滑动轴承元件和制造卷制的滑动轴承衬套的方法

摘要

本发明描述了一种制造卷制的衬套的方法，其具有下面的步骤：将金属毛坯切削到应用尺寸，在毛坯中开孔，每个孔提供有至少一个向内伸出的突起，将具有滑动特性的塑性材料的填塞物嵌入孔中和将毛坯成形以形成衬套。本发明也描述了一种滑动轴承元件，尤其是卷制的滑动轴承衬套(10)，其具有至少一种金属构成的基底(4)，其包括充填以具有滑动特性的塑性材料的孔(2，2′，2″，2k)。每个孔(2，2′，2″，2k)包括至少一个向内伸出的突起(3)和孔(2，2′，2″，2k)被充填以嵌入其中的具有滑动特性的塑性材料的填塞物(11)。

说明书

技术领域

本发明涉及制造滑动轴承衬套的方法。本发明也涉及具有金属的基底材料的滑动轴承元件，其包括被充以具有滑动特性的塑性材料的孔。

特定地，滑动轴承元件为滑动轴承衬套、止推垫圈和平坦的滑动元件。

背景技术

从专利EP0802338B1知道一种卷制的金属/塑性材料复合衬套，该衬套的制造开始于包含孔的金属毛坯，该毛坯被成形为圆形以便于孔向着衬套的中心变形为圆锥形。然后在注模机或传递模塑机中将覆盖层注射到位，其中孔也被填塞以锚固覆盖层。

另一方面，已知衬套由厚壁固体材料(如由Federal Mogul DEVAGmbH制造的deva glide)制造。壁厚大约为5mm到60mm，这样可以引入盲孔，其充填以具有优良滑动特性的材料。这种具有滑动材料填塞物的复合材料衬套的制造复杂，因为仅在制造衬套毛坯后才能引入孔。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种方法，用此方法可以经济地制造具有呈现滑动材料特征的填塞物的衬套。本发明的目的也包括提供合理价格的滑动元件。

以具有下面步骤的方法实现此目的：

将金属毛坯切削到应用尺寸，

在毛坯中开孔，每个孔提供有至少一个向内伸出的突起，

将具有滑动特性的塑性材料填塞物嵌入孔中，和

将毛坯成形以形成衬套。

当引入填塞物时向内伸出的金属突起就压入较软的塑性材料中并且保持填塞物。因为在成形前嵌入填塞物，在弯曲为圆形来形成衬套时，由于发生的孔的变形一另外的夹紧力施加到填塞物上，此额外的夹紧力给填塞物提供了额外的固定。毛坯中的圆柱形孔，例如，成形为衬套时变成了圆锥形孔。

术语孔指通孔或盲孔。

根据本发明的方法首次使制造带有被填充以塑性材料的孔、壁厚小于或等于5mm的衬套成为可能。

突起可以延伸穿过孔的整个厚度，尤其在冲制通孔的情况下。但是，也可能在孔的开口侧提供突起，其中突起优选地开始沿孔的整个长度延伸和然后被适当地机加工。在此情况下，在位于完成的衬套的内部的孔的开口侧提供有突起是有利的。毛坯成形的时候，突起再被迫使进入填塞物材料中。

毛坯优选地由铜合金制造。毛坯优选地由铜锡、铜锌或铜铝合金制造。

优选地将圆形或多角形孔引入毛坯中。由于制造工艺的原因优选的为简单的几何形状。

突起优选地提供有尖锐边缘的尖端。这使插入填塞物变得简单，这是因为突起能切入填塞物材料中。

因此，优选地突起为三角形形状。

突起的侧缘有利地为圆角的，而且并入孔的轮廓。这带来优点，即用填塞物材料完全充填孔变得简单以及在突起区填塞物材料紧紧贴附在孔的轮廓上。

制造填塞物的初始材料优选地为塑性材料棒，如，棒的外部尺寸对应着不考虑突起时的孔尺寸，其中从棒上切下多个片段以制造填塞物并将这些填塞物嵌入孔中。

棒可以通过如挤压的方法制造。可以进行机械切削，如通过锯削、水喷射切割或类似方法。另一个可能性为在自动压力机上压制单个填塞物为所需的几何形状，类似于烧结部件的大规模生产。

可以以手工或半自动或全自动的方式将填塞物引入基底材料的孔中。为此，将填塞物放在孔上，然后压进或推进孔中。

填塞物嵌入前优选地冷却到低于0℃的温度并在冷却状态下嵌入。有利地，将填塞物在干冰或液氮中过冷然后嵌入。在此实施例中，将填塞物嵌入孔中不需要压制力。

嵌入孔中的填塞物优选地具有等于毛坯壁厚的厚度，在此情况下所述的孔为通孔。

适用于填塞物的优选材料是聚四氟乙烯PTFE。填充剂可以被加入到PTFE材料中。优选地填充剂是石墨、MoS₂或WS₂。这些材料应当具有一定的塑性和弹性。

根据本发明的滑动轴承元件包括由至少一种金属制造的基底材料，其包括孔，其中每个孔包括至少一个向内伸出的突起并被填充以嵌入其中的具有滑动特性的塑性材料的填塞物。

滑动轴承衬套可以具有0.75mm到5mm的壁厚和50mm到1500mm的直径。

孔可彼此偏移。填塞物的排列和数目依赖于使用领域。孔的偏移尤其是重叠的排列和由此的填塞物的优点是，在衬套的转动过程中填塞物接触到旋转轴颈的最大可能的区域。

孔优选地为圆形、椭圆形或多角形。

孔中的突起优选地包括尖锐边缘的尖端，其中突起优选地是三角形的。

突起的侧缘有利地为圆角的，而且并入孔的轮廓。

填塞物优选包括PTFE，其中填塞物可以包括填充剂，例如MoS₂，WS₂或石墨。

根据本发明的衬套优选用于液压钢结构、近海工业、钢铁产品、重型机械、起重和运输设备、深部采矿和露天采矿机械，建筑和土方机械。

附图说明

以下参照附图详细解释本发明的具体实施例，其中：

图1是带孔毛坯的平面图，

图2-4是图1的X区中的孔的三个实施例的放大图，

图5显示了沿穿过图2所示孔的V-V线的截面，

图6是卷制的衬套的透视图，和

图7显示了沿穿过图6所示衬套的VII-VII线的截面。

具体实施方式

图1显示了由基底材料4制造的毛坯1的平面图。该毛坯是矩形的，以便于可以由此制造圆柱形衬套。该毛坯包括在所述毛坯上规则地分布的孔2。这些孔呈交错而交迭的排列状态，其中横向的偏移量(即与毛坯的纵向垂直的方向)小于孔距的一半。

毛坯1和基底材料4可以由下面的合金组成：CuSn7ZnPb，CuAl10Ni，CuSn12。

图2到图4以放大的比例显示了不同的孔形状。图2显示了具有四个突起的正方形孔2′，其中突起3沿孔2′的各侧面布置。

图3显示了同样具有沿孔圆周均匀分布的四个突起3的椭圆形孔2″。

图4显示了同样具有沿孔圆周均匀分布的四个突起3的圆形孔2。在平面图中，突起是三角形，其中，侧缘3a，b是圆角的，且并入孔的轮廓中。

图5显示了沿图2的V-V线穿过孔2′的截面。图中很清楚，突起3沿孔的整个深度延伸。在所有例子中，孔都是通孔。盲孔也是可以的。

图6显示了孔2中具有填塞物11的卷制的衬套10。这里的排列也是交错的。

图7显示了沿穿过图6所示的衬套10的VII-VII线的截面。很清楚，圆锥形孔2k来源于图1的毛坯中的最初为圆柱形的孔2。由于衬套10的成形和其内周长的减小，作为制造这些圆锥形孔的结果，实现了位于孔中的填塞物11的压缩。

另外所存在的突起3确保了填塞物11牢固地保持在衬套10中。

标号

1 毛坯

2，2′，2″ 孔

2k 圆锥形孔

3 突起

3a，b 侧缘

4 基底材料

10 衬套

11 填塞物