boog (of een andere kromme) die overgaat in de lageroppervlakken lb', zoals in deze uitvoeringsvorm, stroomt de olie 0 die zich vanaf de oppervlakteopeningen ld' afscheidt, axiaal langs het gebied ld' tot deze doeltreffend naar de lageroppervlakken lb' wordt gevoerd, een feit dat 25 leidt tot het doelmatige gebruik van olie en de verbetering van de vorming van een smerende oliefilm.

Teneinde de circulatie van olie op bevredigend peil te houden, is het gewenst dat de oppervlakopeningen in hoofdzaak gelijkmatig verdeeld zijn over beide gebieden van de een 30 hydrodynamische druk opwekkende groeven lc' en de ribben le' in de lageroppervlakken lb' . Als het aandeel van de oppervlakopeningen (het oppervlaktepercentage van de oppervlakteopeningen) in het oppervlak wordt verkleind, wordt de olie minder beweeglijk en omgekeerd, als het wordt vergroot, wordt 35 de olie beweeglijker. Verder is de viscositeit van de olie gerelateerd aan de beweeglijkheid van olie, zodanig als de viscositeit laag is, de beweeglijkheid hoog is en als de viscositeit hoog is, de beweeglijkheid laag is.

1008/157 -30- i .: Als het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen hoog is en de viscositeit laag, wordt de olie extreem beweeglijk, maar de in de lagerspeling afgescheiden olie keert gemakkelijk terug naar het inwendige van het lagerli-5 chaam door de werking van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven, waardoor het hydrodynamische effect wordt verminderd. Omgekeerd, als het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen laag is en de viscositeit hoog, wordt de olie extreem onbeweeglijk, zodat, hoewel de druk van de 10 smerende oliefilm toeneemt, de juiste circulatie van olie wordt verhinderd en de achteruitgang van olie wordt versneld.

Daarom is er een optimaal gebied tussen het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen en de viscositeit van de olie, dat de vorming van een smerende oliefilm die 15 noodzakelijk is voor het contactloos ondersteunen van de as waarborgt en die eveneens de juiste circulatie van de olie waarborgt.

Om dit optimale gebied duidelijk te maken, werden evaluatieproeven uitgevoerd door gebruikmaking van LBP 20 motoren. De LBP motoren die gebruikt werden in de evaluatieproeven hadden een asdiameter van 0 4 mm en een daarin aangebrachte spiegel, waarbij het toerental 10.000 omw/min en de omgevingstemperatuur 40°C was. De resultaten zijn weergegeven in fig. 21. In deze figuur, geeft "O" de afwezig-25 heid van problemen in de 1.000 uur duurproef bij voortdurend draaien weer. En "Δ" geeft aan dat moeilijkheden optraden gedurende 500-1.000 uur, zoals een toename in de asdeflectie (5μιτ\ of meer) , een toename in koppel = een afname in toerental (het toerental nam niet toe tot 10.000 omw/min) en abnor-30 maal geluid, en dat normale werking onmogelijk was. Het teken "X" geeft aan dat dergelijke moeilijkheden optraden binnen 500-1.000 uur.

Uit de bovengenoemde evaluatieproeven blijkt dat het optimale gebied van het oppervlaktepercentage van de opper-35 vlakteopeningen en de olieviscositeit (het gebied waar geen "X" aanwezig is) het gebied is dat omgeven wordt door de getrokken lijn in fig. 21, welk gebied voldoet aan de volgende voorwaarden: 1nnra R7 * -31- a) het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het lageroppervlak, inclusief het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven, is niet minder dan 2% maar niet meer dan 20%; 5 b) de kinematische viscositeit van de opgenomen olie bij 40°C is niet minder dan 2 cSt; c) het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen in het lageroppervlak en de kinematische viscositeit van olie bij 40°C voldoet aan de relatie 10 (3/5) A - 1 £ η s (40/6) A + (20/3) waarin A: het oppervlaktepercentage van de oppervlakopeningen [%] 17: kinematische viscositeit van olie bij 40°C [cSt]

Het kiezen van het oppervlaktepercentage van de oppervlakope-15 ningen en de olieviscositeit binnen een dergelijk gebied waarborgt de vorming van een voldoende smerende oliefilm om de as contactloos te ondersteunen en de juiste circulatie ervan, zodat een hoge rotatienauwkeurigheid en een lange levensduur kan worden bereikt.

20 Er is een optimum gebied van de verhouding van de diepte (h) van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven ten opzichte van de grootte van de lagerspeling (radiale speling: c) en aangenomen wordt dat met name buiten het gebied het voldoende hydrodynamische effect niet kan worden bereikt. Om 25 dit optimale gebied duidelijk te maken, werden evaluatieproe-ven uitgevoerd door het vervangen van de as van de LBP motor door een langere om de meting van de asdeflectie mogelijk te maken. Het toerental was" 10.000 omw/min en de omgevende testatmosfeer was bij gewöfie temperaturen en vochtigheid en 3 0 de LBP motor had een diameter van 04 mm en er was geen spiegel in gemonteerd. Bovendien werd de asdeflectie gemeten met een contactloze verplaatsingsopnemer.

Onder de bovengenoemde omstandigheden werden de waarden van de asdeflectie ten opzichte van c/h (c: radiale speling 35 h: groefdiepte) uitgezet, en de in fig. 22 getoonde resultaten werden verkregen. In fig. 22 is te zien dat wanneer c/h in het gebied van 0,5-4,0 ligt, de asdeflectie niet meer is dan 5 μπι, maar als deze kleiner is dan 0,5 of groter dan 4,0, de asdeflectie niet minder is dan 5 μτη. Om een hoge nauwkeu- 1 nnfl/i k7 -32- righeid te handhaven is het daarom gewenst, dat c/h in het gebied van 0,5-4,0 ligt. Bovendien is het gewenst dat de afmeting c van de lagerspeling (radiale speling) zodanig is, dat wanneer de straal van de as R is, c/R in het gebied van 5 1:2.000 - 1:400 ligt.

Een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager 1", dat is getoond in fig. 23, heeft eveneens meerdere lageroppervlakken; de vorm van de lageroppervlakken verschilt echter van die van het hydrodynamische, poreuze, met olie 10 geïmpregneerde lager 1' dat is getoond in fig. 19.

Elk van de lageroppervlakken lb' van het poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1" in deze uitvoeringsvorm omvat een eerste gebied ml waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven lel over de omtrek zijn aangebracht, 15 die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, een tweede gebied m2 dat axiaal op afstand ligt van het eerste gebied ml en waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven lc over de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de 20 axiale richting, en een ringvormig glad gebied n dat gelegen is tussen het eerste en tweede gebied ml resp. m2. De ribben lel van het eerste gebied ml en de ribben le2 van het tweede gebied m2 gaan over in het gladde gebied n. Wanneer een relatieve rotatie tot stand wordt gebracht tussen het 25 lagerlichaam la" en de as, drijven de in het eerste gebied ml resp. m2 op een onderling omgekeerd schuin staande wijze gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende groeven lel en lc2, olie naar het gladde gebied n om de olie in het gladde gebied n te verzamelen, waardoor de oliefilmdruk in het 30 gladde gebied 1 wordt verhoogd. Verder is, aangezien er in het gladde gebied 1 geen groeven zijn gevormd, het effect van de vorming van een smerende oliefilm in dit gebied hoog, en bovendien verschaft het gladde gebied n, in aanvulling op ribben lel en le2, een steunoppervlak voor het ondersteunen 35 van de as, waardoor het ondersteuningsgebied en daarmee de lagerstijfheid wordt vergroot. Verder wordt de axiale doorsnede van het gebied ld" tussen de lageroppervlakken lb" beschreven met een axiale rechte lijn en de grenzen tussen het gebied ld" en de lageroppervlakken lb" vormen niveauver- 1008457 -33- ;; schillen lh. Bovendien kan de axiale doorsnede van het gebied ld" worden beschreven met een combinatie van twee rechte lijnen die schuin staan ten opzichte van de axiale richting (V-vormig type).

5 Bovendien is, zoals in het geval van het in fig. 19 getoonde hydrodynamische, poreuze, met olie geïmpregneerde lager 1", de binnendiameter van het gebied ld" groter dan dat van de lageroppervlakken lb", en de buitendiameter van de buitenste gedeelten lf" die overeenkomen met de lageropper-10 vlakken lb", is kleiner dan die van het buitenste gedeelte lg" dat overeenkomt met het gebied ld".

Vergelijkende proeven op het in een huis persen en vergelijkende proeven op de rotatienauwkeurigheid werden uitgevoerd. De resultaten zijn hieronder beschreven.

15 (1) Vergelijkende proeven op het in het huis persen.

Vergelijkingsvoorwerp: geconstrueerd zodanig dat het één enkel lageroppervlak heeft met daarin gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende groeven. Twee testlagers werden geproduceerd, waarvan de binnendiameter vóór het inpersen 0 20 3,006 mm was en deze werden in een huis geperst met een overlapping van 18 μιπ, waarbij de correctiependiameter 0 3,000 mm was.

Uitgevoerd voorwerp: geconstrueerd zodanig dat het twee lageroppervlakken heeft die elk daarin gevormde, een hydrody-25 namische druk opwekkende groeven hebben. Het testlager werd in een huis geperst onder dezelfde omstandigheden als hierboven.

Testresultaten: in het geval van het vergelijkingsvoorwerp klapte een deel van de een hydrodynamische druk opwek-30 kende groeven van de twee lagers in. De testen werden uitgevoerd waarbij de lagers waren gemonteerd in motoren, en de rotatie was instabiel, waarbij een asdeflectie en dergelijke ontstonden die slechter waren dan in het geval van gewone cilindrische lagers (lagers zonder in hun lageropper-35 vlakken gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende groeven). De oorzaak van het inklappen van een deel van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven leek de locale verdikking van het materiaal in de testlagers te zijn (hetzelfde bij lagerproducten) ; daarom wordt aangenomen dat de 1 η η fu ς 7 -34- * corrigerende kracht van de correctiepen zwaar inwerkte op een deel van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven. In tegenstelling daarmee, werd er in het uitgevoerde voorwerp, hoewel de groefdiepte als geheel bleek te zijn afgenomen (van 5 4 μιη tot 3,5 μιη) , geen verschijnsel waargenomen waarbij een deel ervan was ingeklapt. Wanneer het lager in een motor werd gemonteerd en de asdeflectie werd gemeten, vertoonde het een uitstekende werking, de asdeflectie was niet meer dan 2 μπι bij 2.000 - 15.000 omwentelingen per minuut.

10 (2) Vergelijkende rotatienauwkeurigheidsproeven.

Vergelijkingsvoorwerp: geconstrueerd zodanig dat het twee lageroppervlakken heeft waarbij elk ervan geen erin gevormde, een hydrodynamische druk opwekkende groeven had.

Uitgevoerd voorwerp: geconstrueerd zodanig dat het twee 15 lageroppervlakken heeft waarbij elk ervan erin gevormde, een hydrodynamisch druk opwekkende groeven had (de constructie die getoond is in fig. 19).

Testresultaten: de testresultaten zijn getoond in fig.

24. Zoals in deze figuur is getoond, vertoonde het uitgevoer-20 de voorwerp, vergeleken met het vergelijkingsvoorwerp, een superieure werking {het teken () geeft de gemeten gegevens voor het uitgevoerde voorwerp en (·) voor het vergelijkingsvoorwerp} .

Bovendien kan het hydrodynamische, poreuze, met olie 25 geïmpregneerde lager met meerdere lageroppervlakken door de hiervoor genoemde werkwijze worden vervaardigd, onder gebruikmaking van een kernstang of vormpen, waarin op meerdere plaatsen op het buitenomtreksoppervlak ervan vormpatronen overeenkomstig de vorm van de lageroppervlakken 30 zijn gevormd.

10Π84 R7

Claims

1. O o * ir -7 i -39- .7 waarin het poreuze uitgangsonderdeel is gevormd van een gesinterd metaal.

1. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager, omvattende een poreus lagerlichaam met een lageroppervlak op een binnenste omtreksoppervlak ervan, en olie die is opgenomen in de poriën van het lagerlichaam door impregneren met 5 smeerolie of smeervet, waarbij het lagerlichaam een eerste gebied heeft waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht die in één inrichting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een tweede gebied, dat axiaal op afstand ligt van het 10 eerste gebied en waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een ringvormig glad gebied tussen het eerste en het tweede gebied. 15

2. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 1, waarin het lagerlichaam is gevormd van een gesinterd metaal.

3. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 2, waarin het gesinterde metaal koper of ijzer of beide als hoofdcomponent bevat.

4. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager 25 volgens conclusie 1, waarin het oppervlaktepercentage van oppervlakopeningen in het gladde gebied lager is dan dat in het eerste en het tweede gebied.

5. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager 30 volgens conclusie 1, waarin de axiaal tegenover elkaar liggende zijden van het lageroppervlak taps uitgevoerde oppervlakken zijn met een binnendiameter die naar de lagereinden toe toeneemt. 1 008 4 5 7 t -36-

6. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 1, waarin het binnenomtreksoppervlak van het lagerlichaam is gevormd met meerdere lageroppervlakken die op afstand van elkaar liggen. 5

7. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 1, waarin de een hydrodynamische druk opwekkende groeven van het eerste gebied en de hydrodynamische druk opwekkende groeven van het tweede gebied symme- 10 trisch zijn ten opzichte van het axiale midden van het lageroppervlak.

8. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 1, waarin een gebied van een hydrodynami- 15 sche druk opwekkende groeven en het andere gebied in het lageroppervlak tegelijkertijd worden gevormd door een vormpatroon met een vorm die overeenkomt met het lageroppervlak .

9. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager omvattende een poreus lagerlichaam dat gevormd is met meerdere, axiaal op afstand van elkaar gelegen lageroppervlakken op een binnenomtreksoppervlak ervan, waarbij ten minste één van de meerdere lageroppervlakken schuin staande, 25 een hydrodynamische druk opwekkende groeven heeft, waarbij de binnendiameter van een gebied tussen de lageroppervlakken groter is dan de binnendiameter van de lageroppervlakken, en olie die is opgenomen in poriën van het lagerlichaam door impregneren van smeerolie of smeervet. 30

10. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 9, waarin het lagerlichaam is gevormd van een gesinterd metaal.

11. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 10, waarin het gesinterde metaal koper of ijzer of beide als hoofdcomponent bevat. 1008457 -37-

12. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 9, waarin de grenzen tussen de lageropper-vlakken en het gebied tussen de lageroppervlakken niveauverschillen zijn. 5

13. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 9, waarin de axiale doorsnede van het gebied tussen de lageroppervlakken wordt getekend met een kromme, die overgaat in de lageroppervlakken. 10

14. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 13, waarin de kromme een boog is, zodanig dat de diameter het grootst is bij het axiale midden van het gebied tussen de lageroppervlakken. 15

15. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 9, waarin de buitendiameter van een buitenste gedeelte van het lagerlichaam dat overeenkomt met ten minste één van de lageroppervlakken, kleiner is dan de 20 buitendiameter van een buitenste gebied van het lagerlichaam dat overeenkomt met het gebied tussen de lageroppervlakken.

16. Hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 9, waarin een gebied van de een hydrodyna- 25 mische druk opwekkende groeven en het andere gebied van het lageroppervlak tegelijkertijd worden gevormd door een vormpatroon met een vorm die overeenkomt met het lageroppervlak.

17. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager, omvattende een poreus lagerlichaam dat gevormd is met een lageroppervlak op een binnenste omtreksoppervlak ervan, waarbij het lageroppervlak schuin staande, een hydrodynamische druk opwekkende groeven 3. heeft, en olie die in dé’ poriën van het lagerlichaam is opgenomen door impregneren van smeerolie of smeervet, welke werkwijze de stappen omvat van: het inbrengen, van een vormpatroon in een binnenom-treksoppervlak van een cylindrisch, poreus, uitgangsonder- 1 nna / ς 7 7 -38- deel, waarbij het vormpatroon een eerste vormgedeelte heeft voor het vormen van een gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven en een tweede vormgebied voor het vormen van het andere gebied in het lageroppervlak, het 5 aanbrengen van een verdichtingsdruk op het poreuze uitgangs-onderdeel om het binnenomtreksoppervlak van het poreuze uitgangsonderdeel tegen het vormpatroon te persen, waarbij tegelijkertijd het gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven en het andere gebied in het lageroppervlak 10 op het binnenomtreksoppervlak van het poreuze uitgangsonderdeel wordt gevormd.

18. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 17, 15 waarin het lageroppervlak een eerste gebied heeft waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht, die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, een tweede gebied dat axiaal op afstand ligt van het eerste gebied en waarin 20 meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een ringvormig glad gebied dat gelegen is tussen het eerste en het tweede gebied. 25

19. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 17, waarin het lageroppervlak een eerste gebied heeft waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over 30 de omtrek zijn aangebracht, die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, een tweede gebied dat axiaal overgaat in het eerste gebied waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten 35 opzichte van de axiale richting.

20. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 17,

21. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, 5 poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 20, waarin het gesinterde metaal koper of ijzer, of beide als hoofdcomponent bevat.

22. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, 10 poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 17, waarin na het vormen van het lageroppervlak, het vormpatroon van het binnenomtreksoppervlak van het poreuze uitgangsonderdeel wordt losgemaakt, onder gebruikmaking van de terugvering van het poreuze uitgangsonderdeel als gevolg van het wegnemen 15 van de verdichtingsdruk.

23. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager, omvattende een poreus lagerlichaam dat gevormd is met een lageroppervlak op een 20 binnenomtreksoppervlak ervan, waarbij het lageroppervlak schuin staande, een hydrodynamische druk opwekkende groeven heeft, en olie die in de poriën van het lagerlichaam is opgenomen door impregneren van smeerolie of smeervet, welke werkwijze de stappen omvat van: 2. het aanbrengen van een vormpatroon in een matrijs, waarbij het vormpatroon een eerste vormgedeelte heeft voor het vormen van een gebied van een hydrodynamische druk opwekkende groeven en het tweede vormgebied voor het vormen van het andere gebied van het lageroppervlak, het aanbrengen 3. van poedervormig metaal tussen het vormpatroon en de matrijs, het aanbrengen van een verdichtingsdruk op het poedervormige metaal voor het vormen van een cilindrisch verdicht lichaam, onder gelijktijdige vorming van een gebied van de een hydrodynamische druk opwekkende groeven en het andere gebied 3 5 van het lageroppervlak op een binnenomtreksoppervlak van het verdichte lichaam door het vormpatroon.

24. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 23, 1008457 9 -40- waarin het lageroppervlak een eerste gebied heeft waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek is aangebracht, die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, een tweede gebied dat 5 axiaal op afstand ligt van het eerste gebied en waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een ringvormig glad gebied dat gelegen is tussen het eerste en het tweede 10 gebied.

25. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 23, waarin het lageroppervlak een eerste gebied heeft, waarin 15 meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn aangebracht, die in één richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting, en een tweede gebied dat axiaal overgaat in het eerste gebied en waarin meerdere, een hydrodynamische druk opwekkende groeven over de omtrek zijn 20 aangebracht, die in de andere richting schuin staan ten opzichte van de axiale richting.

26. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 23, 25 waarin het poedervormige metaal koper of ijzer of beide als hoofdcomponent bevat.

27. Werkwijze voor het vervaardigen van een hydrodynamisch, poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens conclusie 23, 3. waarin na het vormen van het verdichte lichaam en het lageroppervlak ervan, het vormpatroon van het binnenomtreks-oppervlak van het verdichte lichaam wordt losgemaakt, onder gebruikmaking van de terugvering van het verdichte lichaam als gevolg van het wegnemen van de verdichtingsdruk. i = 1008457