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WO2011086089A1 - Werkzeug zur galvanischen beschichtung von gleitlagern - Google Patents

Werkzeug zur galvanischen beschichtung von gleitlagern Download PDF

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WO2011086089A1
WO2011086089A1 PCT/EP2011/050327 EP2011050327W WO2011086089A1 WO 2011086089 A1 WO2011086089 A1 WO 2011086089A1 EP 2011050327 W EP2011050327 W EP 2011050327W WO 2011086089 A1 WO2011086089 A1 WO 2011086089A1
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WO
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bearing
holder
coating
bearing shells
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Ulrich Huhn
Axel Rothe
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Federal Mogul Wiesbaden GmbH
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Federal Mogul Wiesbaden GmbH
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    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/10—Bearings

Definitions

  • the invention relates to a tool for galvanic
  • the typical structure of a plain bearing from the material group of plain bearings to be plated consists of a
  • the applied in the running surface of the sliding bearing galvanic sliding layer is a
  • bearing shells no coating desired.
  • so-called Räubrrkkodes or elements are provided in the region of the bearing back, which are connected in a suitable manner such that the bearing back of a
  • Cups constructed in such a way that the
  • dummy shells made of steel are used.
  • the blind shell at the beginning of the bearing shell pillar to be coated covers the transition area between the air and the electrolyte.
  • the lower dummy shell serves to stabilize the column and to limit the tolerance of the deposited layer within the bearing shell column.
  • the above-mentioned robber cathode is fixed in the tool.
  • the invention has for its object to provide a tool with the help of plain bearing shells can be galvanically coated efficiently.
  • the tool according to the invention has at least one cover on which a robber cathode is mounted.
  • the robber cathode is integrated in the lid, which leads to the particular advantages that it can be removed during the process.
  • the tread is usually after the "main" - Coating provided with a binary or ternary lead-free sliding layer.
  • the steel back must then be provided with a so-called flash.
  • This flash for example, based on tin has the function of
  • Corrosion protection is thus primarily to be applied to the bearing back. However, this area is not coated in the presence of the robber cathode. While, therefore, in the context of the main coating, the electricity before going to the bearing back.
  • Coating bearing shells is passed over one
  • Resistance of, for example, 0.001 ohms to 0.02 ohms, in particular 0.003 ohms to 0.0095 ohms is passed to produce a potential difference between the burglar cathode and the bearing shells to prevent the coating to the back, this potential difference by
  • At least one holder which is characterized in that it has at least one strip which is suitable for mechanically fixing and / or electrically contacting a plurality of bearing shells.
  • the mechanical fixation optionally in cooperation with a portion, for example a wall of the tool, prevents the bearing cup column from collapsing.
  • the holder presses namely with the at least one bar the bearing shell pillar, for example, against a wall of the tool, so that a much lower risk of collapse of the
  • Lagerschalen yarn consists, the collapse of the
  • the sliding surface of the bearing shell can be coated with a significantly reduced dispersion of the coating thickness.
  • Lagerschalen yarn with the holder according to the invention is only about 2 pm to 3 pm and the coating of the partial surface is avoided, while in the previous procedure, in which only the front sides of the bearing shell column were contacted, a scattering of 6 pm to 7 microns occurred and the
  • Partial surface was coated with up to 20 microns. As a result, the Committee was able to
  • Coating density can be significantly reduced.
  • Bars can be present to a single
  • Contact bearing cup column electrically and mechanically fix. This can be provided, for example, with comparatively large bearing shells. It is furthermore,
  • a holder for two bearing shell columns has proven, for example, for bearing shells with a diameter of 28 mm to 70 mm, while for larger bearings a holder for a single
  • Bearing shells can be provided.
  • Lagerschalen yarn is arranged to ensure, in particular at the upper end of the bearing shell column that all bearings below the surface of the
  • Electrolyte bath are located and reliably coated.
  • the dummy shell at the lower end is eliminated, resulting in an increase in productivity.
  • Fig. 1 is a perspective view of a holder
  • FIG. 2 is a rear view of a tool according to the invention showing the tension of the associated holder
  • FIG. 3 shows a section of the holder shown in FIG. 1 with further elements of a tool
  • the holder 10 is made of plastic with the exception of the metal rails 12. This also applies in particular to those bolts 18 which are present in triplicate in the embodiment shown and in the embodiment shown in each case have a radially continuous slot which extends approximately in the direction of the strips 12, 16.
  • the holder shown is used in such a way that the bearing shells to be coated are built up in a columnar structure.
  • two columns are constructed in parallel and each contacted by the two lying on one side or the other of the central strip 16 metal strips 12. This contacting takes place, including a mechanical fixation on the tool particularly reliable and secure when the three bolts 18 were inserted through a wall of the tool, and in the
  • the wedges 22 to be inserted into the slots of the bolts 18 may be provided on a plate 20 surrounding each of the wedges on three sides with a recess 24
  • the plate for example, by inserting the bolt 18 in the recess 24 below each wedge 22 and subsequent displacement of the plate 20 such that each of the wedges 22 enters the respective slot, are braced.
  • the plate 20 moves with respect to the bolts, in that shown in Fig. 2
  • Fig. 3 it is shown that the metal rails 12 are brought together in a particular upper region by a transverse connection 26 and connected to a power connection 28. In this area, the metal rails 12 are no longer embedded in the plastic of the receptacle 10. Further, in Fig. 3, a plastic block 30 is shown, which has on the one hand recesses for the upper end portions of the rails 12 and on the other serves to the constructed
  • FIG. 4 shows a tool cover 34 in which the so-called robber cathode 36 is integrated in an advantageous manner.
  • These are in the embodiment shown a few interconnected rods that in the range of (in Fig. 3 directed to the viewer)
  • Backings are arranged to produce a potential difference to the bearing back, which ensures that they are not coated.

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Abstract

Ein Werkzeug zur galvanischen Beschichtung von Gleitlagern weist zumindest einen Deckel (34) auf, an dem eine Räuberkathode (36) angebracht ist.

Description

Werkzeug zur galvanischen Beschichtung von Gleitlagern
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur galvanischen
Beschichtung von Gleitlagern.
Der typische Aufbau eines Gleitlagers aus der Werkstoffgruppe der zu galvanisierenden Gleitlager besteht aus einem
Stahlrücken mit einem bleihaltigen oder bleifreien
Schichtverbundstoff. Die in der Lauffläche des Gleitlagers aufgebrachte galvanische Gleitschicht ist ein
multifunktionaler Werkstoff und übernimmt verschiedene
Aufgaben. Diese Beschichtung erfolgt in einem kastenförmigen Werkzeug, das auch als Aufnahme bezeichnet wird. Bei der Beschichtung ist ferner zu beachten, dass diejenigen Flächen, an denen die Lagerschalen geteilt sind (Teilfläche) ,
vorzugsweise nicht beschichtet sind. Ferner ist für den
Lagerrücken, d.h. die zylindrische Außenfläche der
Lagerschalen, keine Beschichtung gewünscht. Zu diesem Zweck sind im Bereich des Lagerrückens sogenannte Räubrrkathoden oder -elemente vorgesehen, die in geeigneter Weise derart geschaltet werden, dass der Lagerrücken von einer
Beschichtung weitgehend frei bleibt. Stand der Technik
Bislang werden ein oder mehrere "Türme" oder Säulen von
Lagerschalen derart übereinander aufgebaut, dass die
Axialrichtungen der einzelnen Lagerschalen zusammenfallen. In dieser Axialrichtung werden die Lagerschalen mit Hilfe eines Federdruckes verspannt. Dieser Aufbau ist jedoch
vergleichsweise instabil, so dass die Lagerschalensäulen nicht selten einstürzen, auf den Teilflächen stark
beschichtet sind und sich ein erheblicher Anteil an Ausschuss ergibt. Am Anfang und am Ende der jeweiligen Säule werden sogenannte Blindschalen aus Stahl eingesetzt. Die Blindschale am Anfang der zu beschichtenden Lagerschalensäule deckt den Ubergangsbereich zwischen der Luft und dem Elektrolyten ab. Die untere Blindschale dient der Säulenstabilisierung und zur Toleranzeingrenzung der abgeschiedenen Schicht innerhalb der Lagerschalensäule. Die oben erwähnte Räuberkathode ist in dem Werkzeug fixiert.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, mit dessen Hilfe Gleitlagerschalen galvanisch effizient beschichtet werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das im Anspruch 1 beschriebene Werkzeug.
Demzufolge weist das erfindungsgemäße Werkzeug zumindest einen Deckel auf, an dem eine Räuberkathode angebracht ist. Mit anderen Worten ist die Räuberkathode in den Deckel integriert, was zu den besonderen Vorteilen führt, dass diese während des Prozesses entfernt werden kann. Dies
unterscheidet sich von den bisherigen im Werkzeug fixierten Kathoden. Die Möglichkeit der Entnahme der Räuberkathode während des Beschichtungsprozesses bietet den folgenden
Vorteil. Die Lauffläche wird üblicherweise nach der "Haupt"- Beschichtung mit einer binären oder ternären bleifreien Gleitschicht versehen. Der Stahlrücken muss anschließend mit einem sogenannten Flash versehen werden. Dieser Flash beispielsweise auf Zinnbasis hat die Funktion eines
Korrosionsschutzes und ist vorrangig auf dem Lagerrücken aus Stahl aufzubringen, um den reaktionsfreudigen Stahl vor Oxidationen mit der Luft (Rost) zu schützen. Dieser
Korrosionsschutz ist somit vorrangig auf den Lagerrücken aufzubringen. Jedoch wird dieser Bereich bei Anwesenheit der Räuberkathode nicht beschichtet. Während folglich im Rahmen der Hauptbeschichtung der Strom, bevor er zu den zu
beschichtenden Lagerschalen geleitet wird, über einen
Widerstand von beispielsweise 0,001 Ohm bis 0,02 Ohm, insbesondere 0,003 Ohm bis 0,0095 Ohm geleitet wird, um einen Potentialunterschied zwischen der Räuberkathode und den Lagerschalen herzustellen, um die Beschichtung an den Rücken zu verhindern, wird dieser Potentialunterschied durch
Entfernen der Räuberkathode aufgehoben, und die Lagerrücken können in vorteilhafter Weise mit dem gewünschten
Korrosionsschutz versehen werden.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Werkzeug ferner
zumindest einen Halter auf, der sich dadurch auszeichnet, dass er zumindest eine Leiste aufweist, die dafür geeignet ist, mehrere Lagerschalen mechanisch zu fixieren und/oder elektrisch zu kontaktieren. Durch die mechanische Fixierung gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit einem Abschnitt, beispielsweise einer Wand des Werkzeugs, wird verhindert, dass die Lagerschalensäule einstürzt. Der Halter drückt nämlich mit der zumindest einen Leiste die Lagerschalensäule beispielsweise gegen eine Wand des Werkzeugs, so dass eine wesentlich geringere Gefahr des Einstürzens der
Lagerschalensäule besteht, das Zusammenbrechen der
Lagerschalensäule eliminiert und die Beschichtung der Teilfläche vermieden wird. Dadurch verringert sich der
Ausschussanteil deutlich. Insbesondere konnte bei ersten Versuchen festgestellt werden, dass sich der Ausschuss infolge von zusammengebrochenen Lagerschalen auf Null reduzieren lässt. Ferner kann durch das Andrücken an die Werkzeugwand die ungewünschte Beschichtung der Teilflächen verhindert werden.
Durch die Kontaktierung mehrerer Lagerschalen an deren jeweiligem Rücken werden durch den erfindungsgemäßen Halter mehrere, bevorzugt sämtliche zu beschichtende Lagerschalen kontaktiert. Hierdurch verringert sich der Widerstand
innerhalb der Lagerschalensäule, und die Gleitfläche der Lagerschale kann mit einer deutlich verringerten Streuung der Beschichtungsdicke beschichtet werden. Insbesondere wurde festgestellt, dass die Streuung innerhalb einer
Lagerschalensäule mit dem erfindungsgemäßen Halter etwa nur 2 pm bis 3 pm beträgt und die Beschichtung der Teilfläche vermieden wird, während bei der bisherigen Vorgehensweise, bei der nur die Stirnseiten der Lagerschalensäule kontaktiert wurden, eine Streuung von 6 pm bis 7 μm auftrat und die
Teilfläche mit bis zu 20 um beschichtet wurde. Somit konnte der Ausschuss infolge erheblicher Streuung der
Beschichtungsdichte deutlich reduziert werden. Der
beschriebene Halter kann aufgrund seiner Funktion auch als Rückenkontaktierung bezeichnet werden. Dies stellt einen eigenständigen Gesichtspunkt der vorliegenden Anmeldung dar, der unabhängig von den vorangehend oder nachfolgend
beschriebenen Merkmalen seine Vorteile entfaltet, jedoch mit diesen kombiniert werden kann.
Insbesondere für die Stabilität im Hinblick auf die
mechanische Fixierung haben sich mehrere, insbesondere eine gerade Anzahl von weitgehend parallelen Leisten als
vorteilhaft erwiesen. Zusammen mit dem Andrücken gegen eine Wand des Werkzeugs kann beispielsweise durch zwei parallele Leisten eine statisch bestimmte Fixierung geschaffen werden. Ferner ist es für die Effizienz bei der Beschichtung
mehrerer, insbesondere vergleichsweise kleiner Lagerschalen günstig, wenn zwei oder mehr Lagerschalensäulen nebeneinander aufgebaut werden, was für eine mechanisch günstige Fixierung eine gerade Anzahl weitgehend paralleler Leisten bedeutet. Es versteht sich, dass lediglich zwei oder drei derartige
Leisten vorhanden sein können, um eine einzige
Lagerschalensäule elektrisch zu kontaktieren und mechanisch zu fixieren. Dies kann beispielsweise bei vergleichsweise großen Lagerschalen vorgesehen sein. Ferner ist es
grundsätzlich denkbar, einen derartigen Halter für mehr als zwei Lagerschalensäulen vorzusehen. Ein Halter für zwei Lagerschalensäulen hat sich beispielsweise für Lagerschalen mit einem Durchmesser von 28 mm bis 70 mm bewährt, während für größere Lagerschalen ein Halter für eine einzige
Lagerschalen vorgesehen werden kann.
Den spezifischen Anforderungen an die jeweiligen Komponenten kann besonders gut Genüge getan werden, wenn der Halter, wie bevorzugt, selbst aus Kunststoff ausgeführt ist, und die Kontaktleisten oder -schienen aus Metall sind.
Hierbei ist es für die Erfüllung der an den Halter gestellten Aufgaben günstig, wenn dieser in dem Werkzeug fixierbar und vorzugsweise verspannbar ist. Insbesondere kann das
Verspannen derart erfolgen, dass die Lagerrücken besonders gut kontaktiert und/oder die Teilflächen der Lagerschalen besonders fest an eine Hand des Werkzeugs gedrückt werden, so dass hier eine Beschichtung in vorteilhafter Weise verhindert wird.
Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Werkzeug ferner
zumindest einen Kunststoffblock auf, der oberhalb der
Lagerschalensäule angeordnet wird, um insbesondere am oberen Ende der Lagerschalensäule sicherzustellen, dass sich sämtliche Lagerschalen unterhalb der Oberfläche des
Elektrolytbades befinden und zuverlässig beschichtet werden. Die Blindschale am unteren Ende entfällt, was eine Produktivitätssteigerung zur Folge hat.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein in den Zeichnungen dargestelltes
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Halters;
Fig. 2 eine Rückansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit der Darstellung der Verspannung des zugehörigen Halters;
Fig. 3 einen Abschnitt des in Fig. 1 dargestellten Halters mit weiteren Elementen eines Werkzeugs; und
Fig. 4 einen Werkzeugdeckel.
Ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
Der in Fig. 1 gezeigte Halter 10, der auch als
Rückenkontaktierung bezeichnet werden kann, weist in der gezeigten Ausführungsform vier weitgehend parallele Schienen oder Leisten 12 auf, die aus Metall ausgeführt sind, um jeweils paarweise (nicht dargestellte) Lagerschalen zu kontaktieren. Die metallischen Leisten sind bei der gezeigten Ausführungsform in etwas breitere Kunststoffleisten
eingebettet, die über zahlreiche Querstreben 14 miteinander und mit einer zentralen Kunststoffleiste 16 verbunden sind. Insgesamt gilt für die gezeigte Ausführungsform, dass der Halter 10 mit Ausnahme der Metallschienen 12 aus Kunststoff ausgeführt ist. Dies gilt insbesondere auch für diejenigen Bolzen 18, die bei der gezeigten Ausführungsform dreifach vorhanden sind und bei der gezeigten Ausführungsform jeweils einen radial durchgehenden Schlitz aufweisen, der sich in etwa in Richtung der Leisten 12, 16 erstreckt.
Der gezeigte Halter wird derart verwendet, dass daran die zu beschichtenden Lagerschalen säulenförmig aufgebaut werden. Bei der gezeigten Ausführungsform werden zwei Säulen parallel aufgebaut und jeweils durch die beiden auf der einen bzw. der anderen Seite der zentralen Leiste 16 liegenden Metallleisten 12 kontaktiert. Diese Kontaktierung erfolgt einschließlich einer mechanischen Fixierung an dem Werkzeug besonders zuverlässig und sicher dann, wenn die drei Bolzen 18 durch eine Wand des Werkzeugs gesteckt wurden, und in die
beschriebenen Schlitze der Bolzen jeweilige, bevorzugt keilförmige Leisten oder Stifte derart eingeführt und
verspannt wurden, dass der Halter 10 gegen die Werkzeugwand gedrückt wird, so dass die dazwischen angeordneten
Lagerschalen sowohl mechanisch fixiert, als auch durch die Metallleisten 12 elektrisch kontaktiert sind.
Diese Verspannung des Halters in einem Werkzeug ist in Fig. 2 gezeigt. Die in die Schlitze der Bolzen 18 einzuführenden Keile 22 können an einer Platte 20 vorgesehen sein, die jeden der Keile an drei Seiten umgebend eine Ausnehmung 24
aufweist. Hierdurch kann die Platte beispielsweise durch Einführen der Bolzen 18 in die Ausnehmung 24 unterhalb eines jeden Keiles 22 und nachfolgendes Verschieben der Platte 20 derart, dass jeder der Keile 22 in den jeweiligen Schlitz eintritt, verspannt werden. Hierbei bewegt sich die Platte 20 bezüglich der Bolzen, in der in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsform nach unten, wobei die Bolzen in den seitlich von den Keilen 22 angeordneten Bereichen der Ausnehmungen 24 aufgenommen sind.
In Fig. 3 ist gezeigt, dass die Metallschienen 12 in einem insbesondere oberen Bereich durch eine Querverbindung 26 zusammengeführt und mit einem Stromanschluss 28 verbunden sind. In diesem Bereich sind die Metallschienen 12 nicht mehr in dem Kunststoff der Aufnahme 10 eingebettet. Ferner ist in Fig. 3 ein Kunststoffblock 30 dargestellt, der zum einen Ausnehmungen für die oberen Endbereiche der Schienen 12 aufweist und zum anderen dazu dient, die aufgebauten
Lagerschalen 32 axial zu verspannen. Ferner wird durch den Kunststoffblock 30 die Distanz zur Luft oberhalb des
Elektrolytbades ausgeglichen, so dass mit anderen Worten sichergestellt wird, dass sich sämtliche Lagerschalen 32 zuverlässig unterhalb der Oberfläche des Elektrolytbades befinden.
In Fig. 4 ist schließlich ein Werkzeugdeckel 34 gezeigt, in den in vorteilhafter Weise die sogenannte Räuberkathode 36 integriert ist. Hierbei handelt es sich bei der gezeigten Ausführungsform um einige miteinander verbundene Stäbe, die im Bereich der (in Fig. 3 zum Betrachter gerichteten)
Lagerrücken angeordnet sind, um einen Potentialunterschied zu dem Lagerrücken herzustellen, was dafür sorgt, dass diese nicht beschichtet werden. Im oberen Bereich des Deckels 34 ist ein Stromanschluss 38 für die Räuberkathode 36
vorgesehen, um den beschriebenen Potentialunterschied herzustellen.

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeug zur galvanischen Beschichtung von Gleitlagern mit zumindest einem Deckel (34), an dem eine
Räuberkathode (36) angebracht ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, ferner mit zumindest einem
Halter (10) für mehrere galvanisch zu beschichtende Lagerschalen (32) mit zumindest einer Leiste (12), die dafür geeignet ist, mehrere Lagerschalen (32) mechanisch zu fixieren und/oder elektrisch zu kontaktieren.
3. Werkzeug nach Anspruch 2,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
mehrere parallele, insbesondere eine gerade Anzahl Leisten (12) vorgesehen sind.
4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Halter (10) aus Kunststoff und zumindest eine Leiste
(12) aus Metall ist.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Halter (10) in dem Werkzeug fixierbar und
vorzugsweise verspannbar ist.
6. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit zumindest einem Kunststoffblock (30) .
PCT/EP2011/050327 2010-01-13 2011-01-12 Werkzeug zur galvanischen beschichtung von gleitlagern Ceased WO2011086089A1 (de)

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