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Lager Die Erfindung betrifft Lager und andere Teile mit reibungsvermindernden
Lagerflächen, insbesondere Lager, die aus Verbundmetallbändern hergestellt werden.
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Es ist allgemein bekannt, daß hochzinnhaltige Bronzen ungeeignet für
die Verwendung in Kontakt mit Stahl sind und hierbei die Gefahr eines Fressens besteht.
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Ferner ist es bekannt, daß Blei nicht auf Stahl frißt, jedoch besitzt
Blei keine ausreichende Festigkeit. um selbst die Belastung zu tragen.
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Deshalb wird üblicherweise eine Zwischenlösung benutzt, indem als
Lagerschicht eine innige mechanische Mischung einer reibungsvermindernden Phase,
wie von Blei, mit einer Grundphase von erheblicher Festigkeit @vie Bronze oder Bleikupfer,
oder schließlich Bleisilber, wobei der Anteil des Bleis so hoch bemessen wird, als
es die aufzunehmende Belastung ermöglicht, verwendet wird. Diese mechanische Mischung
kann leicht durch Gießen verarbeitet werden, da Blei praktisch völlig unlöslich
in Kupfer und Bronze ist. Das so hergestellte Material ist keine Legierung, sondern
eine mechanische Mischung. Eine mechanische Mischung von Zinn und Bronze auf Bronze
oder Kupfer ist nicht verwendbar, da das Zinn sich in der Bronze oder dem Kupfer
löst und damit eine Bronze von höherem Zinngehalt gebildet wird.
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Es ist bisher üblich gewesen, bei der Herstellung von Verbundlagern
für schwere Belastungen aus Verbundmetallbändern eine Lagerfläche aus Zinn oder
Weißmetall auf Bronze, Bleibronze oder Bleikupfer zu verwenden, die ihrerseits mit
einer Stahlgrundlage verbunden werden kann. Durch Untersuchungen wurde gefunden,
daß diese Verwendung von Zinn oder Weißmetall auf Bronze oder Kupfer
nicht
zweckmäßig ist und daß große Vorteile sich ergeben wurden, wenn das Zinn oder das
Weißmetall durch Blei ersetzt werden könnte.
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Es ist jedoch bisher nicht allgemein möglich gewesen, eine zufriedenstellende
Verbindung zwischen Blei, das unmittelbar auf Bronze oder Bleikupfer aufgegossen
wird, mit dieser Unterlage zu schaffen und sogar, wenn das Blei auf galvanischem
Wege niedergeschlagen wird, was bei Verbundmetallbändern Schwierigkeiten macht,
weil die Stahlgrundlage in dem Plattierungsbad geschützt werden muß, hat sich häufig
eine vorherige Zinnplattierung als notwendig erwiesen, um eine zufriedenstellende
Bindung zu erzielen.
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Gemäß der Erfindung wird ein Lager oder ein anderer Teil mit einer
Oberfläche aus einer Bleilegierung bzw. einer Bleibronze elektrolytisch oder mechanisch
geätzt und dann ein endgültiger dünner Cberzug aus Blei oder einer Bleilegierung
aufgebracht, der auf die geätzte Oberfläche aufgegossen, aufgesprüht oder auf ihr
galvanisch niedergeschlagen wird, um derart die endgültige Lagerfläche zu bilden.
Die aufgelagerte reibungsvermindernde Oberfläche aus Blei oder Bleilegierung verbindet
sich fest mit der Bleibronze, dem Bleikupfer, Bleisilber oder der anderen Bleilegierungsschicht
unterhalb derselben, und zwar teils, weil die losen unterbrochenen und verschmierten
bearbeiteten Oberflächenschichten aus Bleibronze entfernt worden sind. Dadurch wird
die mechanische Festigkeit der Bindung verbessert. Ferner schmilzt im Falle des
:@tifgießens das Blei in das Blei der Struktur der Bleibronze ein. Schließlich besteht
die Wirkung des Ätzprozesses darin, daß die Oberfläche, auf der die Schichten in
Kontakt miteinander gelangen, erheblich vergrößert wird und die Zwischenfläche rein
ist. Die endgültig aufgebrachte Schicht besteht entweder aus reinem Blei oder aus
einer Bleilegierung, die im wesentlichen aus Blei mit einem oder mehreren zusätzlichen
anderen Elementen in kleinen prozentualen .Anteilen besteht, beispielsweise um hierdurch
die physikalischen Festigkeitseigenschaften oder die Korrosionsbeständigkeit der
Legierung zu steigern.
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1)ie praktische Ausführung der Erfindung kann auf einem der nachstehend
beschriebenen Wege erfolgen: Gemäß einem ersten Verfahren werden zunächst die Halblagerschalen
aus Verbundmetallband hergestellt, welches beispielsweise aus einer Bleibronzeschicht
auf einer Stahlgrundlage besteht, wobei die Bleibronze soviel Blei als unter Berücksichtigung
der aufzunehmenden Belastung möglich enthält. Die fertigen halbkreisförmigen Lagerelemente,
die überall die notwendigen Abmessungen aufweisen, werden dann einem Ätzvorgang
unterzogen und die zwei Halbschalen werden entweder in einer geeigneten Matrize
miteinander verklammert und eine dünne Schicht von einer beispielsweisen Dicke in
der Größenordnung von 0,0125 bis 0,025 mm aus Blei oder einer Bleilegierung
auf die geätzte Oberfläche nach dem Schleudergießverfahren aufgetragen oder mit
einer Spritzpistole aufgesprüht. Gemäß einer anderen Arbeitsweise werden die Lagerhalbschalen
in einer geeigneten Befestigungsvorrichtung so zusammengeklammert, daß sie die Wandungen
des Behälters für den Elektrolyt bilden, aus welchem eine Schicht von Blei oder
Bleilegierung auf galvanischem Wege auf die Lagerfläche niedergeschlagen wird. Das
beschriebene Ätzverfahren hat den Vorteil, daß es den bloßliegenden Stahl nicht
angreift. Die Lagerfläche kann dann einerRäum- oder anderen mechanischen Bearbeitung
auf die endgültigen Abmessungen unterzogen werden, falls dies notwendig ist. Nach
dieser verbleibt eine dünne gleichmäßige Oberflächenschicht aus Blei oder einer
Bleilegierung von einer beispielsweisen Dicke von 0,012,5 mm.
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Durch Verwendung von Blei oder einer Bleilegierung an Stelle der üblichen
Lagerschicht aus Weißmetall wird die Gefahr, daß der Zinnbestandteil des Weißmetalls
sich in der Bronze löst, wenn hohe Oberflächentemperaturen erreicht «erden, beispielsweise
bei schlechter Schmierung oder einem zeitweisen Kontakt von Metall auf Metall, vermieden,
und es kann sich deshall) nicht die unerwünschte hochzinnhaltige Bronze bilden,
so daß infolgedessen die Gefahr eines Anfressens weitgehend vermieden wird.
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Nach einer anderen praktischen :@usführungsforin der Erfindung wird
zunächst ein Verbundmetallband hergestellt, das eine Bleibronze- oder Bleikupferschicht
auf einer Stahlgrundlage aufweist, wobei die Mischung so viel Blei enthält, als
dies unter Berücksichtigung der aufzunehmenden Belastung ratsam ist. Dann wird das
Band einem Ätzprozeß unterzogen, vorzugsweise dem oben beschriebenen, und eine dünne
Schicht aus Blei oder eine Bleilegierung wird auf die geätzte Oberfläche durch Aufgießen,
Aufsprühen oder auf galvanischem Wege aufgebracht. Dann werden die Lager aus dem
Band durch Stanzen, Pressen und Räumen in der üblichen Weise hergestellt.
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Die Erfindung bezieht sich nicht auf die Herstellung von gegossenen
eisernen Kolbenringen mit einer Schicht aus Metall, wie Zinn, Arsen, Cadmium o.
dgl. mit niedrigen Reibungskoeffizienten und guten Lagereigenschaften. die nach
einer selektiven Ätzung der Oberfläche des Ringes aufgebracht worden ist.