DD268034A1 - Verfahren zur herstellung und element eines sintermetallagers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Element eines Sintermetallagers fuer hohe Gleitgeschwindigkeiten mit mehrfach zugeordneten Traganteilen am Umfang der Lagerbohrung. Die Erfindung bezieht sich auf Sintermetallager aus Sinterwerkstoff, wie Eisen, Bronze oder anderen Metallen oder Metallegierungen, sowie Verbindungen zwischen Metallen und Kunstharzen, die als Kalottenlager, Zylinderlager und dgl. ausgebildet sein koennen. Das Anwendungsgebiet bezieht sich auf Lagerungen, die mit hohen Gleitgeschwindigkeiten betrieben werden und eine fortlaufende Aenderung der Belastungsrichtung durch bestehende Restunwuchten erfolgt. Erfindungsgemaess werden aus einem Metallband Ausschnitte ausgestanzt, das Metallband zu einer Huelse gerollt, die Huelse vor dem Einfuellen des Pulvers ueber den Mitteldorn des Werkzeuges geschoben und anschliessend bei Anwendung bekannter Technologien die Lager abgepresst, gesintert und kalibriert werden. Fig. 4

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Element zur Herstellung von Sintormetallagern für hohe Gleitgeschwindigkeiten, aus Sinterwerkstoffen, wie Eisen, Bronze oder anderen Metallen oder Metallegierungen, sowie Verbindungen zwischen Metallen und Kunstharzen, die als Kalottenlager, Zylinderlager u.dgl. ausgebildet sein können.

Die Erfindung ist anwendbar für Lagerungen, beispielsweise in Elektromotoren kleiner bis mittlerer Leistung, die mit hohen Giei'geschwindigkeiten betrieben werden und eine fortlaufende Änderung der Belastungsrichtung durch bestehende Restunwuchten erfolgt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Auf Grur-d ihrer Eigenschaft infolge Kapillarwirkung, Öl und andere Schmierstoffe aufzunehmen und diese langsam wieder in den I ogerspalt abzugeben, sind diese Lager über lange Zeit wartungsfrei, sauber, geräuscharm zu betreiben.

Der- tige Lager weisen im Gebiet der kleinsten bis mittleren Drehzahlen klare Vorteile bezüglich der Belastbarkeit gegenüber den Massivlagern auf. Durch die Drehung der Welle entsteht im Sinterlager ein Ölüberdruck- und ein Ölunterdruckbereich.

Bei höherer dynamischer Belastung und umlaufender Lagerlast laufen diese beiden Bereiche mit um, dimit wechselt der ÖlsUom ständig seine Richtung.

Setzt nun der Lagerkörper auf Grund seiner Porosität dem Öl nur ungenügend Widerstand entgegen, so kommt es zur Schmißrstoffverarrnung im Bereich des Lagerspaltes und die Mischreibung verschiebt sich mehrzur Festkörperreibung, woraus eine hohe Verlustleistung im Lager resultiert.

Schon ein kurzzeitiger Betrieb im Bereich der Mischreibung führt aber zu einer starken Temperaturerhöhung im Lager. Als Folße davon nimmt die Viskosität des Schmieröles ab und die Tragfähigkeit des Schmierfilms wird veiter herabgesetzt.

Herkömmliche Sinterlager mit gleichmäßiger Porenstruktur im Bereich der Lauffläche hüben bei mittleren und hohen Gleitgeschwindigkeiten (-6m/s) optimale Laufeigenschaften, wenn die Welle an einer definierten Stelleder Lagerinnenbohrung läuft, diese verdichtet und sich dann ein Schmierkeil ausbilden kann.

Bei im Lager umlaufender Welle (Fliehkräfte, Lagerkräfte infolge Ankermasse) erfolgt die lokale Erhöhung der Dichte im Bereich der Lagerlauffläche nicht, so daß die o.g. Schmierkeilbildung ausbleibt.

Durch gezielte, während des Prozesses der Lagerherstellung, eingebrachte Zonen höherer Dichte, kann diese Schmierl<eilbildung auch bei umlaufender Welle wirken.

Werden die Zonen geringer Durchlässigkeit am Umfang der Lagerinnenfläche entsprechend angeordnet, so entstehen mehre.e Schmierkeile, die die Welle ir.ι Lager zentrieren und die Festkörperreibung weitgehend unterdrücken.

Nach der DE-OS 2920552 ist ein gesintertes, selbstsciimierendes Lager bekannt, bei dem auf der Innenwand einige sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung fest umrissene Bereiche vorgesehen sind, welche durch eine Durchlässigkeit gekennzeichnet sind, die kleiner als die mittlere Durchlässigkeit des Lagers selbst ist. Die Ausdehnung solcher Bereiche in axialer Richtung kann im Verhältnis zur Gesamtlänge Werte von 0,4 bis 1 annehmen, wobei sie jede Position einnehmen können.

Zur Herstellungsmethode wird ausgeführt, daß sie sich nicht wesentlich von der in der Pulvermetallurgie gewohnlich angewandten Methode unterscheidet. Das Pressen erfolgt mit einem geeignet geformten Kern derart, daß ein Innenprofil des Lagers realisiert wird, „in Schritten" einer zugeordneten Höhendifferenz, im Bereich zwischen 0 01 mm und 2 mm, in Abhängigkeit von den geometrischen Eigenschaften des Lagers und den unterstellten Betriebszusiänden. Auch diese Lösung erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand, wobei insbesondere die Herstellung von sehr kleinen Lagern jiußerst schwierig und in wirtschaftlicher Hinsicht praktisch nicht ausführbar ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Herstellungsverfahren zur Fertigung eines einfachen und preiswerten Lagers mit bestmöglichen Laufeigenschaften auch unter extremen Bedingungen zu schaffen.

-2- ?68 Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Element zur Heisteilung von Sintermetallagern zu schaffen, daß eino serienmäßige und kostengünstige Lagerherstellung für definierte Einsatzfälle, un'er weitestgehender Beibohnltung der herkömmlichen Fertigungstechnologie mit einfachen Preßwerkzeugen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus einem Metallband Ausschnitt« ausgestanzt werden, das Metallband zu einer Hülse gerollt, die Hülse in einem Preßwerkzeug für das Sintermetallager vor dem Einfüllen des Pulvers über dem Mitteldorn des Werkzeuges geschoben und anschließen! hei Anwendung bekannter Technologien die Lager abgepreßt, gesintert und kalibriert werden. Die Hülse aus Metallband unterschiedlicher Werkstoffqualität mit einer Dicke bis 1 mm weist verschiedene Ausschnitte auf, deren geometrische lorm den jeweiligen Einsatzbedingungen des Lagers angepaßt ist. Der Einsatz einer Hülse als Einlegeteii beim Pressen der Lager bietet gegenüber bekannten Lösungen zur Gestaltung der Lagerinnenflächo erhebliche Vorteile, indem die Realisierung von geometrisch komplizierten Formen der Hülsen und damit die Realisierung spezieller Lager für definierte Einsatzfälle (Vorzugsdrehrichtung) ermöglicht wird. Für die unterschiedlichen Einsatzbedingungen ist der Einsatz verschiedener Materialien für die Fertigung der Hülsen gegeben. Die erfindungsgemäße Lösung ist unter weitestgehender Beibehaltung der herkömmlichen Fertigungstechnologie realisierbar. Als wesentlicher Vorteil ist die Verwendung von Preßwerkzeugen mit einfachem kreisrundem Querschnitt der Preßstempel und die Anwendung der üblichen Ka'ibriertechnik anzusehen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe der zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

p· 2- ^θ'^η Metallband mit aufgestanzten Ausschnitten möglicher geometrischer Formen Fig. 3: ein Metallband mit ausgestanzten Ausschnitten für eine Drehrichtung Fig.4: ein abgepreßtes Sinttirmetallager im Längsschnitt Fig. 5: einen Querschnitt der. Sintermetallagers nach Fig.4

Das Metallband 1 nach den Fig. 1 bis Fig.3 weist Ausschnitte 2 auf, die deren Anzahl und geometrische Form den Einsatzfällen und Belastungsrichtungen angepaßt ist.

In Fig.3 ist eine mögliche Ausführungsform der Ausschnitte 2 für eine Drehrichtung dargestellt. Nach dem Stanzen des Metallbandes 1 und der Ausschnitte 2 wird das Metallband 1 zu einer Hülse 3 gerollt, deren Innendurchmesser der späteren Lagerbohrung e itspricht. Das Matallband 1 weist vorzugsveise eine Dicke von 1 mm auf, dessen Schmelzpunkt über dem des Metallpulvers liegt. Entsprechend den Einsatzbedingungen können verschiedene Metallbandmaterialien eingesetzt werden.

Nach dem Rollen der Hülse 3 wird diese in dem Preßwerkzeug für das Sinterlager vor dem Einfüllen des Pulvers über den Mittoldorn des Werkzeuges geschoben.

Anschließend wild das Lager 4 bei Anwendung der üblichen Technologie abgepreßt, gesintert und kalibriert Fig.4 und Fig.5.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines Sintermetallagers für hohe Gleitgeschwindigkeiten mit mehrfach angeordneten Traganteilen am Umfang der Lagerbohrung, dadurch gekennzeichnet, daß nus einem Metallband (1) Ausschnitte (2) ausgestanzt werden, das Metallbar.d (1) zu einer Hülse (3) gerollt, die Hülse in einem Preßwerkzeug für das Sintermetallager vor dem Einfüllen des Pu'vers über den Mitteldorn des Werkzeuges geschoben und anschließend hei Anwendung bekannter Technologien die Lager abgepreßt, gesintert und kalibriert werden.

2. Element eines Sintermetallagers, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) aus Metallband (1) unterschiedlicher Workstoffqualität mit einer Dicke bis 1 mm gefertigt ist und die Ausschnitte (2) verschiedene geometrische Formen aufweisen.