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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mit Leichtmetall oder
Leichtmetallegierungen plattierten rohrförmigen Körpern, insbesondere Lager- oder
Gleitbüchsen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Ausübung desselben, nach welchem rohrförmige Körper, insbesondere Lager- und Gleitbüchsen,
auf ihrer Innen- und Außenseite öder nur auf einer derselben mit einer Plattierschicht
unter Anwendung eines eine plastische Verformung bewirkenden Druckes versehen werden
sollen.
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Der fertige Körper, beispielsweise in Form eines Lagers. besteht somit
aus einem Tragkörper und einer Plattierauflage, welche die Kaufschicht darstellt.
Für die letztere wird ein Leichtmetall oder eine Legierung desselben verwendet,
während der Tragkörper selbst aus einem härteren Werkstoff, z. B. aus Stahl, angefertigt
ist.
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Zum Herstellen einer Schweißplattierung wurden bisher Walzverfahren
benutzt. Abgesehen davon, daß die hierzu erforderlichen Einrichtungen viel Raum
und einen großen Kostenaufwand benötigen, war der Dicke des aufzuschweißenden Walzgutes
eine Grenze gesetzt. Außerdem entstehen dadurch große Schwierigkeiten, daß sich
die verschiedenen Metallsorten .L infolge ihrer-ungleichen Streckbeim Einführen
zwischen den Walzen seitlich oder vertikal verschieben. Es treten daher Stellen
auf, die vom weichen Werkstoff frei sind.
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Daher ist neuerdings ein anderes Verfahren bevorzugt worden, nach
welchem eine Strangpresse Anwendung findet, deren Preßstempel zwecks Herstellung
eines plattierten Rohrkörpers einen Dorn aufweist, der mit Zwischenraum durch eine
öffnung in der 'Matrize bewegt wird und dabei gleichzeitig sowohl das Material für
den Tragkörper als auch für die Plattierung hindurchzieht. Vielfach ist es jedoch
nicht möglich, insbesondere mit Rücksicht auf die Gestaltung und die einzuh altende
Genauigkeit des "Pragkörpers, die Herstellung des letzteren gleichzeitig mit dein
Aufbringen der Plattierschicht in einem Arbeitsgang vorzunehmen. Es muß vielmehr
auf den bereits fertig vorliegenden Tragkörper, ohne dessen Gestalt zu ändern, nachträglich
die Plattierung noch besonders aufgebracht werden.
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Es ist ferner bekanht, zur Herstellung rohrförmiger Körper das sogenannte
Tubenpressen
bzw. Kaltspritzen zu verwenden. Die hierbei zur Verarbeitung
gelangendem Metalle müssen jedoch leicht verfornihar sein. Unter Ausnutzung ihrer
niedrigen Fließgrenze werden dabei Metallplättchen schlagartig verformt und nur
ein sehr dünner L berzug erzeugt. Nach diesem Verfahren können jedoch keinesfalls
rohrförmige Körper finit einer Plattierauflage versehen werden, die herben Beanspruchungen
unterliegen, wie beispielsweise Bimetallager, deren Laufschale ' ;minerhin eine
ziemliche Stärke aufweist. \'or allem aller gelingt es nicht, eine einwandfreie
Plattierung zu erzeugen. weil die verschieden harten Metalle bei derartigen Verfahren
nicht gleichmäßig verpreßt werden können.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, die diesen Nachteil beseitigen und dabei gleichzeitig gestatten, die
vorn Walzvorgang her bekannte allmähliche konische Verformung des aufzuplattierenden
-Metalls sinngemäß anzuwenden. Gelöst wird diese Aufgabe, indem das Plattiernietall
in ritigförlnige Hohlräume hineingepreßt wird, deren Innen- oder Außenflächen durch
die Außen-oder Innenflächen eines fertigen Tragkörpers gebildet «-erden und wobei
während des Verformungsvorganges der Plattierwerkstof gleichzeitig radial gegen
die Tragkörperflächen gepreßt wird.
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An sich ist es bekannt, ein Metall in einen ringförmigen Hohlrauen
hineinzudrücken;. doch entstellt dabei nur ein zylindrischer Körper ohne Plattierauflage.
Für die Ausbildung der Vorrichtung, die zur Ausübung des Verfahrens dient, ist es
jedoch wesentlich, die Ringräume zur Aufnahme des Plattierinetalls sich in der Fließrichtung
des letzteren konisch verengen zu lassen. Hierdurch ist erreicht, daß sich das Plattierinetall
beim Fließen längs der Oberfläche des Tragkörpers entlang bewegt und sich dabei,
zusätzlich fortschreitend, entsprechend den sich ini Querschnitt dauernd ändernden,
konisch gestalteten Ringräumen verformt, ohne daß der Tragkörper selbst seine Gestalt
ändert.
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Zur Ausübung des Verfahrens kann eine mechanische oder livdratilisclie
Presse dienen. Der Stempel hat dabei einen Durchmesser, der um so viel geringer
ist als der Durchmesser des Tragkörpers, wie die Dicke der Plattirrung ausmachen
soll. Der Preßstenipel ist zweckmäßig konisch gestaltet. Diese Formgebung besitzt
er dann, wenn die Bohrungsflächen des Tragkörpers achsparallel sind. Gegebenenfalls
können aber auch die Bohrung des Tragkörpers konisch und die Außenflächen des Stempels
achsparallel durchgebildet sein. Bei der Durchführung des Verfahrens wird % \-.-
brend des Heraufgleitens des Plattierinetalles auf die 'I.'ragkörperoberfläclie
die Oxydliatit des Leichtmetalls aufgerissen und ein unmittelbarer Kontakt dieses
Metalls mit der eisernen Oberfläche erzielt. Die eigentliche Verschweißung kann
dabei in verschiedener Weise vorgenommen «erden; entweder wird der Tragkörper oder
das Leichtmetall oder beide erhitzt, wodurch eine unmittelbare Verbindung schon
während des Preßvorgangs erfolgt. Es können aber auch beide Metalle kalt eingesetzt
werden, cla sich Aluminiumlegierungen ini allgemeinen kalt verpressen lassen und
die Verschweißung durch eine nachträgliche Diftusionsglühung herbeigeführt wird.
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Das Verfahren nach Art der 1?rfindung weist fernerhin noch den Vorteil
auf, daß ini Gegensatz zu dem üblichen Walzverfahren eilte Gestaltsänderung des
Tragkörpers nicht zu befürchten ist. Lediglich die Plattierschiclit unterliegt einer
Verformung. Weiterhin erfolgt bei der Ausübung des Verfahrens, wie es der Erfindung
zugrunde liegt, nicht ein teilweises Abgleiten der Leichtmetallplattierschicht,
auch nicht, wenn ein sehr starker Druck Anwendung findet, wie dies besonders beim
Aufwalzen dicker Plattierschichten, beispielsweise für Lagerschalenfutter, der Fall
ist, sondern es wird eitle völlige Gleichmäßigkeit der Plattierschicht sichergestellt.
Man kann weiterhin das Lager gleich mit Bünden oder Schultern pressen, wodurch ein
weiterer Fortschritt erzielt wird.
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Mit Hilfe des Verfahrens kann auch eine Plattierung. auf der Außenmantelfläche
des Tragkörpers erreicht werden. Eilte Matrize umgibt dabei den Tragkörper konzentrisch.
Die Bohrung der Matrize ist um die Stärke der Plattierschicht größer bemessen als
die Außenform des Tragkörpers und konisch gestaltet hei achsparallel durchgebildeter
Außenfläche des Tragkörpers. Die Bohrung kann aber auch achsparallel sein, wenn
der Tragkörper konische Form aufweist. Die Leichtmetallplatte wird dabei vor die
eine der Öffnungen des letzteren gelegt und durch eine gegengleiche Matrize abgestützt.
Beint Pressen fließt dann das Leichtmetall auf die Innen-und gegebenenfalls auch
auf die Außenniantelfläche des Hohlkörpers.
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Hinsichtlich der Wahl der Stahlsorten für den Hohlkörper als Träger
der Plattierschichteil ist es voll untergeordneter Bedeutung, oh ein hochwertiger
vergiitharer Chroni-Nickel-oder (-@liroin-\-lolvbdän-\\'erkstoff oder auch ein anderer
Stahl hoher Festigkeit benutzt wird, weil heim Plattierungsvorgang verhältnismäßig
niedrige Temperaturen auftreten und eilte bereits vorher vergütete hochwertige
Stahlbiichse
dabei keiner Anlaßtemperatur ausgesetzt wird. Außer Stahl können auch andere Schwermetallegierungen,
wie z. B. hochfeste Bronzen, verwendet werden.
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Die Abbildungen ,stellen Ausführungsbeispiele dar. Sie lassen Längsschnitte
eines zu plattierenden Tragkörpers aus Stahl erkennen.
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Abb. i zeigt die PJattierung einer Büchse auf ihrer Innenseite.
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Abb.2 veranschaulicht die Plattierung einer Lagerbüchse, die beiderseits
offen ist. Entsprechend der Angabe der Abb. 3 ist eine Plattierung auf der Außenseite
und nach Abb. 4 eine solche-auf der Innern- und Außenmantelfläche eines Stahlringträgers
dargestellt.
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Auf der Innenfläche eines fertig vorliegenden Tragstückes 6, z. B.
einer Buchse, die einen Rand 2 aufweist, soll eine Leichtmetallschicht 3 aufplattiert
werden. Ein hierzu vorgesehener Preßstempe14 drückt während der Durchführung des
Verfahrens auf einen Preßbolzen 5 in Form einer Leichtmetallplatte, welche die Plattierschicht
bilden soll. Die ursprüngliche Stärke der Platte ist durch den gestrichelten Linienzug
angedeutet.
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In der Abb. 2 ist der Tragkörper 6 beiderseits offen. Die Leichtmetallplatte
5 findet ihr Widerlager während des Preßvorganges an der Bodenfläche 7 einer Matrize.
Zur Versteifung ist es zweckmäßig, noch ringförmige Stützglieder 8 vorzusehen. Die
letzteren fallen bei der -Durchführung des Verfahrens nach den Abb. 3 und 4 fort.
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Durch Anordnung eines um den Preßstempel genau passenden kegelförmig
gestalteten Zwischenstücks 9 wird ein Eindringen des Leichtmetalls während des Preßvorgangs
in das Innere des hohlen Tragkörpers 6 verhindert. Das ' Plattiergut nimmt daher
seinen Weg in den Raum io, der von der Außenmantelfläche der Stahllagerbüchse 6
einerseits und einer Formwand i i andererseits gebildet wird. Wie die Darstellung
dieser Abbildung erkennen läßt, sind die Außenflächen des Tragkörpers 6 ebenso wie
die Mantelfläche des Preßbolzens 4 kegelförmig, während die Matrizenwand i i zylindrische
Gestalt aufweist.
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Bei. der Durchführung des Preßvorganges zur Erzeugung einer Innen-
und Außenplattierung nach Abb. 4 muß natürlich das Zwischenstück 9 fortfallen. Daselbst
wird eine gegengleiche Matrize 12 mi-t kegelförmiger Innenwand i i vorgesehen. Die
Oberflächen des Tragkörpers 6 sind Zylinderflächen.