DE3111548A1

DE3111548A1 - Verbindungsstange fuer einen radialkolbenmotor und verfahren zum herstellen derselben

Info

Publication number: DE3111548A1
Application number: DE19813111548
Authority: DE
Inventors: Yoshio Nagoya Iijima
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-05-06
Also published as: CH653407A5; US4535517A; GB2085118A; DE3111548C2; JPS5765879A; GB2085118B; JPS6330502B2; US4432122A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsstange, die einen sphärischen Oberflächenteil, einen Stangenteil und einen Konsolteil aufweist, für einen Radialkolbenmotor, der in einem Wasserfahrzeug, in Betonmischern, etc. verwendbar ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben.

Diese Art von Verbindungsstangen wurde bisher, wie in Figur 1 gezeigt, in der Weise hergestellt, daß man zunächst einen sphärischen Oberflächenteil 1, einen Stangenteil 2 und einen Konsolteil 3, der eine Gleitoberfläche 5 hat, integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet hat.(um ein Rohteil 4 herzustellen), wie beispielsweise mittels eines Wachsausschmelz-Präzisionsgußverfahrens, und daß man dann einen Belag aus Weißmetall-Lagerlegierung auf die Gleitoberfläche 5 (die bogenförmig ist, wie aus den Figuren 3 bis 10 ersichtlich) des Konsolteils 3 durch Aufgießen von geschmolzener Legierung auf diese Oberfläche aufgebracht hat. Aufgrund der komplizierten Form der Verbindungsstange wird ein Gießverfahren, wie es zum Aufbringen einer Weißmetall-Lagerlegierung angewandt wird, im Aufbau kompliziert, so daß dadurch die Kosten erhöht werden und es schwierig wird, eine Lagerlegierung von in hohem Maße kompakter und gleichförmiger Struktur zu erzielen, weil Schwierigkeiten auftreten, wenn man eine gleichförmige Kühlung bewirken will, die eine der Bedingungen für das Gießen ist, die erfüllt werden sollte. Infolgedessen hat eine Lagerlegierung, die als Belag durch Aufgießen von geschmolzener Legierung, wie beispielsweise von geschmolzener Weißmetall-Lagerlegierung, auf der Gleitoberfläche des Konsolteils aufgebracht worden ist, die Tendenz gezeigt, daß darauf bzw. darin ausgeschiedene nadeiförmige Kristalle (CUgSn₅) und kubische Kristalle (SbSn) vorhanden sind, die harte und brüchige intermetallische Verbindungen sind, und daß außerdem darauf bzw. darin grobe Kristalle ausgebildet sind.

Vor und nach dem Aufbringen eines Belags auf die Gleitoberfläche 5 des Konsolteils 3 des Rohteils 4 durch Aufgießen von geschmolzener Legierung auf dieselbe wird das Rohteil zur Endbearbeitung seines Innendurchmessers einzeln bearbeitet. Das hat es notwendig gemacht, eine Bearbeitungs- und Halteeinrichtung von einer komplizierten Form zu verwenden. Infolgedessen ist die zum Bearbeiten eines solchen Werkstücks erforderliche Zeit lang, und es wurde immer wieder keine Stabilität in der Präzision erzielt, mit der das Werkstück endbearbeitet worden ist. Wenn ein überzug auf die Lagerlegierung aufgebracht wird, wie es erforderlich ist, muß jedes Werkstück einzeln behandelt werden, und das macht es notwendig, eine teure Einrichtung von kompliziertem Aufbau zu verwenden und eine zeitaufwendige Arbeit auszuführen. Es ist bisher noch immer schwierig gewesen, einen Überzug von gleichförmiger Dicke herzustellen.

Kurz zusammengefaßt wurde der Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu dem Zweck entwickelt, insbesondere die vorerwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Demgemäß werden mit der Erfindung eine Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor und ein Verfahren zur Herstellung derselben zur Verfügung gestellt, welche die Merkmale und die Vorteile haben, die nachstehend dargelegt sind.

(1) Die Anwendung eines Schleudergußverfahrens ermöglicht es, bei den hergestellten Gußerzeugnissen eine gleichförmige und stabile Qualität zu erzielen. Im einzelnen hat, wenn ein Belag aus Weißmetall-Lagerlegierung auf die Gleitoberfläche 5 des Konsolteils 3 aufgebracht wird, das durch diesen vorgesehene Lagermetall eine Strukturcharakteristik eines Schleudergußerzeugnisses, das aus feinen und gleichförmigen Kristallen zusammengesetzt und frei von nadeiförmigen und kubischen Kristallen ist, und das Lagermetall hat eine gute Bindefähigkeit bezüglich des Untergrundmetalls (der Gleitoberfläche 5 des Konsolteils 3 des Rohteils 4).

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(2) Die Werkstücke werden, wenn sie bearbeitet werden, in der Form eines Ringes angeordnet, so daß ein Vermessen leicht ausgeführt werden kann und die Gegenstände eine dimensioneile Genauigkeit haben können. Darüberhinaus kann, da eine Mehrzahl von Werkstücken in einem Arbeitsvorgang bearbeitet werden kann, die für die Bearbeitung erforderliche Zeit vermindert werden, und der BearbeitungsVorgang kann glatt durchgeführt werden, da am Werkstück befestigte Vorrichtungen bzw. Aufspannvorrichtungen von unterschiedlichen Durchmessern frei verwendet werden können.

(3) Auf die in der Form eines Ringes angeordneten Werkstücke wird ein überzug aufgebracht, so daß keine fehlerhafte Ausbauchung am Umfangsendteil ausgebildet wird und die innere Oberfläche einen guten Kontakt hat. Die am Werkstück befestigte Vorrichtung bzw. die Aufspannvorrichtung, mit welcher der Überzug aufgebracht wird, hat einen einfachen Aufbau und ermöglicht es, den Arbeitsvorgang glatt auszuführen.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger in den Figuren 1 bis 10 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figuren 1 bis 8 Vorderansichten einer Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, die eine Ausführungsform der Erfindung umfassen bzw. darstellen, und zwar dienen diese Figuren außerdem insbesondere zur Erläuterung der bei der Herstellung aufeinanderfolgenden Herstellungsschritte; und

Figuren 9 und 10 Vorderansichten einer Verbindungsstange, die eine andere Ausführungsform der Erfindung umfaßt bzw. ist, und zwar insbesondere für die Erläuterung der bei der Herstellung aufeinanderfolgenden Herstellungsschritte.

Die Figuren 1 bis 8 zeigen die Verfahrensschritte, die bei der Herstellung einer Verbindungsstange gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufeinanderfolgend durchgeführt werden. In Figur

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sind sechs Rohteile 4 in der Form eines Ringes um einen Metallkern 6 herum zusammengebaut, der seinerseits im mittigen Teil einer Befestigungsvorrichtung angeordnet ist, die nicht gezeigt ist; und dann wird eine Druckplatte 7 montiert. Die Rohteile 4 werden an ihren planaren Oberseiten 8 der sphärischen Oberflächenteile 1 in der Richtung der Pfeile nach der Mitte 9 des Metallkerns 6 zu gedrückt und festgeklemmt. Dann wird die nichtgezeigte Befestigungsvorrichtung auf einem nichtdargestellten Schweißtisch angeordnet, und die Rohteile 4 werden durch Verschweißen an Verbindungsstellen 10 miteinander verbunden. Mit 11 sind Schweißstellen bezeichnet, die durch Auftragsschweißung ausgebildet worden sind. Nach Beenden des Schweißens werden die Druckplatte 7 und der Metallkern 6 entfernt, und die Rohteile 4 in der Form eines Ringes werden mittels einer Werkzeugmaschine bearbeitet, so daß der innere Durchmesser der Anordnung 12 von Rohteilen in Ringform einen vorbestimmten Wert R₁ erhält, wie in Figur 3 dargestellt.

Nach dem Bearbeiten wird die Anordnung 12 auf einer Schleudergußeinrichtung montiert, wie in Figur 4 gezeigt, und einem Schleuderguß durch Gießen einer geschmolzenen Weißmetall-Lagerlegierung unterworfen. Mit 13 ist eine Weißmetall-Lagerlegierungsschicht bezeichnet, die durch Schleuderguß ausgebildet worden ist. Nach Beendigung des Gießens wird eine Anordnung 14 aus Rohteilen 4 mit der Weißmetall-Lagerlegierungsschicht 13 darauf mittels einer Werkzeugmaschine so bearbeitet, daß ihr fertig bearbeiteter innerer Durchmesser einen vorbestimmten Wert Rj hat, wie in Figur 5 gezeigt. Das bedeutet, daß die Weißmetall-Lagerlegierungsschicht eine vorbestimmte Dicke T₁ hat. Obwohl nicht dargestellt, können erforderlichenfalls auch andere Bearbeitungsschritte ausgeführt werden, wie beispielsweise Breitenregulierung bzw. -anpassung, Kröpfung, Absetzen, Nutausbildung (in Umfangsrichtung und/oder axial) und ölsumpfausbildung, etc.

Nach Beendigung der Bearbeitung wird eine Beschichtung T₂ als überzug aufgebracht, die beispielsweise aus einer Zusammensetzung

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besteht, welche 10% Sn und als Rest Pb enthält, und zwar wird dieser überzug durch Elektroplattierung auf die Oberfläche der Lagermetallschicht 13 aufgebracht, deren innerer Durchmesser endbearbeitet gewesen ist. Mit 15 ist eine Anordnung von Rohteilen 4 in Ringform mit überzügen bezeichnet, wie in Figur 6 dargestellt.

Die Anordnung 15 aus Rohteilen 4 in Ringform mit Überzügen wird an den Verbindungsstellen 10 und den Schweißstellen 11 in sechs Teile zerschnitten, wie in Figur 7 gezeigt, was beispielsweise mittels einer Säge geschieht, so daß Verbindungsstangen 16 der gewünschten Form und Abmessungen erhalten werden, wie in Figur 8 gezeigt. Mit S ist ein Teil bezeichnet, an dem anfänglich ein Schnitt ausgeführt worden ist.

Die Verbindungsstange 16 der in den Figuren 1 bis 8 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat die Merkmale und bietet die Vorteile, wie sie in den Absätzen (1) bis (3) der Beschreibungseinleitung angegeben sind.

Die Figuren 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungsform in Vorderansicht. In der Ausführungsform, die in den Figuren 1 bis 8 gezeigt ist, sind die Rohteile 4 der Anordnung in Ringform an den Verbindungsstellen 10 verschweißt und an den Schweißstellen 11 miteinander verbunden. Durch die in den Figuren 9 und 10 gezeigte Ausführungsform wird die Notwendigkeit ausgeschaltet, die Rohteile 4 durch Schweißen zu verbinden, und bei dieser Ausführungsform ist ein allgemein als sternförmig bezeichnetes zylindrisches Rohteil 18 vorgesehen, in dem sechs sphärische Oberflächenteile 1 und sechs Stangenteile 2 integral bzw. einstückig ausgebildet sind, und in dem weiter die sechs Stangenteile 2 und eine zylindrische Konsole 17 integral bzw. einstückig ausgebildet sind, und zwar insbesondere durch ein Präzisionsgußverfahren. Das sternförmige zylindrische Rohteil 18 wird dann auf einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise einer Drehbank, angebracht,

und es wird so bearbeitet, daß der innere Durchmesser der zylindrischen Konsole 17 einen vorbestimmten Wert R₃ erhält.

Nach dem Bearbeiten wird das sternförmige zylindrische Rohteil in nichtgezeigter Weise weiterbearbeitet, und zwar durch die Verfahrensschritte des Schleudergusses, des Bearbeitens und des Elektroplattieren sowie des Schneidens in sechs Teile, wie in Figur 10 gezeigt. Jedes- der sechs Teile bildet die in Figur 8 gezeigte Verbindungsstange 16, die eine vorbestimmte Form und vorbestimmte Abmessungen hat. Mit S ist ein Teil bezeichnet, an dem ein Schnitt anfänglich ausgeführt worden ist. Die Verbindungsstange 16 der in den Figuren 9 und 10 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat die Merkmale und bietet die Vorteile, wie sie in der Beschreibungseinleitung in den Absätzen (1) bis (3) beschrieben sind.

In den beiden gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Beschichtung T„ durch Elektroplattierung vorgesehen. Jedoch kann der Schritt der Elektroplattierung in Abhängigkeit von der Verwendung, welcher die Verbindungsstange zugeführt wird, weggelassen werden. Die durch Elektroplattierung vorgesehene Beschichtung T, kann eine frei gewählte Zusammensetzung aus der Gruppe bekannter Zusammensetzungen haben, wie es beispielsweise Sn-Cu-Pb- und Sn-In-Pb-Legierungen, etc. sind. Ein Überzug (Oberflächenschicht) kann mittels jedes geeigneten bekannten Verfahrens, das ein anderes Verfahren als das Elektroplattieren ist, aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Schleuderguß. Die Lagerlegierung ist nicht auf Weißmetall beschränkt, sondern es kann jede andere geeignete Lagerlegierung verwendet werden, wie beispielsweise Kupferbasis-Lagerlegierungen, und zwar einschließlich Kupfer-Blei-Legierung (Keimet), Blei-Bronze, etc. Wenn eine Kupferbasis-Lagerlegierung verwendet und ein Schleudergußverfahren angewandt wird, hat die Legierung allgemein eine Dendritstruktur, in der Dendrite aus Kupfer ausgebildet und in einer Richtung angeordnet sind, in welcher die Legierung gekühlt worden ist. Wenn eine Gußeinrichtung mit stei-

gendem Gießen angewandt wird, hat die hergestellte Legierung
allgemein eine Struktur, in der massive oder netzartige Kristalle von keiner gerichteten Form vorhanden sind. Es erscheint überflüssig, darauf hinzuweisen, daß die Legierung der ersteren
Struktur für das Herstellen eines Lagers geeigneter ist als diejenige der letzteren Struktur, weil die Kristalle derselben feiner und gleichförmiger sind. Legierungen, die durch Schleuderguß und durch Guß, bei dem einfache geschmolzene Legierung gegossen wird, hergestellt worden sind, unterscheiden sich in der
Struktur nicht nur bei Lagerlegierungen voneinander, sondern
auch bei anderen Arten von Legierungen, und sie können voneinander unterschieden werden.

Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsform
sind sechs Werkstücke gezeigt und beschrieben worden, die in dem Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstangen verarbeitet wurden. Jedoch ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese spezielle Anzahl von Werkstücken beschränkt, sondern es kann jede Anzahl von Werkstücken, wie beispielsweise zwei, drei, vier,
fünf und sieben, bearbeitet bzw. gleichzeitig bearbeitet werden, was von der Abmessung und Form der zu erhaltenden Verbindungsstangen abhängt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstangen gemäß der Erfindung insbesondere den Vorteil bietet, daß die Verbindungsstangen auf Massenproduktionsbasis hergestellt werden können und daß die mittels des Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellten Verbindungsstangen eine bessere Qualität als Verbindungsstangen nach
dem Stande der Technik haben.

Claims

KRAUS & WEISERT

PATENTANWÄLTE

UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

DR. WALTER KRAUS DIPLO M C H EM IK ER · D R.-l N G. AN N EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 16 · D-BOOO MÜNCHEN 71 · TE LEFO N Ο89/7Θ 7O 77-7Θ 7O 78 · TELEX O5-2121B6 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

2837 JS/an

DAIDO METAL COMPANY LTD. Nagoya, Japan

Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor und Verfahren zum Herstellen derselben

PATENTANSPRÜCHE

13 Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, umfassend einen sphärischen Oberflächenteil, einen mit dem sphärischen Oberflächenteil verbundenen Stangenteil, und einen eine Gleitoberfläche aufweisenden und mit dem Stangenteil verbundenen Konsolteil, dadurch gekennzeichnet , daß

(a) der sphärische Oberflächenteil (1), der Stangenteil (2) und der Konsolteil (3) integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet sind; und

(b) eine Lagerlegierung (13) auf der Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3) eine für Schleuderguß charakteristische Struktur hat.
2. Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, insbesondere nach Anspruch 1, umfassend einen sphärischen Oberflächenteil, einen mit dem sphärischen Oberflächenteil verbundenen Stangenteil,

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und einen eine Gleitoberfläche aufweisenden und mit dem Stangenteil verbundenen Konsolteil, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der sphärische Oberflächenteil (1), der Stangenteil (2) und der Konsolteil (3) integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet sind; und

(b) eine Lagerlegierung (13) auf der Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3) eine für Schleuderguß charakteristische Struktur hat; und

(c) ein Überzug (T^) auf der Oberfläche der Lagerlegierung (13) vorgesehen ist.
3. Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

Herstellen eines Rohteils (4), das einen sphärischen Oberflächenteil (1), einen Stangenteil (2) und einen Konsolteil (3) aufweist, die integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet sind;

Zusammenfügen bzw. -bauen einer Mehrzahl der Rohteile (4) in Ringform und Verbinden der Rohteile (4) an Verbindungsstellen durch Schweißen, so daß ein ringförmiges Rohteil (12) hergestellt wird;

Bearbeiten einer Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3) des ringförmigen Rohteils (12);

Anbringen einer Lagerlegierung (13) durch Schleuderguß an der bearbeiteten Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3);

Bearbeiten der Oberfläche der Lagerlegierung (13), die durch Schleuderguß angebracht worden ist; und

Unterteilen des Rohteils (15) an den Verbindungsstellen (10) in eine Mehrzahl von Teilen (16), so daß dadurch eine Mehrzahl von Verbindungsstangen erzeugt wird.
4. Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstange für einen Radialkolbenmotor, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

Herstellen eines Rohteils (4), das einen sphärischen Oberflächenteil (1), einen Stangenteil (2) und einen Konsölteil (3) aufweist, die integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet sind;

Zusammenfügen bzw. -bauen einer Mehrzahl der Rohteile (4) in Ringform und Verbinden der Rohteile (4) an Verbindungsstellen durch Schweißen, so daß ein ringförmiges Rohteil (12) hergestellt wird;

Bearbeiten einer Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3) des ringförmigen Rohteils (12);

Anbringen einer Lagerlegierung (13) durch Schleuderguß an der bearbeiteten Gleitoberfläche (5) des Konsolteils (3);

Bearbeiten der Oberfläche der Lagerlegierung (13), die durch Schleuderguß angebracht worden ist;

Vorsehen eines Überzugs (T₂) auf der bearbeiteten Oberfläche der Lagerlegierung (13); und

Unterteilen des Rohteils (15) an den Verbindungsstellen (10) in eine Mehrzahl von Teilen (16), so daß dadurch eine Mehrzahl von Verbindungsstangen erzeugt wird.