DE742007C - Verfahren und Vorrichtung zum Auskleiden von Lagerschalen u. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Auskleiden von Lagerschalen u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung von Wärmebehandlungen, d. h. Glühbehandlungen, bei rohrförmigen Werkstücken, insbesondere Lagerschalen, zum Herbeiführen inniger Verbindungen mit Auflagen oder Einlagen leicht schmelzender Metalle oder Legierungen, welche in fester Form in die Werkstücke eingebracht und während deren Umlaufbewegung elektrisch erwärmt werden; weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses: Verfahrens.
• Das neue Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß .die Erwärmung durch einen elektrischen Lichtbogen erfolgt, der auf aufeinanderfolgende Flächenabschnitte des Werkstückes zur Einwirkung gebracht wird; hierbei ist zweckmäßig ein möglichst kurzer Stromübergang zu bewirken.
• Die Neuerung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Lagerschalen, bei welcher die Lagerstützschalen mit dem Lagermetall oder der Lagermetallegierung durch Ausschleudern zu einer innigen Einheit verbunden werden.
• An sich sind Verfahren zum Ausgießen der Stützkörper für Lagerschalen bekannt, bei denen das. Lagermetall in fester Form, z. B. Bleibronze, in der Gestalt von Pulver und Spänen, gegebenenfalls mit Zusätzen von Flußmitteln, in die Lagerschale eingebracht und diese mit ihrer Füllung in Umlaufbewegung versetzt und der Wirkung einer Wärmequelle ausgesetzt wird, bis die-Füllung flüssig ist und nun zur Erzielung eines für die Laufeigenschaften günstigen feinen Gefüges von der Stahlschale her eine beschleunigte Abkühlung durchgeführt wird.
• Als Wärmequellen verwendete man bisher Öfen, in denen eine Erhitzung in neutraler reduzierender Atmosphäre stattfindet, z. B. Drehherdöfen oder auch Hochfrequenzöfen. Es ist aber auch bekannt, als Erhitzungsquelle Leuchtgas und Azetylen mit Sauerstoff zu verwenden.
• Die Behandlung mit Öfen hat allgemein den Nachteil, daß der Aufheizabschnitt bei der Verwendung fester Lagermetalle -wesentlich verlängert wird. Die Verwendung von Gas macht die Verfahren nicht nur teuer, sondern auch umständlich, da vielfach Gaserzeugungsanlagen,Kompressoren und Druckregler erforderlich sind.
• Ferner wurde die Anwendung verschiedener elektrischer Beheizungsverfahren, wie Induktionserhitzung, Widerstandsbeheizung. Hochfrequenz-Wechselstrom -Beheizung u. dgl., vorgeschlagen, die aber den großen Nachteil aufweisen, daß umfangreiche elektrische Anlagen erforderlich 'sind, die nicht nur die Anlage sehr verteuern, sondern den Betrieb sehr umständlich gestalten und eine erhebliche Wartung verlangen.
• Die Nachteile der oben geschilderten, bisher bekannten Erwärmungsverfahren zum Ausgießen von Hohlkörpern, wie Lagerschalen, werden durch die Erfindung in vollem Umfange beseitigt. Die neuartige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer mit gleichachsig drehbaren Einspannkörpern versehenen Einspannvorrichtung, an welcher eine oder mehrere verschiebbare Kohleelektroden angeordnet sind und das Werkstück mittel- oder unmittelbar mit Gegenkohle in Verbindung steht.
• Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen.
• A.bb. i eine Anordnung für das Ausschleudern von Werkstücken besonderer Form, z. B. Bundlager, in schematischer Darstellung, Abb. 2 einen Ausschnitt der Abb. i in vergrößertem Maßstab, Abb. 3 die Anordnung :einer Brause zur Abschreckung des fertiggestellten Werkstückes, Abb. 4 eine Anordnung für glatte Lager in Vorderansicht, Abb. 5 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Abb. 4.
• Im einzelnen ist 4 der Maschinenkörper einer Schleudermaschine mit dem Antriebsspindelstück 5 und dem Leitstück 5'. Mit 6 und 6' sind verstellbare sogenannte Spannpinolen aus Metall oder aus Kohle bezeichnet, während? und 7' auswechselbare Einsätze darstellt, die der Einspannung von Werkstücken, z. B. Lagerschalen, dienen. 8 und S' sind Antriebsscheiben. Den elektrisclien Strom für die Lichtbogenerzeugung liefert ein Gleichstromumformer g, welcher an das Netz angeschlossen ist. io ist die Leitung für die Positivkohle und i i die für die N eg a tivkohle (Lichtbogen). An die Leitung kl 1 r bzw. dem Minuspol ist die Stabdochtkohle 13 mittels des Gleitkontakthalters 14 angeschlossen. Der Kontakthalter ist auf einem verstellbaren Support 12 und 12' angeordnet, welcher die Führung der Kohle über die Lagerschalenmitte in deren Längsrichtung gest<<ttet. 15 und 15' sind Isolierplatten, 16 ist eine Nachstellschraube für die Stabkohle bzw. den Lichtbogen. Unterhalb der Lagerschale, gegeniiber der Stabkohle, liegt federnd angeordnet der Lagerbock 17 für die Kohlerolle (Positivk(--ihle) 1g. Mit 18 ist eine Isolierplatte bezeichnet. Der Lagerbock ist isoliert mit der Plusleitung an dem Gleichstromumformer angeschlossen. Der Umformer ist regelbar und wird zur Erzielung des erforderlichen Lichtbogens auf eine Stromstärke von ioo bis 17o Ampere bei einer Spannung von etwa 30 Volt eingestellt.
• In die Einsätze 7 und 7' wird die Lagerschale 2o, nachdem dieser eine Bleibronzelegierung in Pulverform eingepreßt wurde, eingesetzt und alsdann mit der beschriebenen Antriebsanordnung in umlaufende Bewegung versetzt. Die Kohlerollen ig werden an (las Lager angelegt und durch die Federn angedrückt gehalten und, nachdem der Umformer eingeschaltet ist, an der Stabkohle ein Lichtbogen erzeugt.
• Durch die günstige Polung und den kurzen Stromübergang entsteht ein langer Lichtbogen von etwa 25 bis 30 mm mit einer tbeoretischen Temperaturabgabe von 4ooo° C. Der Lichtbogen wird nunmehr auf der Schale 20 waagerecht entlang geführt, so daß in dicht aneinanderliegenden Spirallinien die gesamte Oberfläche der Schale von diesem bestrichen wird.
• Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, um in erster Linie die Oberfläche des Lagers bei empfindlichem Material durch den Zündvorgang nicht zu beschädigen, eine Hilfszündeeinrichtung in Gestalt einer verstellbaren Kohleplatte 22 zu verwenden, die ebenfalls an die Plusleitung angeschlossen ist. Die Bewegung dieser Kohleplatte erfolgt mit Hilfe der V erstelleinrichtung 21. Die Handhabung erfolgt derart, daß nach Ansprechen der Hilf szündeeinrichtung die Zündplatte vom Lager fortbewegt wird, wobei der Lichtbogen sich ohne Stoßzündung bis zur Oberfläche der Lagerschale verlängert.
• Um ferner das Einbrennen und eine Verzunderung der Werkstückoberfläche zu verhindern, kann außer der zu diesem Zweck bewirkten Umlaufbewegung, wobei die Umdrehungszahlen je nach der Größe des Lagers verschieden sind, gemäß Erfindung noch das Werkstück außen mit einer eine reduzierende Atmosphäre erzeugenden Überzugsschicht überstrichen werden, die die Eigenschaft hat, gleichzeitig den Lichtbogen vollständig zu beruhigen, so daß dieser von Hand oder mechanisch an Support oder in der Längsrichtung gesteuert werden kann.
• Diese besteht beispielsweise aus Kohle oder Graphit oder einer durch Wärme erweichenden Mischung von Kohlenwasserstoffen., z. B. Harzen, Lacken oder Wachsen mit Zusätzen 'an kohlenstoffhaltigen Körpern, wie Graphit.
• Durch den starken Lichtbogen tritt eine beschleunigte Erhitzung des Werkstückes ein, die alsbald der Stützschale Temperaturen verleiht, durch die deren Füllung an z. B. Bleibronzespänen oder -pulver mit dem verblendeten Flußmittel zum Schmelzen kommt und unter der Schleuderwirkung eine innige Bindung der sich bildenden Auskleidung mit der Stahlstützschale stattfindet.
• Über die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens angestellte Versuche haben ergeben, daß die in dem zweckmäßig gefederten Gleitkontakt 14 nachstellbare Stabdochtkohle in. der Minute einen Abbrand von nur etwa z mm hat und für die Erhitzung einer Lagerschale von nur 35 mm Durchmesser und 7o mm Länge eine Zeit von etwa 25 bis 30 Sekunden benötigt wird. In Verbindung mit dem geringen Stromverbrauch stellt sich somit das Verfahren als außerordentlich wirtschaftlich dar.
• In der Abb. r ist schließlich noch mit 24 eine Leitung für die Temperaturmessung und mit 25 das Ableseinstrument des Meßgerätes, z. B. ein Strahlungspyrometer, dargestellt.
• Sobald auf diesem Instrument die erforderliche Verbundgießtemperatur ermittelt ist und der einwandfreie Anguß angenommen werden kann, wird der Strom ausgeschaltet, der Kohlehalter seitwärts herausgefahren bzw. durch Schwenkbolzen 3 z (Abb. 3) zurückgeschwenkt und zum Abschrecken .des Lagers die Brause 27 mit -dem Führungsschlitten z2" und z2"' herangefahren.
• Die oben beschriebene Anordnung mit Kohlerollen ist, wie erwähnt, insbesondere bestimmt für die Bearbeitung von Profilwerkstücken. Bei glatten Werkstücken können für die Positivpolung auch Kohlebürsten i g' gemäß Abb. 4 vorgesehen werden. Diese Kohlebürsten schleifen auf den Einsätzen der Spannpinolen in der Nähe der Stirnflächen des Werkstückes unter der Wirkung der Andruckfedern 29. ß0 ist eine Isolierplatte.
• Es hat sich gezeigt, daß diese Art der Polung bei glatten Werkstücken ausreicht, um einen ruhigen Lichtbogen zu sichern.
• In der gleichen Abbildung ist die Zündung mit Hilfe der Hilfskohle dargestellt, wobei 28 den Zündvorgang veranschaulichen soll.
• Die gleiche Anordnung, wie vorstehend für die Durchführung des -sogenannten Schleudergusses beschrieben, eignet sich auch für andere Erhitzungsbehandlungen von Werkstücken aller Art, wie Rohre u. dgl.; beispielsweise zum Zwecke der Oberflächenhärtung, für die es ebenfalls bereits bekannt ist, zur Erwärmung der äußersten Schicht des Werkstückes autogen zu erhitzen, d. h. mit Azetylen oder komprimiertem Leuchtgas und Sauerstoff oder elektrisch durch Induktionswärme und wobei in beiden Fällen die schon oben erwähnten Nachteile dieser Verfahren berücksichtigt werden. müssen, z. B. bei letzterem Verfahren die hohen Anlagekosten. Selbstverständlich kommen nur Oberflächenhärtungsverfahren in Betracht, bei denen die Werkstoffe den zur Glashärte benötigten Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,q.0/0 bereits besitzen.
• Versuche haben gezeigt, daß eine Härtung mit bestem Erfolg durchgeführt werden kann, wenn das- Werkstück in Umdrehung versetzt und mit dem Schutzanstrich der oben erwähnten Paste versehen wird. Lediglich ist Fürsorge zu treffen, daß der Wasserstrahl der Brause ,zum Zwecke des Abschrekkens den Lichtbogen nicht gefährdet, indem eine geeignete Isolierung eingeschaltet wird oder durch die Richtung der Düsen eine Löschung des elektrischen Lichtbogens verhindert wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Auskleiden von Lagerschalen u..dgl., in die das- Lagermetall in fester Form eingebracht wird anal die während .der Umlaufbewegung -elektrisch erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch einen elektrischen Kohlelichtbogen erfolgt, der auf aufeinanderfolgende Flächenabschnitte der Werkstücke zur Einwirkung gebracht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch z, gekennzeichnet durch eine mit gleichachsig drehbaren Einspannkörpern, z. B. Einspannpmolen (7), versehenen Einspannvorrichtung mit einem verstellbaren, eine Kohleelektrode (z3) tragenden Support ' (z2) und durch ,die Anordnung von Gegenkohlen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, die Kohleelektrode (r3) in einem gefederten Kontakthalter nachstellbar befestigt und an dem Minuspol eines Gleichstromumformers angeschlossen ist.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkohlen federnd gegen das Werkstück oder die leitenden Einspannkörper gepreßt und an die Plusleitung des Gleichstromumformers angeschlossen sind. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und q., dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkohlen als Kühlerollen oder -bürsten (z9 oder ig') ausgebildet sind. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen :2 bis 5, gekennzeichnet durch eine zweckmäßig ausschwenkbare Abschreckbrausevorrichtung. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine in den Raum zwischen Negativkohle und Werkstück bzw. Einspannung einschwenkbare Hilfszündvorrichtung, vorzugsweise eine an die Plusleitung angeschlossene Zündkohleplatte (22). B. Vorrichtung nach den Ansprüchen@2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Werkstücke mit einer eine reduzierende Atmosphäre erzeugenden Überzugsschicht versehen sind. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht aus einer durch Reibungswärme am leitenden Werkstück erweichenden Mischung von Harzen oder Wachsen mit kohlestoffhaltigen Zusätzen, wie Graphit, besteht. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. q.02 q.4.3, . 29r 82, 620 983, 625 014-Hierzu z Blatt Zeichnungen