DE2920552C2 - Radiallagerbuchse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radiallagerbuchse aus selbstschmierendem porösen Sintermaterial, die über den Umfang gleichmäßig verteilt axial verlaufende Bereiche geringerer Porosität und damit höherer Tragfähigkeit in der Lagcrfläche aufweist, die radial fest umrissen sind.

Aus der US-PS 31 40 131 ist eine Radiallagcrbuchse bekannt, die auf dem Umfang verteilt Zonen dichterer und weniger dichter Porosität aufweist. Diese Zonen erstrecken sich hierbei über den größten Teil der Malerialstärke der Lagerbuchse. Insoweit besteht bei dieser Lagerbuchse nur geringe Möglichkeit für das öl, innerhalb des Lagers durchgehend zu zirkulieren.

Aus der DE-OS 15 75 647 ist ein Sintergleitlager für Radialbelastung bekannt, das ein Nebeneinander von öldurchlässigen und ölundurchlässigen Zonen aufweist. Die ölundurchlässigen Z.onen haben den Nachteil, daß in diesen Bereichen die vorteilhaften Eigenschaften von Sintermaterialien nicht zur Anwendung gelangen können, d. h.. daß keine optimale Schmierung erfolgt.

Wie bekannt, basiert die herkömmliche Methode der Dimensionierung von gesinterten, selbstschmierenden Lagern auf dem maximal zulässigen Wert des Produktes ρ ■ v, wobei ρ der wirksame Druck, definiert durch das Verhältnis zwischen der Kraft bzw. Belastung und der durch die Buchse prnjizierten Fläche (innerer Durch-,'messer χ Länge) und ν die Umfangsgeschwindigkeit der Welle ist.

Die Existenz eines Maximalwertes eines solchen Produktes ρ ■ ν ist eine direkte Folge der Existenz einer Oberflächenporosität in der Innenwand der Lager, welche in vielen Fällen, in welchen die durchschnittlichen Drücke vorbestimmte Grenzwerte überschreiten, keinen Aufbau eines kontinuierlichen Schmicrmiltclfilms erlaubt. In solchen Fällen wird das /.wischen der Buchse und der Welle vorhandene Schmiermittel gegen die Buchse selbst gedrückt, fließt in die Poren und ist daher für seine Tragfähigkeit »verloren«.

Andererseits ist die Porosität der Lager ein wescntlichcs Funktionsmerkmal der Lager, da sie sowohl eine lebenslange Feuchtigkeitsaufnahme als auch eine Ölzirkulation di-rch die Wände entsprechend der durch die Druckdifferenzen, welche im Betrieb auftreter auferlegten Richtung ermöglicht.

ίο Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein gesintertes, selbstschmierendes Lager zu schaffen, das unter erheblich schwereren Lastzuständen betrieben werden kann als denjenigen konventioneller gesinter- : sr, selbstschmierender Lager.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die auch in Umfangsrichtung fest umrissenen Bereiche geringerer Porosität nur im Innenwandbereich der einstückig aus dem Material größerer Porosität ausgeführten Lagerbuchse vorgesehen sind und je nach Wanddicke der lagerbuchse eine radiale Abmessung von 0,01 bis 2 mm aufweisen. 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.

Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Beschreibung eines A, sführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 schema tisch ein herkömmliches gesintertes Lager im Schnitt längs einer senkrecht zur Achse ver-JO laufenden Ebene und

Fig.2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung.

In F i g. 1 ist eine Welle 1 gezeigt, welche sich in Richtung des Pfeils R dreht. In eine Lagerung bzw. einen Sitz 3 ist eine gesinterte Buchse 2 eingefügt. Die Wirkungsrichtung der Belastung ist durch den Pfeil P angezeigt. Die Ölströmung ist durch die Pfeile F dargestellt. Die schraffierte Zone 4 ist diejenige, in welcher das öl, das von der Buchse 2 fortschreitend bei ansteigendem Druck eingesaugt ist, wieder in die poröse Oberfläche der Buchse selbst eingeführt wird, so daß im Bereich maximaler Belastung ein Schmierfilm /wischen der Welle 1 und der Buchse 2 fehlt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung (Fig. 2) ist eine bestimmte Anzahl von Bereichen 5 mit redu/iertcr Durchlässigkeit vorgesehen, welche symmetrisch auf der inneren Oberfläche der Buchse 2 verteilt sind. Die Bereiche 5 haben den Zweck, ein Eindringen des Öls in die poröse Masse zu verhindern, wodurch die Ausbildung eines kontinuierlichen Schmiermittelfilms ermögl'cht wird, auf welchem die Welle 1 »schwimmt«.

Die An/ahl solcher Bereiche 5 kann unterschiedlich sein und im Bereich des ein- bis zweifachen Zahlenwerts der Größe des Lochdurchmessers, ausgedrückt in MiIIimctern. liegen, entsprechend den Eigenschaften der aus der Welle und dem Lager bestehenden Einheit als Ganzes wie /. B.

— Wellendurchmesser,

bo — Konstanz oder Nichlkonstanz der Belastungsposition,

— Konstanz oder Nichtkonstanz der Drehrichtung,

— Konstanz oder Nichtkonstanz der Umfangsgeschwindigkeit,

h5 — Möglichkeit der Montage des Lagers in dem Sitz mit einer festgelegten Positionierung in Bezug zur Wirkungsebeneder Belastung,

— Wandstärke des Lagers.

Das Verhältnis zwischen dem Wert der »reduzierten« lokalen Durchlässigkeil und dem Wert der »normalen« lokalen Durchlässigkeit kann im Bereich von 0,05 bis 0.95 liegen. ι

Die Bestimmung der Anzahl der Bereiche riit reduzierter Durchlässigkeil und des Verhältnisses unter den lokalen Durchlässigkeiten ist an die Prüfung der Funktionsparameter gebunden. Es ist jedoch immer möglich, einige zulässige Werte des Produktes P ■ ν zu realisieren, die bis zu 3mal größer sind im Verhältnis zu dem Wert, der durch zur Zeit existierende nationale und internationale Spezifikationen vorgeschlagen ist.

Die gesinterten Materialien, welche zur Verwirklichung der Lager der erfindungsgemäßen Art in Frage kommen, sind:

— Eisen und seine Legierungen,

— Stahl irgendeiner Zusammensetzung, einschließlich rostfreier Stähle, 2«

— Kupferlegierungen,

— Aluminium, Zink und ihre jeweiligen Legierungen.

Die Herstellungsmelhode unterscheidet sich nicht wesentlich von der in der Pulvermetallurgie gewöhnlich angewandten Methode und umfaßt die nachfolgenden Phasen:

— Pressen 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 Betriebszuständen;

— Sintern unter Bedingungen, welche durch die Art des gewählten Materials festgelegt sind;

— Preßglätten in einer Form mit ringförmigen und kreisförmigen Elementen;

— Tränken mit Schmieröl, welches Eigenschaften besitzt, die auf der Basis der Betriebs- und Konstruktionsspezifikationen der Gesamtheit ?usgewählt

j sind.

! Der Tränkvorgang kann auch vor der Preßglätlung

, durchgeführt werden. 4^r>

j Die er/.ielbarc Abmessungsgenauigkeit ist groß und

derart, daß die Erfüllung der Toleranzklassen ISO 5 oder ISO 6 oder ISO 7 oder ISO 8 entsprechend den Anforderungen bei allen Diametralen Abmessungen garantiert ist.

Hier/u I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Radiallagerbuchse aus sclbstschmierendem porösen Sintermaterial, die über den Umfang gleichmäßig verteilt axial verlaufende Bereiche geringerer Porosität und damit höherer Tragfähigkeit in der Lagerfläche aufweist, die radial fest umrissen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die auch in Umfangsrichtung fest umrissenen Bereiche (5) geringerer Porosität nur im Innenwandbereich der einstückig aus dem Material größerer Porosität ausgeführten Lagerbuchse vorgesehen sind und je nach Wanddicke der Lagerbuchse eine radiale Abmessung von 0,01 bis 2 mm aufweisen.

2. Radiallagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bereiche (5) geringerer Porosität dem Ein- bis Zweifachen dea Innendurchmessers der Buchse [mm] entspricht.

3. Radiaiiagerbüchsc nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis /wischen den Durchlässigkeiten der Bereiche (5) geringerer Porosität und der übrigen gesinterten Masse /wischen 0,05 und 0.95 liegt.

4. Radiallagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Bereiche (5) mit geringerer Porosität in axialer Richtung im Verhältnis zur Gesamtlänge der Buchse zwischen etwa 0,4 und 1 variieren kann.