DE7018566U - Zahn- oder schneckenrad. - Google Patents
Zahn- oder schneckenrad.Info
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Description
Die Erfindung betrifft Zahnräder, in erster Linie Schneckenräder, deren Zahnflanken mit einer Verschleißschicht versehen sind.
Iii Schneckengetrieben und gewissen Arten von Zahnradgetrieben
kommt ein Gleiten zwischen zwei zusammenwirkenden B'lanken
zustande, was einen Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften erfordert. Kleinere Schneckenräder werden gewöhnlich ganz aus
Bronze hergestellt, während größere Schneckenräder mit einem Bronzering ausgeführt werden, der von einem Kern aus einem
anderen, billigeren Material getragen wird. Aufgrund des hohen Bronzepreises ist es wünschenswert, den Bronzeverbrauch einzuschränken.
Da man Bronze in Schneckenrädern aufgrund ihrer guten Gleiteigenschaften in Kombination mit einer Schnecke aus Stahl
verwendet, brauchen im Prinzip nur die Zahnflanken des Schneckenrades aus Bronze zu sein. Bisher bekannte Zahn- und Schneckenräder
mit dünnen Schichten, sogenannten Verschleißschichte: ,aus
Bronze oder anderem geeigneten Material auf den Zahnflanken haben zu keinen zufriedenstellenden Resultaten geführt. Unter
anderem hat man Keine ausreichend gute Bindung der Schicht an den Zahnflanken erhalten können oder die Dichte, Reinheit,
Festigkeit oder Verschleißstärke der aufgetragenen Verschleißschicht
war unzureichend.
Die Erfindung betrifft ein Zahn- oder Schneckenrad mit einer Verschleißschicht auf den Zahnflanken, die durch thermisches
Aufspritzen aufgebracht und nachträglich gesintert ist.
Das Sintern wird vorzugsweise in reduzierender Atmosphäre, z.B. Wasserstoffgasatmosphäre, ausgeführt. Der Kern kann aus Stahl
und die Verschleißschicht aus Bronze bestehen. Um eine gute Haftfähigkeit zu ex-reichen, ist es zweckmäßig, daß die zu
belegende Fläche unregelmäßig ist. Unregelmäßigkeiten, die das Anhaften verbessern, können beim Zahnfräsen verursacht werden,
aber es ist denkbar, die Fläche aufzurauhen, z.B. durch Sandstrahlbehandlung. Die Verschleißschicht kann aus Zinnbronze mit
5,0-12,0 % Sn und 88-95 % Cu oder Phosphorbronze mit 5,0-12,0 %
Sn, 0,1-0,8 % P und 88-95 % Cu bestehen. Bronzeschichten werden
bei einer Temperatur von 750-1100 0C gesintert. Bei Verschleißschichten
aus Phosphorbronze oder einer Pseudolegierung aus
Stahl/Phosphorbronze hat ein 2-stündiges Sintern in Wasserstoffgasatmosphäre
oder einer Mischgasatmosphäre mit Wasserstoff und Stickstoff bei 95O0C eine dichte und verschleißstarke Schicht
mit guter Bindung zu dem darunterliegenden Material ergeben. Auch sogenannte Pseudolegierungen sind zum Auftragen einer Verschleiß-
schicht geeignet, z.B. niedriglegierter Stahl/Monelmetall, hochlegierter Stahl/Monelmetall, niedriglegierter Stahl/Phosphorbronze,
hcciilcgisrtsr Staiil/?hosphorbrcnze; Stahl /Molybdän;
Stahl/Wolfram oder Stahl/Tantal.
Mit thermischem Spritzen ist Flammenspritzen (Gasspritzen)
unter Zufuhr von Zusatzmaterial in Form von Pulver (Pulverspritzen;
oder in Form von Draht (Drahtspritzen;, Lichtbogenspritzen (elektrisches Spritzen) und Plasmaspritzen unter
Zufuhr von Zusatzmaterial in Form von Draht oder Pulver gemeint.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben,
in denen sehr schematisch ein Querschnitt durch eine Verschleißschicht gezeigt ist, die auf eine Unterlage
aus homogenen Material, z.B. Stahl, aufgetragen ist. Fig. 1 zeigt eine durch thermisches Spritzen aufgetragene Schicht,
die nicht nachbearbeitet ist, und Fig. 2 zeigt dieselbe Schicht nach einer Wärmebehandlung, bei der die Außenschicht sintert,
* so daß ein homogenes Material entsteht.
In den Figuren bezeichnet 1 einen Teil eines unterdimensionierten,
bearbeiteten Zahns eines Schneckenrades. Der Zahn ist so bearbeitet, daß seine Oberfläche unregelmäßig ist, damit aufgetragenes
Material gut an dem Material haften kann. Beim thermischen Spritzen werden geschmolzene Metalltropfen auf die zu
beschichtende Unterlage geschleudert. Beim Kontakt mit dieser
Unterlage werden die Tropfen platt. Da sie auf dem Weg zur Unterlage teils abkühlen, teils leicht oxydieren, bildet sich
auf der Oberfläche oft eine Oxydschicht und. das äußere Material erstarrt teilweise. Beim Kontakt mit der Unterlage werden die
Tropfen plattgedrückt und die Oxydschicht sowie die teilweise erstarrte Außenschicht platzen, so daß geschmolzenes Metall die
Unterlage trifft und der Tropfen dadurch haften bleibt. Die Tropfen bilden Schuppen 2 und bauen eine poröse Schicht 3 mit
Hohlräumen 4 zwischen den Schuppen auf, wie schematisch in der Figur gezeigt ist. Bei der nachfolgenden Wärmebehandlung sintert
die Außensdicht zu einer relativ homogenen und oxydfreien Schicht 5, wie in Fig. 2 gezeigt ist, indem die Oxyde in der reduzierenden
Atmosphäre reduziert werden und die Hohlräume 6 eine abgerundete, bestenfalls sphärische Form erhalten und ihr Volumen verkleinern.
Die Erfindung ermöglicht einen wesentlichen technisch-wirtschaftlichen
Fortschritt, da der Bronzeverbrauch bei der Herstellung von Schneckenrädern mit VerschMßschicht im Vergleich
mit den jetzigen Herstellungsmethoden um mehr als 75 % reduziert werden kann.
701856611.11.7i
Claims (8)
1. Zahn- oder Schneckenrad mit einer Verschleißschicht auf den Zahnflanken, die aus einem vcm Kernmaterial abweichenden
Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschicht durch thermisch . Aufspritzen aufgebracht und nachträglich
gesintert ist.
2.. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschicht in reduzierender Atmosphäre gesintert ist.
3. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschicht
in einer Wasserstoffgas enthaltenden Atmosphäre gesintert ist.
4. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern a\is Stahl und die Verschleißschicht aus Bronze besteht.
5. Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschicht
aus Zinnbronze mit 5,0-12,0 % Sn und 88-95 % Cu besteht.
6. Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschicht
aus Phosphorbronze mit 5,0-12,0 % Sn, 0,1-0,8 % P und 88-95 % Cu besteht.
7. Rad nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verschleißschicht in #assers\ ?ffgasatniosphäre bei einer Temperatur
von 750-1100 0C, vorzugsweise 900-1000 0C, gesintert ist.
8. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschicht
aus einer sogenannten Pseudolegierung besteht, beispielsweise niedriglegiertem Stahl/Monelmetall, hochlegiertem
Stahl/Monellmetall, niedriglegiertem Stahl/Phosphorbronze, \ hochlegiertem Stahl/Phosphorbronze, Stahl/Molybdän, Stahl/Wolfram
oder Stahl/Tantal.
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