DE1910081A1

DE1910081A1 - Verfahren zur Herstellung von Lagern,insbesondere von Klein- und Kleinstlagern

Info

Publication number: DE1910081A1
Application number: DE19691910081
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P B29f I-06 Antrag
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1968-02-29
Filing date: 1969-02-25
Publication date: 1969-09-18
Also published as: DE1910081B2; US3613202A; CH470602A

Description

Verfahren zur Herstellung von Lagern_r insbesondere von Klein- und Kleinstlagern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lagern, insbesondere von Klein« und Kleinstlagerno '

Die Herstellung von Kleinlagern mit beispielsweise einem unteren Gewicht von 0_t2 g nach den klassischen Spritzoder Druckverfahren stösst auf grosse Schwierigkeiten» Das Füllen der Formhohlräume und das Lögen aus der form lässt sich an den kleinen Stücken nicht korrekt durchführen, so dass es praktisch unmöglich ist, formgetraue und masshaltige Gussstücke zu erhalten*

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Lager zu schaffen, des insbesondere zur Herstellung sehr kleiner Lager geeignet ist»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst ₉ dass auf einem langgestreckten Kern zumindest ein Werkstoff derart agglomerisiert wird» dass sich ein aus diesem Werkstoff bestehender Stab bildet, durch den sich in Längsrichtung der Kern hindurchzieht, dass dieser Stab in Abschnitte unterteilt wird, deren Länge der Höhe der herzu-

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stellenden Lager entspricht» und dass die Abschnitte derart der Einwirkung eines Lösungsmittels ausgesetzt werden, dass die sich in denselben befindenden Teile des Kerns herausgelöst werden, so dass an ihrer Stelle ein Loch in Längsrichtung entsteht»

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeiapiele des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden_e Es zeigt:

fig· 1 eine rein schematische Einrichtung zur Ausführung, des Verfahrens,

Figo 1a» 1b, 1c und 1d verschiedene Herstellungsschritte der Lager mittels der Einrichtung nach Fig* 1,

Fig« 2 einen schematischen Schnitt in axialer Richtung durch eine erste Ausführungsform einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung,

Figo 3 einen schematisohen Schnitt in axialer Richtung durch eine zweite ausführungsform einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung»

Wie Fig« 1 zeigt, ist ein Metalldraht 1, beispielsweise ein Aluminiumdraht, zwischen zwei mit einer elektrischen Stromquelle 3 leitend verbundenen Klemmen 2 ausgespannte Die Stromquelle hat beispielsweise 1,2 bis 1,6 Volt Spannung und ist dazu bestimmt, den Draht 1 auf eine Temperatur sehr leicht oberhalb der Schmelztemperatur des pulverisierten thermoplastischen Materials, welches zur Bildung der herzustellenden Lager benutzt wird, zu erhitzen· Dieses Material wird in einem geeigneten Zustand mit.dem

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heissen Draht in Berührung gebracht, worauf es schmilzt und durch Sinterung auf dem Draht einen Erstüberzug bildet·

Vorzugsweise wird selbstschmierendes plastisches Material wie ζ·Β· Polyoxymethylen verwendete

Auf diese Weise wird ein Stab 4 aus plastischem Werkstoff gebildet, dessen Enden,wie Figo 1a zeigt, abgeschnitten werden·

Darauf wird dieser zurechtgeschnittene Stab 4 äusserlich mit einer Metallschicht 5 (Fig· 1b) überzogene Diese Metallisation wird im Anschluss an eine vorherige Behandlung des Stabes ausgeführt, die seine Oberfläche leitend macht₀ Als Metallisationsmaterial kann ein Glanznickel oder eine Nickel-Zinn-Legierung benutzt werden, wobei die letztere leicht lötbar ist· Der metallische Überzug kann relativ dick sein, so dass ein die Lager umhüllender überzug entsteht, wenn diese fertiggestellt sindo

Anschliessend wird der Stab in Abschnitte 4a (Figo 1c) unterteilt $ deren Länge der Höhe der herzustellenden Lager entspricht»

Diese Abschnitte werden in ein beispielsweise 5-6 $iges Ätzkalibad getaucht, das auf etwa 50 C erhitzt ist und die Teile des Aluminiumdrahtes 1 löst, die noch jeden der Abschnitte 4a durchziehen© Nach Verlassen des Bades zeigen diese das in Fig· 1d dargestellte Aussehen, da die Drahtteile durch das Ätzkali aufgelöst worden sind, so dass jeder Abschnitt 4a von einem Loch 6 in Längsrichtung durchzogen wird·

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Die Beschaffenheit der Oberfläche der Lochwandung ist ein genaues Abbild der jeweiligen Drahtoberfläche· Deshalb genügt es, einen vorzüglich polierten Draht zu benutzen, um eine ebensolche Lochwandung zu erhaltene

Als thermoplastische Werkstoffe können an Stelle des Polyoxymethylene die Polyamide, die Polyimide, die Fluorkohlenstoffe, die Polyphenylenoxyde, die Polyäthylenätherephtalate usw. benutzt werden·

Die in Berührung mit dem Aluminiumdraht stehende Schicht aus plastischem Material ist die einzige, die auf Reibung beansprucht wird©

Polglich kann es so eingerichtet werden, dass diese Schicht nur eine geringe Dicke hat, wobei noch eine Berücksichtigung des Verschleisses vorgesehen isto Demnach kann nach dem Aufbringen der ersten Schicht ein anderer pulverisierter Werkstoff zum Aufbau des Körpers dee Stabes 4 benutzt werden, wobei der andere Werkstoff Druckbeständigkeitseigenschaften besitzt, die beispielsweise höher sind als die des selbstschmierenden Werkstoffes, der für die auf Reibung beanspruchte Schicht verwandt wurde· In diesem Fall kann die Metallisation ausgelassen werden, da der Stab eine ausreichende Eigenfestigkeit besitzt und keiner Verstärkung durch den metallischen Überzug bedarf» Dieser plastische Verstärkungswerkstoff kann durch einen metallischen Überzug ersetzt werden, der mittels Galvanoplastik aufgebracht wird»

Ss lässt sich auch eine der Reibung ausgesetzte poröse Oberfläche herstellen, indem dem selbstschmierenden plastischen Werkstoff beispielsweise Aluminiumpulver von wohl-

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bestimmter leilchengrösse zugesetzt wird* Damit wird eine aus dieser Pulvermischung bestehende erste Schicht auf dem Aluminiumdraht erzeugt, an die sich Schichten nur aus dem plastischen Werkstoff ohne Aluminiumpulver anschliessen₉ wobei dieser Werkstoff sowohl der gleiche wie der der inneren Schicht, als auch ein anderer sein kann©

Während der Behandlung mit dem den Draht zerstörenden Mittel, dem schon erwähnten Ätzkali, werden die Teilchen des Aluminiumpulvers gleichzeitig mit den Drahtteilen zerstört, so dass sich in der Wandung des Loches 6 Hohlräume bilden, die dem Werkstoff der inneren Schicht eine poröse Struktur geben«» Diese Porosität kann durch die Wahl der Abmessungen und der Menge des Aluminiumpulvers nach Tiefe, Anzahl und Abmessung der Poren vorbestimmt werden»

Diese Poren sind dazu bestimmt, ein flüssiges oder halbfestes Schmiermittel, etwa ein Wachs· aufzunehmen, welches durch Kapillarwirkung aufgesogen wird, wobei die Poren ein verhältnismässig wichtiges Vorratsbehältnis dieses Schmiermittels darstellen«, Des weiteren können zur Steigerung der Affinität zwischen dem Schmiermittel und dem plastischen Werkstoff dem Schmiermittel spezifische Eigenschaften gegeben werden, die ein leichtes begrenztes Anschwellen des plastischen Werkstoffes gestatten« Die Stärke der Haftfähigkeit des Sehmiermiftels wird dadurch gesteigert und die Gefahr der Wanderung ausgeschaltete

Das Ideal ist es, ein Gleichgewicht der Adsorptionskräfte zwischen Schmiermittel und plastischem Werkstoff und zwischen Schmiermittel und poliertem Stahl der das Lager durchziehenden Welle aufzufinden«»

In der in Fig· 2 dargestellten Einrichtung wird ein Aluminiumdraht 7 durch eine Feder 8 zwischen einer Halterung

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9 und einem Steatitisolator 10 gespannt, wobei diese Halterung und dieser Isolator von einer in einer Halterung 12 verschiebbaren Stahlstange 11 gehalten werden· Ein unter der Bezeichnung Pyrexglas im Handel befindliches hartes Geräteglas 13 ist koaxial mit der Stange 11 angeordnet und an seinem unteren Ende mittels eines Gummiverbinders 14 mit einer Zwinge 15 verbunden, die in ihrem Boden einen PiIter 16 aus gesintertem Glas besitzt· Diese Zwinge 15 wird durch ein Rohr 15a verlängert, das zur Verbindung mit einer Quelle von gut ge trocknet em Reinstickstoff mit beispielsweise 99,5 ^σβ> bestimmt ist ο Auf das Filter· 16 wird feines Pulver mit einem maximalen Korndurchmesser von 80 U aus durch Reaktion mit einem Iaocyanat stabilisierten Polyoxymethylen aufgebrachte

Der Aluminiumdraht 7 wird durch einen elektrischen Strom von 1,2 Ms 1,6 V, der aus einer Stromquelle 17 stammt und über die Drähte 18 und 19 fliesst, erhitzt«» ^]Menn der Draht erhitzt ist, wird dem Stickstoff das Einströmen, in das Glas 13 gestattet, wobei dieses Einströmen das Pulver in dem Bereich des Glases 13 verwirbelt, der in Fig· 2 mit 20 bezeichnet ist»

Der erhitzte Draht wird für einige Sekunden in das Wirbelgebiet 20 des Pulvers gesenkt, da dieser Zeitraum zum Ausbilden einer homogenen dünnen Schicht rings um den Draht ausreicht» Die Eintauchdauer in das Wirbelgebiet bestimmt die Dicke des Stabes·

In der zweiten Ausführungsform nach Fig» 3 wird ein Aluminiumdraht 21 wie in der ersten Ausführungsform zwischen einer verschiebbar auf einer Stange 23 befestigten Halterung 22 und einem Steatitisolator 24 ausgespannt₉ der am Ende der Stange 23 angebracht ist· Diese Stange ist vei·-

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schiebbar in einer Halterung 25 befestigte Eine auf der Stange 23 angebrachte Drahtfeder 26 beaufschlagt teilweise diese und teilweise die Halterung 23» um den Draht 21 zu spannen«, Wie auch die erste Ausführungsform enthält das Gerät ein Pyrexglas 27» in welchem im Bereich 28 eine Verwirbelung des thermoplastischen Werkstoffes erzeugt wird»

In dieser Ausführungsform trägt die Halterung 25 des Stabes 23 eine Glocke 25a aus Isolierstoff, die eine elektrische Heizung 29 einschliesst« Der Draht 21 wird erhitzt, sobald er die in der Zeichnung dargestellte lage eingenommen hat, danach wird die Stange 23 abgesenkt, wodurch der heisse Draht in den Wirbelbereich 28 des plastischen Werkstoffes eingetaucht wirde

Der Vorgang wird so oft wie notwendig wiederholt, um einen Stab von gewünschtem Querschnitt durch das Aufbringen von aufeinanderfolgenden Schichten zu erhalten©

In Abwandlung kann an Stelle der Agglomeration des plastischen Werkstoffes auf dem Kern durch Schmelzen eines schon polymerisiert en Werkstoffes die Polymerisation des plastischen Werkstoffes, beispielsweise des Formaldehyde, in gasförmigem oder flüssigem Zustand in situ, doho auf dem Kern selbst, durchgeführt werden© Das Auslösen der Polymerisationsreaktion wird bewirkt durch die Hilfe eines Katalysators, durch die Anwendung von Hitze, durch elektrophoretische Erscheinungen, durch stille elektrische Entladungen oder durch ionisierende Strahlen wie Ultraviolett-Strahlen, gamma-, alpha- oder beta-Strahlen·

Die Agglomeration des jeweiligen Werkstoffs auf dem Kern kann auch mittels eines galvanischen Verfahrens bewirkt

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werden, wobei ein galvanisches Bad ausser seines* metallischen Komponenten eine Suspension des plastischen Werkstoffes in Form eines feinen Pulvers enthält, welches sich durch elektrophoretisch^ Wanderung auf dem Metall niederschlägt ο Durch chemischen Angriff lässt sioh sodann eine poröse für Reibungsbeanspruohung vorgesehene Oberfläche erzielen, in der keine direkte Berührung mit dem niedergeschlagenen Metall vorhanden ist·

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Claims

Patent ansprüohe :

Verfahren zur Herstellung von lagern, insbesondere von Klein- und. Klein st lagern, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem langgestreckten Kern (1) zumindest ein Werkstoff derart agglomeriert wird, dass sich ein aus diesem Werkstoff bestehender Stab (4) bildet, durch den sioh in Längsrichtung der Kern hindurchzieht, dass dieser Stab (4) in Abschnitte (4a) unterteilt wird, deren Länge der Höhe der herzustellenden Lager entspricht, und dass die Abschnitte derart der Einwirkung eines Lösemittels ausgesetzt werden, dass die sioh in denselben befindenden Teile des Kerns herausgelöst werden, so dass an ihrer Stelle ein Loch (6) in Längsrichtung entsteht»

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als jeweils benutzter Werkstoff ein selbstschmierender plastischer Werkstoff verwendet wird·

Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als jeweiliger Werkstoff ein thermoplastischer polymerisierter Werkstoff verwendet wird, dessen Agglomeration durch Sintern erzielt wird·

Verfahren naah Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) erhitzt und in eine Atmosphäre aus dem jeweiligen verwirbelten Material getauoht wird, welches sioh durch Schmelzen auf dem Kern niederschlägt»

Verfahren nach den Ansprüchen 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten des auf dem Kern (1) agglomerierten Werkstoffes erhitzt werden, um den Fortgang der Abscheidung zu erleichtern·

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ββ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass als jeweiliger Werks-fcoiM ein plasxxsches Jla^e verwendet wird, wobei dessen Agglomeration auf dem Kern (1) durch Polymerisation an Ort und Stelle erzielt wirdo

7» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem galvanischen Bad suspendierter jeweiliger Werkstoff verwandt wird, wobei dessen Agglomeration durch Elektroabscheidung erzielt wird·

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Schichten aua verschiedenartigen Werkstoffen niedergeschlagen werden, die den Stab (4) bilden.

9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem jeweiligen Werkstoff Teilchen eines anderen Werkstoffes zugemischt werden, die von einem Lösungsmittel zerstört werden, welches den jeweiligen Werkstoff nicht angreift, und dass danach die Lager-Rohlinge der Einwirkung eines solchen Lösungsmittels derart ausgesetzt werden, dass diese Teilchen zer-•tört werden und in dem Stabmaterial Hohlräume hervorrufen, die dem Stab eine poröse Struktur geben»

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern (1) von drahtförmiger Gestalt benutzt wird·

11· Verfahren nach Anspruch 1 und 10» dadurch gekennzeichnet, dass als Kern (1) ein auegespannter metallischer Draht dient»

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12· Verfahren nach, den Ansprüchen 1, 3, 4» 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der ausgespannte Draht elektrisch erhitzt wirdο

13ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Oberfläche des Stabes vor dem Zerteilen metallisiert wird, damit auch der plastische Werkstoff der Lager von einem Überzug (5) umhüllt ist.

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