Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles eines Gleitlagers sowie ein derartiges Bauteil. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gleitlager umfassend ein solches Bauteil. Schließlich betrifft die Erfindung ein Getriebe einer Windkraftanlage umfassend mindestens ein solches Gleitlager.

Die EP 3 396 187 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils eines Gleitlagers in Form einer Gleitlagerbüchse. Dabei wird eine ebene Stützmetallschicht bereitgestellt, darauf eine Gleitschicht angeordnet und der entstandene ebene Verbundwerkstoff derart eingerollt, dass die Stützschicht radial unterhalb der Gleitschicht angeordnet wird. Die Gleitlagerbüchse kann in einer Axialrichtung eine Schweißnaht aufweisen. Die Gleitlagerbüchse bildet, drehfest auf eine Achse aufgebracht, zusammen mit dieser Achse hier einen Planetenradzapfen zur Lagerung eines Planetenrades. Dabei wird die Gleitlagerbüchse vorzugsweise auf die Achse aufgeschrumpft. Das gebildete Gleitlager umfassend den Planetenradzapfen und das Planetenrad ist zur Verwendung in einem Windkraftanlagengetriebe geeignet.

Die DE 37 28 951 A1 offenbart eine gerollte Buchse für ein Gleitlager, die aus einem Bandabschnitt hergestellt wird. Eine im Bereich der zueinander zeigenden Enden des gerollten Bandabschnitts entstehende Stoßfuge wird durch ein Ladungsträgerstrahlschweißen geschlossen.

Gemäß DIN 1494 - 1 aus Juni 1983 sind Wandstärken derart gerollter Buchsen für Gleitlager im Bereich von 0,75 bis 2,5 mm üblich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Wandstärke der Gleitschicht eines Bauteiles eines Gleitlagers deutlich zu verringern und gleichzeitig die Kosten für die Ausbildung der Gleitschicht zu minimieren. Die Aufgabe wird für ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles eines Gleitlagers, umfassend folgende Schritte gelöst:

- Bereitstellen eines metallischen Bolzens mit einer zylindrischen Mantelfläche und zwei Stirnflächen,

- Beschichten der Mantelfläche des Bolzens mit einem Lötflussmittel oder einem Lotmaterial,

- Bereitstellen eines Metallbleches aus Bronze, Umformen des Metallbleches zu einer einen Längsschlitz aufweisenden, zylindrischen Hülse, wobei eine, eine Innenseite der Hülse bildende erste Seite des Metallbleches vor oder nach dem Umformen mit einem Lotmaterial oder einem Lötflussmittel beschichtet wird, wobei entweder die Mantelfläche des Bolzens oder die Innenseite der Hülse das Lötflussmittel aufweisend ausgebildet wird,

- Aufschieben der Hülse auf die Mantelfläche des Bolzens,

- stoffschlüssiges Verbinden von Mantelfläche und Hülse mittels eines Lötvorgangs,

- optionales Verschließen des Längsschlitzes der Hülse, insbesondere durch Schweißen, und

- optionale Durchführung einer spanenden Bearbeitung einer, dem Bolzen abgewandten zweiten Seite des Metallblechs.

Das Verfahren ermöglicht es, die Dicke der Hülse besonders gering zu halten und die Herstellungskosten für das Bauteil zu senken.

Wird das Metallblech aus seiner ersten Seite mit einem Lotmaterial beschichtet, wird auf die Mantelfläche des Bolzens das Lötflussmittel aufgebracht. Wird dagegen das Lotmaterial auf die Mantelfläche des Bolzens appliziert, so wird die erste Seite des Metallblechs mit dem Lötflussmittel beschichtet.

Das ebene Metallblech wird bevorzugt vor dem Umformen zur Hülse beschichtet, aber auch eine nachträgliche Beschichtung der Innenseits der Hülse nach dem Umformen ist möglich, beispielsweise durch ein thermisches Spritzen des Lotmaterials oder ein Aufspritzen des Lötflussmittels. Zum Aufschieben der Hülse auf den Bolzen sind diese insbesondere derart mit einem Spiel zueinander dimensioniert, dass dies ohne ein Verdrücken der Geometrie der Hülse möglich ist.

Das Metallblech aus Bronze wird dabei vorzugsweise aus einem Gleitlagerwerkstoff in Form einer Kupfer-Zink-Legierung, einer Kupfer-Zinn-Legierung, einer Kupfer- Aluminium-Legierung oder Mischungen daraus gebildet.

Das Lotmaterial wird vorzugsweise durch ein Hartlotmaterial, wie ein silberhaltiges Hartlot gebildet. Aber auch eine Verwendung von Weichloten als Lotmaterial ist möglich.

Das Lotmaterial wird bevorzugt in einer Schichtdicke im Bereich von bis zu 160 pm, insbesondere im Bereich von bis zu 80 pm, aufgebracht.

Das Lotmaterial wird in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens durch thermisches Spritzen aufgebracht. Aber auch ein Aufgießen von flüssigem Lotmaterial oder ein Siebdrucken und dergleichen sind möglich. Weiterhin ist der Einsatz einer Lotfolie möglich, die auf das geforderte Maß zugeschnitten und zum Aufbringen auf das Metallblech induktiv erwärmt wird.

Die Hülse wird während des Lötvorganges vorzugsweise allseitig gleichmäßig gegen den Bolzen gedrückt, damit eine durchgehende stoffschlüssige Verbindung zwischen der Mantelfläche des Bolzens und der Innenseite der Hülse beim Lötvorgang ausgebildet wird. Dazu kann die Hülse durch mindestens eine die Hülse umgebende Klammer am Bolzen gehalten werden. Alternativ kann die Hülse samt Bolzen zum Löten in eine Sackbohrung gesteckt werden, wobei die Wandung der Sackbohrung die Hülse zumindest bereichsweise gegen den Bolzen drückt.

Die Hülse wird während des Lötvorganges bevorzugt induktiv erhitzt, um das Lotmaterial zusammen mit dem Lotflussmittel zu verflüssigen und die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Innenseite der Hülse und der Mantelfläche des Bolzens auszubilden. Alternativ zu einem induktiven Erhitzen kann die Erwärmung auch durch einen Infrarotstrahler oder einen gas- oder ölbefeuerten Ofen erfolgen. Das Metallblech weist bevorzugt eine Blechdicke im Bereich von 0,1 bis 10 mm, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 3 mm auf. Dadurch wird Hülsenmaterial eingespart und die Kosten für die Herstellung minimiert.

Das Verschließen des Längsschlitzes der Hülse erfolgt, sofern mechanisch erforderlich, insbesondere durch ein Schweißen, insbesondere Laserschweißen. Sofern das Lotmaterial den Längsschlitz bereits ganz oder zumindest teilweise verfällt, kann ein zusätzlicher Vorgang zum Verschließen des Längsschlitzes aber auch unterbleiben.

Nach dem optionalen Schließen des Längsschlitzes der Hülse erfolgt bevorzugt eine mechanische Nachbearbeitung der zweiten Seite des Metallblechs, welche die Gleitoberfläche des Bauteils ausbildet. Sofern die Oberfläche der Hülse den Anforderungen an den Gleitkontakt bereits genügt, kann dies auch unterbleiben.

Nach einem Reinigen des Bauteils ist dieses zum Einbau in ein Gleitlager bereit.

Der Bolzen ist vorzugsweise aus Stahl, insbesondere der Sorte 42CrMoV4 oder C60, gebildet. Der Bolzen wird vorzugsweise mechanisch auf Maß bearbeitet und gewaschen, bevor ein Beschichten mit Lötflussmittel oder Lotmaterial erfolgt.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Bauteil eines Gleitlagers gelöst, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Ein Gleitlager, umfassend ein erfindungsgemäßes Bauteil sowie ein Planetenrad mit einer Bohrung, wobei das Bauteil zentrisch in der Bohrung aufgenommen ist, und wobei einerseits die zweite Seite des Metallblechs und andererseits das Planetenrad im Bereich der Bohrung in direktem Gleitkontakt angeordnet sind, besitzt signifikante Kostenvorteile.

Auch ein Getriebe einer Windkraftanlage, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Gleitlager, weist geringe Herstellungskosten und eine hohe Laufzeit auf.

Die Figuren 1 bis 7 sollen die Erfindung beispielhaft erläutern. So zeigt Figur 1 eine Metallfolie und deren Umformung zu einer Hülse mit nachfolgender Beschichtung der Innenseite der Hülse,

Figur 2 einen Bolzen und die Beschichtung seiner Mantelfläche;

Figur 3 eine weitere Metallfolie, deren Beschichtung und Umformung zu einer Hülse;

Figur 4 einen weiteren Bolzen und die Beschichtung seiner Mantelfläche;

Figur 5 das Verbinden von Bolzen und Hülse zu einem Bauteil eines

Gleitlagers;

Figur 6 einen Längsschnitt durch ein Gleitlager umfassend das Bauteil und ein Planetenrad; und

Figur 7 ein Getriebe für eine Windkraftanlage umfassend mehrere Gleitlager.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren kennzeichnen gleiche Bauteile.

Figur 1 zeigt im oberen Bild eine Metallfolie 5 aus Bronze mit einer ersten Seite 5a und einer zweiten Seite 5b und mit einer Blechdicke von 1 mm. Gemäß dem mittleren Bild erfolgt eine Umformung der Metallfolie 5 zu einer Hülse 7 durch ein Aufrollen, wobei sich ein Längsschlitz 6 ausbildet. Die erste Seite 5a der Metallfolie bildet nun die Innenseite 7a der Hülse 7. Gemäß dem unteren Bild erfolgt nun eine Beschichtung der Innenseite 7a der Hülse 7 mit Lotmaterial 4, insbesondere durch ein thermisches Spritzen.

Figur 2 zeigt im oberen Bild einen Bolzen 2 mit einer Mantelfläche 2a und zwei Stirnseiten 2b, 2c. Der Bolzen 2 wird auf Maß bearbeitet und gereinigt. Im unteren Bild ist erkennbar, dass die Mantelfläche 2a des Bolzens 2 mit einem Lötflussmaterial 3 beschichtet wird. Figur 3 zeigt im oberen Bild eine weitere Metallfolie 5 aus Bronze mit einer ersten Seite 5a und einer zweiten Seite 5b und mit einer Blechdicke von 1 mm. Gemäß dem mittleren Bild erfolgt eine Beschichtung der ersten Seite 5a des Metallblechs 5 mit einem Lötflussmittel 3. Gemäß dem unteren Bild erfolgt nun eine Umformung der Metallfolie 5 samt Lötflussmittel 3 zu einer Hülse 7 durch ein Aufrollen, wobei sich ein Längsschlitz 6 ausbildet. Die erste Seite 5a der Metallfolie 5 mit der Schicht aus Lötflussmittel 3 bildet nun die Innenseite 7a der Hülse 7.

Figur 4 zeigt einen weiteren Bolzen 2 mit einer Mantelfläche 2a und zwei Stirnseiten 2b, 2c. Der Bolzen 2 wird auf Maß bearbeitet und gereinigt. Im unteren Bild ist erkennbar, dass die Mantelfläche 2a des Bolzens 2 mit einem Lotmaterial 4 beschichtet wird, insbesondere durch ein thermisches Spritzen.

Figur 5 zeigt das Verbinden eines Bolzens 2 mit beschichteter Mantelfläche 2a gemäß Figur 2 und einer Hülse 7 gemäß Figur 1 oder eines Bolzens 2 mit beschichteter Mantelfläche 2a gemäß Figur 4 und einer Hülse 7 gemäß Figur 3 zu einem Bauteil 1 eines Gleitlagers 10 (vergleiche Figur 6). Im oberen Bild ist gezeigt, dass die Hülse 7 auf die beschichtete Mantelfläche des Bolzens 2 aufgeschoben wird und mittels Klammem 8 an den Bolzen angedrückt und in Position fixiert wird. Nun erfolgt ein Lötvorgang, bei welchem eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bolzen 2 und der Hülse 7 ausgebildet wird. Das nächste Bild zeigt dem Bolzen 2 mit der aufgelöteten Hülse 7 nach dem Lötvorgang und nach einer Abnahme der Klammern 8. Es ist ein Längsschlitz 6 im Bereich der Hülse 7 erkennbar, der nun durch Laserschweißen geschlossen wird, siehe nächstes Bild. Es erfolgt im Bedarfsfall eine mechanische Bearbeitung der Hülse 7 auf ihrer dem Bolzen 2 abgewandten Seite, die der zweiten Seite 5b der Metallfolie 5 entspricht. Die Gleitfläche 9 des Bauteils 1 kann demnach bereits nach dem Löten oder nach dem Schließen des Längsschlitzes 6 oder erst einer mechanischen Bearbeitung der Hülse 7 vorliegen. Das Bauteil 1 wird vorzugsweise noch gereinigt und ist nun in einem Gleitlager 10 (vergleiche Figur 6) einsetzbar.

Figur 6 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein Gleitlager 10 umfassend das Bauteil 1 und ein Planetenrad 12 mit einer Bohrung 12a, in welcher das Bauteil 1 aufgenommen ist. Zu erkennen ist der Bolzen 2, über die Lotschicht 4' stoffschlüssig verbunden mit der Hülse 7. Die Hülse 7 weist die Gleitfläche 9 auf, zu der das Plane- tenrad 12 im Bereich der Bohrung 12a in Gleitkontakt steht. Das Planetenrad 12 dreht sich um das Bauteil 1 konzentrisch zu dessen Längsachse L und gleitet auf der Gleitschicht 9. Figur 7 zeigt ein Getriebe 100 für eine Windkraftanlage umfassend drei Gleitlager 10. Die Gleitlager 10 umfassen jeweils ein Bauteil 1 in Form eines Planetenradzapfens 11 und ein Planetenrad 12, wobei das Planetenrad 12 und das Bauteil 1 bzw. der Planetenradzapfen 11 in Gleitkontakt zueinander stehen. Weiterhin sind ein Hohlrad 13, ein Sonnenrad 14 und ein Planetenträger 15 erkennbar.

Bezuqszeichenliste

1 Bauteil

Bolzen a Mantelfläche b, 2c Stirnseite

Lötflussmittel

Lotmaterial ' Lotschicht

Metallblech

5a erste Seite

5b zweite Seite

Längsschlitz

7 Hülse

7a Innenseite

8 Klammer

9 Gleitfläche

10 Gleitlager

11 Planetenradzapfen

12 Planetenrad

12a Bohrung

13 Hohlrad

14 Sonnenrad

15 Planetenträger

100 Getriebe

L Längsachse