DE102007058744A1 - Plain bearing shell for use as main bearing shell in crankshaft bearing, has two partial surfaces and two side surfaces, where bearing coating is made of bearing coating material - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Gleitlagerschale (1) mit zwei Teilflächen (2a, b) und mit zwei Seitenflächen (3a, b) beschrieben. Die Gleitlagerschale weist mindestens eine Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial auf und besitzt mindestens eine am Innenumfang angeordnete Schmiermittelbarriere (20), die aus einem Materialaufwurf, insbesondere aus einem Schmelzeaufwurf, besteht. Es werden auch eine Lageranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerschalen beschrieben.A sliding bearing shell (1) with two partial surfaces (2a, b) and with two lateral surfaces (3a, b) is described. The sliding bearing shell has at least one sliding layer of a sliding layer material and has at least one lubricant barrier (20) arranged on the inner circumference, which consists of a material charge, in particular of a melt charge. A bearing arrangement and a method for producing plain bearing shells are also described.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gleitlagerschale mit zwei Teilflächen und mit zwei Seitenflächen, mit mindestens einer Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial und mit mindestens einer am Innenumfang angeordneten Schmiermittelbarriere.The The invention relates to a sliding bearing shell with two partial surfaces and with two side surfaces, with at least one sliding layer made of a sliding layer material and with at least one on the inner circumference arranged lubricant barrier.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine besondere Verwendung einer solchen Gleitlagerschale sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Gleitlagerschalen und auf eine Lageranordnung.The The invention also relates to a particular use of a such plain bearing shell and to a method for producing Such plain bearing shells and on a bearing assembly.
Die Gleitlagerschalen besitzen an der Innenseite eine Gleitfläche, die durch ein Gleitschichtmaterial gebildet wird. Die Gleitlagerschalen können aus einem Monometall bestehen, bevorzugt ist jedoch ein Schichtverbundwerkstoff. In der Regel weisen die Gleitlagerschalen ein Trägermaterial, insbesondere einen Stahlrücken, auf, auf dem ein Gleitschichtmaterial oder ein Schichtsystem mit einem Gleitschichtmaterial als obere Schicht aufgebracht ist. Ein typischer Schichtaufbau sieht ein Lagermetall, das auf dem Stahlrücken aufgebracht ist, sowie eine auf dem Lagermetall aufgebrachte Gleitschicht vor, wobei zwischen dem Lagermetall und der Gleitschicht ggf. eine oder mehrere Diffusionssperrschichten angeordnet sein können.The Plain bearing shells have a sliding surface on the inside, which is formed by a sliding layer material. The plain bearing shells may consist of a monometal, but is preferred a layered composite material. In general, the plain bearing shells a carrier material, in particular a steel backing, on which a sliding layer material or a layer system with a sliding layer material is applied as an upper layer. One typical layer construction sees a bearing metal on the steel back is applied, and a deposited on the bearing metal sliding layer before, between the bearing metal and the sliding layer, if necessary, a or a plurality of diffusion barrier layers may be arranged.
Derartige Gleitlagerschalen sind allgemein bekannt und werden vorwiegend in Verbrennungsmotoren zur Lagerung der Kurbelwelle eingesetzt. Die Kurbelwellenhauptlager werden über Kanäle mit Schmiermitteln, insbesondere Schmieröl, versorgt, wobei das Öl über eine Ölnut in der Gleitlagerschale und über die Kurbelwellenwange dem Pleuellagerzapfen und somit dem Pleuel zugeführt wird. Es wurde festgestellt, dass nur ungefähr 25% des Öls am Pleuellager ankommen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Ölverluste hauptsächlich in axialer Richtung bezogen auf die Hauptlagerschalen, das heißt senkrecht zur Nutrichtung, sehr groß sind. Der Ölabfluss wird mit zunehmendem Spiel zwischen der Gleitlagerschale und dem Gegenläufer, wie Wellen oder Zapfen, begünstigt. Um ständig eine ausreichende Schmierung sicherzustellen, sind entsprechend große Ölpumpen zur Förderung einer ausreichend großen Ölmenge erforderlich. Eine Unterversorgung und somit ein Abriss des Ölfilms im Pleuellager sowie die ungenügende Versorgung des Pleuels mit Öl würde zu einem schnellen Verschleiß oder Fressen der Gleitpartner und zu einem vorzeitigen Ausfall des Lagers führen.such Plain bearing shells are well known and are mainly used in Internal combustion engines used to support the crankshaft. The Main crankshaft bearings are lubricated via channels, lubricating oil supplied, the oil over an oil groove in the plain bearing shell and over the Crankshaft cheek the connecting rod journal and thus fed to the connecting rod becomes. It has been found that only about 25% of the oil on the Arrive rod bearing. This is due to, that the oil losses mainly in the axial direction relative to the main bearing shells, that is vertical To the Nutrichtung, are very large. The oil drain becomes with increasing play between the plain bearing shell and the Opposites, such as waves or cones, favored. To constantly ensure adequate lubrication are correspondingly large oil pumps for promotion a sufficiently large amount of oil required. A shortage and thus a demolition of the oil film in the Connecting rod bearing and the insufficient supply of the connecting rod with oil would cause a quick wear or scuffing the sliding partner and lead to premature failure of the bearing.
Um
hier Abhilfe zu schaffen, werden in der
Als Dehnelemente werde daher solche vorgeschlagen, die einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, als die Materialien, aus denen das Lagerelement und die zu lagernde Welle bzw. die Gleitlagerschale gefertigt sind.When Elongation is therefore proposed those that have a larger Thermal expansion coefficient, as the materials, from which the bearing element and the shaft to be supported or the plain bearing shell are made.
Soweit die Dehnelemente in der Gleitfläche der Gleitlagerschale angeordnet sind, befinden sich diese am Gleitlagerschalenrand und somit beabstandet zur Schmiermittelnut.So far the expansion elements in the sliding surface of the plain bearing shell are arranged, these are on the plain bearing shell edge and thus spaced from the lubricant groove.
Da die Dehnelemente einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, kann bei einem geringen Spalt zwischen der Gleitlagerschale und der Welle unter Umständen bei hohen Temperaturen durch die Dehnelemente ein Klemmdruck aufgebaut werden, der die Rotation der Welle behindert bzw. den Verschleiß der Dehnelemente erhöht, wodurch diese ihre Wirkung verlieren.There the expansion elements have a high thermal expansion coefficient can, with a small gap between the plain bearing shell and the shaft may be at high temperatures the expansion elements are built up a clamping pressure, which is the rotation the shaft obstructs or the wear of the expansion elements increased, whereby they lose their effect.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Dehnelemente separat gefertigt und anschließend in eigens dafür vorbereiteten Nuten eingesetzt werden müssen. Der Fertigungsaufwand ist dadurch sehr hoch.One Another disadvantage is that the expansion elements made separately and then in specially prepared Grooves must be used. The production cost is very high.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Gleitlagerschale bereitzustellen, die im Betrieb keine bzw. allenfalls nur geringe Schmiermittelverluste zulässt, wobei die Schmiermittelbarrieren einfach und kostengünstig hergestellt werden sollen.It is therefore an object of the invention to provide a plain bearing shell, the no or only slight lubricant losses during operation allows, with the lubricant barriers simple and inexpensive to be produced.
Diese Aufgabe wird mit einer Gleitlagerschale gelöst, bei der die Schmiermittelbarriere aus einem Materialaufwurf besteht.These Task is solved with a plain bearing shell, in the the lubricant barrier consists of a material throw.
Materialaufwürfe haben den Vorteil, dass die Schmiermittelbarriere integraler Bestandteil der Gleitlagerschale ist und somit im Gegensatz zu separaten Elementen keine Maßnahmen zur Fixierung der Schmiermittelbarrieren erforderlich sind.Material on rolls have the advantage that the lubricant barrier is an integral part the sliding bearing shell is and thus in contrast to separate elements no measures to fix the lubricant barriers required are.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein Materialaufwurf mindestens aus dem Gleitschichtmaterial besteht und somit dieselben positiven Gleiteigenschaften aufweist, wie die übrige Gleitfläche. Je nach Art des Schichtaufbaus der Gleitlagerschale und der Höhe der Schmiermittelbarriere besteht der Materialaufwurf entweder ausschließlich aus dem Gleitschichtmaterial oder der Aufwurf enthält neben dem Material der Gleitschicht noch Material aus den darunter liegenden Schichten, wie z. B. dem Lagermetall oder ggf. auch aus dem Material der Diffusionssperrschicht. Es besteht somit die Möglichkeit, die Eigenschaften der Schmiermittelbarriere durch den Anteil von Materialien aus den tiefer liegenden Schichten gezielt zu verändern.Another advantage is the fact that a Materialaufwurf consists at least of the sliding layer material and thus has the same positive sliding properties, as the rest of the sliding surface. Depending on the type of layer structure of Gleitla gerschale and the height of the lubricant barrier material consists of either exclusively of the sliding layer material or the Aufwurf contains in addition to the material of the overlay still material from the underlying layers, such. As the bearing metal or possibly also from the material of the diffusion barrier layer. There is thus the possibility of deliberately changing the properties of the lubricant barrier by the proportion of materials from the lower layers.
Der Materialaufwurf besteht vorzugsweise aus einem Schmelzeaufwurf, der mittels Behandlung der Gleitschicht mittels eines Laserstrahls auf einfache Weise erzeugt werden kann.Of the Materialaufwurf preferably consists of a melt charge, by means of treatment of the sliding layer by means of a laser beam can be generated in a simple manner.
Als Alternativen zum Schmelzeaufwurf kann der Materialaufwurf aus einem Prägeaufwurf, einem Rollieraufwurf oder einem Rändelaufwurf bestehen. Derartige Aufwürfe werden durch mechanische Verfahren erzeugt, bei denen ein Prägestempel, ein Rolliermesser oder ein Rändelwerkzeug eingesetzt wird. Die Ausbildung der Schmiermittelbarrieren erfolgt bei den mechanischen Verfahren durch Materialverdrängung.When Alternatives to the melt charge can be the material throw from a Embossing, a Rollieraufwurf or a knurled Aufwurf consist. Such complaints are made by mechanical methods produced, where an embossing punch, a roller blade or a knurling tool is used. Training The lubricant barriers occur during the mechanical processes through material displacement.
Vorzugsweise werden die Gleitlagerschalen in Kurbelwellenhauptlagern verwendet. Es hat sich gezeigt, dass sich bei einem Einsatz dieser Gleitlagerschalen in Kurbelwellenhauptlagern der Ölstrom um bis zu 30% reduzieren lässt. Der Vorteil des reduzierten Ölstroms ermöglicht daher den Einsatz kleiner dimensionierter Ölpumpen, wodurch Motoren deutlich sparsamer betrieben werden können.Preferably The plain bearing shells are used in crankshaft main bearings. It has been shown that when using this plain bearing shells Reduce oil flow in crankshaft main bearings by up to 30% leaves. The advantage of the reduced oil flow allows therefore the use of smaller sized oil pumps, thereby Engines can be operated significantly more economical.
Gleitlagerschalen weisen vorzugsweise einen Schmiermittelkanal auf. Mindestens eine Schmiermittelbarriere ist zwischen dem Lagerschalenrand und dem Schmiermittelkanal angeordnet.plain bearing shells preferably have a lubricant channel. At least one lubricant barrier is disposed between the bearing shell rim and the lubricant channel.
Die Schmiermittelbarriere ist vorzugsweise am Rand oder beabstandet zum Rand der Gleitlagerschale angeordnet. Bei Lagerschalen mit Schmiermittelkanal können die Schmiermittelbarrieren soweit nach in nen verlegt werden, dass sie am Rand oder benachbart zum Rand des Schmiermittelkanals angeordnet sind.The The lubricant barrier is preferably marginal or spaced arranged to the edge of the sliding bearing shell. For bearings with lubricant channel the lubricant barriers can be laid as far as they are inside Be sure they are at the edge or adjacent to the edge of the lubricant channel are arranged.
Die Schmiermittelbarriere erstreckt sich vorzugsweise mindestens über einen Abschnitt des Innenumfangs. Die Schmiermittelbarriere kann auch Unterbrechungen aufweisen und somit längs des Umfangs mehrere Barrierenabschnitte umfassen. Unterbrechungen der Schmiermittelbarriere haben den Vorteil, dass gezielt geringe Ölmengen in axialer Richtung abfließen können und dadurch Schmutzpartikel ausgetragen werden können.The The lubricant barrier preferably extends at least over a section of the inner circumference. The lubricant barrier can also have interruptions and thus along the circumference comprise several barrier sections. Interruptions of the lubricant barrier have the advantage that targeted small amounts of oil in the axial direction can drain and thereby discharged dirt particles can be.
Die Schmiermittelbarriere erstreckt sich vorzugsweise von der Teilfläche über einen Abschnitt des Innenumfangs. Die Anordnung der Schmiermittelbarriere in diesem Bereich ist deshalb von Vorteil, weil festgestellt wurde, dass dort die größten Ölverluste auftreten.The The lubricant barrier preferably extends beyond the partial surface a section of the inner circumference. The arrangement of the lubricant barrier in this area is advantageous because it has been found that the biggest oil losses occur there.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Gleitlagerschale in diesem Bereich eine Freilegung aufweist. Freilegungen erstrecken sich von einem Endbereich der Gleitlagerschale bis zur Teilfläche und sind entweder vor einer Teilfläche oder vor beiden Teilflächen angeordnet. Die Schmiermittelbarriere erstreckt sich bei dieser Ausführungsform vorzugsweise von der Teilfläche mindestens über den Bereich der Freilegung.This especially applies if the plain bearing shell in this area has an exposure. Exposures extend from one End of the sliding bearing shell to the partial surface and are either in front of a partial surface or in front of both partial surfaces arranged. The lubricant barrier extends at this Embodiment preferably of the partial surface at least beyond the scope of exposure.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Gleitlagerschale sieht vor, dass sich die Schmiermittelbarriere über den gesamten Innenumfang der Gleitlagerschale erstreckt.A further advantageous embodiment of the plain bearing shell provides that the lubricant barrier over the entire inner circumference the sliding bearing shell extends.
Vorzugsweise ist an jedem Rand oder beabstandet zu jedem Rand mindestens eine Schmiermittelbarriere angeordnet.Preferably is at each edge or spaced from each edge at least one Lubricant barrier arranged.
Die Abdichtung kann deutlich erhöht werden, wenn in axialer Richtung der Gleitlagerschale mindestens zwei Schmiermittelbarrieren angeordnet sind. Es wird auf diese Weise eine Art Labyrinthdichtung erzeugt. Diese Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit einem deutlichen Verschleiß der Schmiermittelbarrieren im Betrieb und somit einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung zu rechen ist. Eine gestaffelte Anordnung von Schmiermittelbarrieren in axiale Richtung, vorzugsweise auch mit unterschiedlichen Höhen H der Schmiermittelbarrieren, verbessert die Dichtwirkung.The Sealing can be significantly increased when in axial Direction of the plain bearing shell at least two lubricant barriers are arranged. It becomes a kind of labyrinth seal in this way generated. This arrangement is particularly advantageous if with a significant wear of the lubricant barriers during operation and thus a deterioration of the sealing effect is to be reckoned. A staggered array of lubricant barriers in the axial direction, preferably also with different heights H the lubricant barriers, improves the sealing effect.
Schmiermittelbarrieren können beliebig ausgeführt werden. Bevorzugt sind gradlinige Schmiermittelbarrieren, wellenförmige Schmiermittelbarrieren und zickzackförmige Schmiermittelbarrieren, wobei auch verschieden Ausführungen kombiniert werden können.lubricant barriers can be executed arbitrarily. Preferred are straight-line lubricant barriers, undulating lubricant barriers and zigzag lubricant barriers, including different versions can be combined.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schmiermittelbarriere in Richtung Teilfläche nach außen abbiegt. Wenn auf beiden Seiten Schmiermittelbarrieren vorgesehen sind, wird dadurch der Strömungsquerschnitt des Schmiermittels in Richtung Teilfläche vergrößert. Der Staudruck kann dadurch gezielt verringert werden.It has proven to be advantageous when the lubricant barrier in the direction of the partial surface turns outward. If Lubricant barriers are provided on both sides, is characterized the flow cross section of the lubricant in the direction Part surface enlarged. The dynamic pressure can be specifically reduced.
Es ist auch möglich, die Schmiermittelbarrieren in Richtung Teilflächen nach innen abzubiegen. Entsprechend wird bei einer Anordnung von zwei Schmiermittelbarrieren der Strömungsquerschnitt entsprechend verkleinert, wodurch eine Druckerhöhung im Bereich zwischen den Schmiermittelbarrieren erreicht werden kann.It is also possible, the lubricant barriers in the direction Turn part faces inwards. Accordingly, at an arrangement of two lubricant barriers of the flow cross section accordingly reduced, causing a pressure increase in the range between the lubricant barriers can be achieved.
Ein Materialaufwurf geht mit einer Materialverringerung an anderer Stelle einher. Insofern bildet sich bei der Herstellung der Schmiermittelbarrieren neben der Schmiermittelbarriere eine nutartige Vertiefung aus. Diese nutartige Vertiefung kann vorteilhaft genutzt werden, wenn sie an der nach innen weisenden Seite der Schmiermittelbarriere angeordnet ist und somit vom Schmiermittel, insbesondere dem Schmieröl, überströmt wird. Es hat sich gezeigt, dass Schmutzpartikel im Schmiermittel sich in dieser nutartigen Vertiefung sammeln und somit dem Schmiermittel auf einfache Weise entzogen werden können.One Materialaufwurf goes with a material reduction elsewhere associated. In this respect, forms in the production of lubricant barriers next the lubricant barrier a groove-like depression. This groove-like Deepening can be used to advantage when following the inside facing side of the lubricant barrier is arranged and thus overflowed by the lubricant, in particular the lubricating oil becomes. It has been shown that dirt particles in the lubricant collect in this groove-like depression and thus the lubricant can be easily withdrawn.
Die nutartige Vertiefung kann auch an der nach außen weisenden Seite der Schmiermittelbarriere angeordnet sein.The groove-like depression can also be on the outward facing Be arranged side of the lubricant barrier.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die nutartige Vertiefung zwischen zwei Schmiermittelbarrieren angeordnet sein. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise mittels eines Laserstrahls erzeugt werden, der senkrecht auf die Innenfläche der Gleitlagerschale gerichtet ist, sodass sich beidseitig des Laserstrahls ein Materialaufwurf ausbildet.According to one Another embodiment, the groove-like depression be arranged between two lubricant barriers. Such Arrangement can be generated for example by means of a laser beam be perpendicular to the inner surface of the plain bearing shell is directed so that forms a material Aufwurf on both sides of the laser beam.
Die Höhe H der Schmiermittelbarriere liegt vorzugsweise bei 5 bis 60 μm und richtet sich im Wesentlichen nach dem Spalt zwischen der Gleitlagerschale und dem Gegenläufer. Bevorzugte Höhen der Schmiermittelbarriere sind 10 bis 50 μm, 30 bis 50 μm und 30 bis 40 μm.The Height H of the lubricant barrier is preferably included 5 to 60 microns and depends essentially on the gap between the sliding bearing shell and the counter rotor. preferred Heights of the lubricant barrier are 10 to 50 μm, 30 to 50 μm and 30 to 40 μm.
Die Breite B der Schmiermittelbarriere liegt vorteilhafterweise bei 0,5 bis 2 mm, insbesondere bei 0,75 bis 1,5 mm. Breitere Schmiermittelbarrieren haben den Vorteil, dass im Betrieb ein geringerer Abtrag der Schmiermittelbarrieren stattfindet als dies bei schmaleren Schmiermittelbarrieren der Fall ist.The Width B of the lubricant barrier is advantageously included 0.5 to 2 mm, in particular 0.75 to 1.5 mm. Wider lubricant barriers have the advantage that during operation a lesser removal of the lubricant barriers takes place as this is the case with narrower lubricant barriers is.
Eine erfindungsgemäße Lageranordnung sieht zwei Gleitlagerschalen und eine in den Gleitlagerschalen gelagerten rotierenden Gegenläufer vor, wobei zwischen Gegenläufer und Gleitfläche der Gleitlagerschale ein Lagerspalt S vorhanden ist, wobei mindestens eine Gleitlagerschale einen Schmiermittelkanal und mindestens eine am Innenumfang angeordnete, den Lagerspalt S zwischen der Gleitlagerschale und dem Ge genläufer schließende Schmiermittelbarriere aufweist. Mindestens eine Gleitlagerschale dieser Lageranordnung weist eine Schmiermittelbarriere auf, die aus einem Materialaufwurf besteht.A Inventive bearing assembly sees two plain bearing shells and a rotating counter-rotor mounted in the plain bearing shells before, where between counter runner and sliding surface the sliding bearing shell a bearing gap S is present, at least a plain bearing shell a lubricant channel and at least one arranged on the inner circumference, the bearing gap S between the plain bearing shell and the countercurrent lubricant barrier having. At least one sliding bearing shell of this bearing arrangement has a lubricant barrier resulting from a material throw consists.
Vorzugsweise sind mindestens im Bereich der Schmiermittelnut beidseitig jeweils Schmiermittelbarrieren in Form von Materialaufwürfen vorgesehen.Preferably are at least in the area of the lubricant groove on both sides respectively Lubricant barriers provided in the form of Materialaufwürfen.
Das Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerschalen ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- – Bereitstellen einer vorgefertigten Gleitlagerschale, und
- – Ausbilden mindestens einer Schmiermittelbarriere mittels mindestens eines Laserstrahls, der unter einem Winkel α auf die Innenfläche der Gleitlagerschale gelenkt und längs einer vorbestimmten Bahn über die Innenfläche geführt wird, wobei der Winkel α zwischen dem Laserstrahl und der Senkrechten auf der Innenfläche gemessen wird.
- - Providing a prefabricated plain bearing shell, and
- - Forming at least one lubricant barrier by means of at least one laser beam which is directed at an angle α on the inner surface of the sliding bearing shell and guided along a predetermined path over the inner surface, wherein the angle α between the laser beam and the perpendicular to the inner surface is measured.
Der Einsatz von Laserstrahlen hat den Vorteil, dass nach der Bereitstellung der Gleitlagerschale ohne mechanische Belastung die Schmiermittelbarrieren hergestellt werden können. Dies bedeutet, dass die Gleitlagerschale auch bereits kalibriert sein kann und lediglich nur noch diesem mechanisch nicht belastenden Verfahrensschritt unterworfen werden muss.Of the Use of laser beams has the advantage that after deployment the sliding bearing shell without mechanical stress the lubricant barriers can be produced. This means that the plain bearing shell can already be calibrated and only this one mechanically non-incriminating process step must be subjected.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Laserstrahl an jeden beliebigen Punkt der Innenfläche der Gleitlagerschale gelenkt werden kann, sodass an jedem beliebigen Punkt die Schmiermittelbarrieren erzeugt werden können.One Another advantage is that the laser beam to any Point of the inner surface of the plain bearing shell to be steered can, so at any point the lubricant barriers can be generated.
Über die Leistung des Laserstrahls einerseits und über den Winkel α andererseits können verschiedene Eigenschaften der Schmiermittelbarrieren und der der Schmiermittelbarriere benachbarten nutartigen Vertiefung eingestellt werden.about the power of the laser beam on the one hand and the angle α on the other can barrier different properties of the lubricant and the lubricant barrier adjacent groove-like depression be set.
Über die Leistung des Lasers und damit über den Energieeintrags durch den Laserstrahl kann die Höhe des Schmelzeaufwurfs gesteuert werden. Es ist somit möglich, die Höhe des Materialaufwurfs konstant zu halten oder auch die Höhe nach einem vorgegebenen Muster zu variieren.about the power of the laser and thus the energy input through the laser beam can the height of the melt charge to be controlled. It is thus possible to adjust the height the amount of material to be kept constant or the height to vary according to a given pattern.
Längs der Bahn ist es möglich, sowohl die Höhe der Schmiermittelbarriere als auch deren Breite durch Veränderung der Leistung und ggf. auch durch eine Veränderung des Winkels α einzustellen. Je größer der Winkel α gewählt wird, desto breiter wird die nutartige Vertiefung, aus der das Material für den Materialaufwurf bereitgestellt wird. Bei senkrechtem Einfall (Winkel α = 0) wird beidseitig der nutartigen Vertiefung ein Materialaufwurf erzeugt, sodass eine Doppelbarriere gebildet wird.Along the web makes it possible to both the height of the lubricant barrier as well as their width by changing the performance and possibly also adjust by a change in the angle α. The larger the angle α selected the wider the groove-like depression becomes, from which the material becomes is provided for the material disposal. With vertical Incidence (angle α = 0) is on both sides of the groove-like depression created a Materialaufwurf, so formed a double barrier becomes.
Es sind im Wesentlichen zwei Verfahrensvarianten möglich. Die vorgefertigte Gleitlagerschale kann gemäß einer ersten Ausführungsform bereits die Gleitschicht aufweisen. Im Anschluss daran wird die Ausbildung der Schmiermittelbarrieren durchgeführt. Dieses Verfahren eignet sich für Gleitlagerschalen, deren Gleitschicht eine entsprechende Dicke aufweist. Dies ist beispielsweise bei Gleitlagerschalen der Fall, die auf dem Stahlrücken eine mehrere 100 μm dicke Gleitschicht tragen.There are essentially two variants of the method possible. The prefabricated sliding bearing shell can already have the sliding layer according to a first embodiment. Subsequently, the formation of the lubricant barriers is performed. This method is suitable for plain bearing shells whose sliding layer has a corresponding thickness. This is the case, for example, with plain bearing shells, which on the steel back a meh wear 100 μm thick overlay.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch dünnere Gleitschichten bereits auf der Gleitlagerschale aufgebracht sein. Derartige Gleitschichten können aufplattiert oder auch galvanisch aufgebracht sein. Diese auf einem Lagermetall aufgebrachten Gleitschichten liegen in der Regel im Bereich von wenigen 10 μm. Bei dieser Ausführungs form ist es von Vorteil, den Winkel α möglichst groß zu wählen, sodass die darunter liegende Schicht nicht durch den Laserstrahl beeinträchtigt wird und somit auch kein Material dieser darunter liegenden Schicht abgetragen wird. Wenn es allerdings erforderlich sein sollte, auch dieses Material abzutragen und in den Schmelzeaufwurf einzubringen, um die Eigenschaften der Schmiermittelbarriere entsprechend einzustellen, kann auch ein entsprechend kleinerer Winkel α gewählt werden.According to one Another embodiment may also be thinner Sliding layers already be applied to the plain bearing shell. Such overlays can be plated or else be applied galvanically. These applied to a bearing metal Sliding layers are usually in the range of a few 10 microns. In this embodiment form, it is advantageous, the angle α as possible big to choose, so the underlying layer is not is affected by the laser beam and thus also no material of this underlying layer is removed. If necessary, this material should also be required remove and bring in the melt charge to the properties Adjust the lubricant barrier accordingly, can also correspondingly smaller angle α can be selected.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst die vorgefertigte Gleitlagerschale noch keine Gleitschicht, sodass der Schmelzeaufwurf aus dem Material der unter der Gleitschicht befindlichen Schicht, beispielsweise Lagermetallschicht, gebildet wird. Die Gleitschicht wird bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Ausbilden der Schmiermittelbarriere aufgebracht. Die Gleitschicht überzieht somit auch die Schmiermittelbarriere. Vorzugsweise wird die Gleitschicht bei dieser Ausführungsform galvanisch aufgebracht.According to one second embodiment comprises the prefabricated plain bearing shell still no overlay, so the melt charge from the material the underlying layer, for example Bearing metal layer, is formed. The sliding layer is at this Embodiment of the method after forming the lubricant barrier applied. The sliding layer thus also covers the Grease barrier. Preferably, the sliding layer in this Embodiment galvanically applied.
Vorzugsweise wird ein gepulster Laser, insbesondere ein gepulster Festkörperlaser verwendet. Mittels eines gepulsten Lasers wird kurzzeitig eine hohe Leistung eingebracht, die den gewünschten Materialaufwurf erzeugt. Vorzugsweise wird der Laser mit einer Frequenz von 50 bis 100 Hertz, insbesondere von 60 bis 80 Hertz gepulst. Dies führt im Bereich der nutartigen Vertiefung zu einer schuppenartigen Ausbildung, was damit zusammenhängt, dass der gepulste Laserstrahl kontinuierlich über die Innenfläche der Gleitlagerschale bewegt wird.Preferably becomes a pulsed laser, in particular a pulsed solid-state laser used. By means of a pulsed laser is briefly a high Performance introduced, the desired material Aufwurf generated. Preferably, the laser is at a frequency of 50 to 100 hertz, in particular pulsed from 60 to 80 hertz. this leads to in the area of the groove-like depression to a scale-like formation, which is related to the fact that the pulsed laser beam continuously over the inner surface of the plain bearing shell is moved.
Der Laserstrahl wird vorzugsweise unter einem Winkel α zwischen 0° und 50° auf die Innenfläche gelenkt. Bevorzugte Winkel liegend bei 25° bis 35°.Of the Laser beam is preferably at an angle α between 0 ° and 50 ° steered to the inner surface. Preferred angles lying at 25 ° to 35 °.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.exemplary Embodiments of the invention are described below explained in more detail in the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der
In
der in der
In
der
Die
Gleitlagerschale der
In
der
In
den
In
den
In
der
In
der
In
der
In
der
In
der
Wenn
der Winkel α größer gewählt
wird, wird die nutartige Vertiefung flacher und breiter, wie dies
in der
Wenn
der Laserstrahl
In
der
In
der
In
der
Um
eine Schmiermittelbarriere
In
der
In
der
In
der
In
der
In
den
In
der
In
der
In
der
In
der
- 1, 1'1, 1'
- Gleitlagerschaleplain bearing shell
- 2a, b2a, b
- Teilflächesubarea
- 3a, b3a, b
- Seitenflächeside surface
- 44
- Außenflächeouter surface
- 55
- Innenflächepalm
- 66
- Achse der Gleitlagerschaleaxis the sliding bearing shell
- 77
- Scheitel der Gleitlagerschalevertex the sliding bearing shell
- 88th
- Gegenläuferexpeller
- 99
- Schmiermittellubricant
- 1010
- Trägermaterialsupport material
- 1111
- Lagermetallbearing metal
- 1212
- GleitschichtOverlay
- 1515
- Schmiermittelkanallubricant channel
- 1616
- Freilegungexposure
- 1717
- Ölbohrungoil well
- 2020
- Schmiermittelbarrierelubricant barrier
- 2121
- Abschnitt der Schmiermittelbarrieresection the lubricant barrier
- 2222
- Abschnitt der Schmiermittelbarrieresection the lubricant barrier
- 2525
- nutartige Vertiefunggroove-like deepening
- 2626
- Schmutzdirt
- 2727
- Schuppenshed
- 3030
- Laserstrahllaser beam
- 3232
- Senkrechtevertical
- 4040
- Stempelstamp
- 4242
- Vorsprunghead Start
- 4444
- Vertiefungdeepening
- 5050
- Rolliermesserrolling knife
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: MEHLER ACHLER PATENTANWAELTE, 65185 WIESBADEN, DE Representative=s name: MEHLER ACHLER PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT MBB, DE Representative=s name: MEHLER ACHLER PATENTANWAELTE, DE |
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