DE3516649A1 - Self-lubricating bearing - Google Patents

Abstract

For producing self-lubricating bearing material for high sliding speeds and high surface pressures, a resin paste obtained by kneading a polytetrafluoroethylene resin and a solid lubricant is applied to a porous sintered metal layer which is located on a steel substrate, so that the resin paste fills the voids of the sintered metal layer and covers the surface thereof. The solid lubricant is in a thinly rolled form which is obtained starting from the pulverised solid lubricant and is distributed in the resin paste in the form of platelets or flakes, so that a multiplicity of streak-like layers arranged at a spacing one above the other are formed. <IMAGE>

Description

Selbstschmierendes Lager Self-lubricating bearing

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstschmierendes Lager, das für hohe Laufgeschwindigkeiten und hohe Belastung geeignet ist, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a self-lubricating bearing for high running speeds and high load is suitable, and on a method for its production.

Selbstschmierende Lager sind bekannt, beispielsweise aus der JA-PS 39-16950. Das bekannte Lager weist eine poröse Sintermetallschicht auf, die aus einem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Pulver auf einer Stahlplatte gebildet worden ist und deren Poren mit einer Mischung aus einem Polytetrafluorethylen-Harz (PTFE-Harz) und Bleioxid imprägniert worden sind. Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht das bekannte selbstschmierende Lager aus einer porösen Sintermetallschicht 4, die auf einer Stahlplatte 5 gebildet und mit PTFE-Harz 3 imprägniert worden ist, in das ein Festschmierstoff 1, beispielsweise metallisches Blei, in Form eines Pulvers oder von Massen dispergiert worden ist.Self-lubricating bearings are known, for example from JA-PS 39-16950. The known bearing has a porous sintered metal layer that consists of a powder made of copper or a copper alloy on a steel plate has been formed and its pores with a mixture of a polytetrafluoroethylene resin (PTFE resin) and lead oxide have been impregnated. As shown in Fig. 1, there is the well-known self-lubricating bearing made of a porous sintered metal layer 4, the formed on a steel plate 5 and impregnated with PTFE resin 3, in a solid lubricant 1, for example metallic lead, in the form of a powder or has been dispersed by masses.

Die Schmiereigenschaften dieses Lagers werden durch das PTFE-Harz und weiterhin auch durch das metallische Blei 1 verbessert, das in Pulverform oder in der Form von Massen vorliegt. Daher hat dieses selbstschmierende Lager gegenüber anderen bekannten selbstschmierenden Lagern sehr gute Laufeigenschaften. Es wurde jedoch dieses Lager zu dem Zweck entwickelt, einer Höchstbelastung von 1000 bis 1500 kg/cm2 . m/min standzuhalten, und es hält daher keinen Belastungen mehr stand, die solche Druck/Geschwindigkeits-Werte (PV-Werte) überschreiten. Inzwischen wird die Forderung nach einer Reduktion von Größe und Gewicht sowie nach einer Erhöhung der Geschwindigkeit von Automobilen gestellt, insbesondere von zukünftigen Alltomobilen, so daß ein Bedarf an selbstschmierenden Lagern besteht, die in der Lage sind, hohen Geschwindigkeiten und hohen Belastungen standzuhalten, welche zu einem höheren PV-Wert als 1500 kg/cm2 . m/min führen. Obwohl das bekannte selbstschmierende Lager, das in der JA-PS 39-16950 veröffentlicht und in Fig. 1 dargestellt worden ist, für die Anwendung bei geringen Geschwindigkeiten und geringer Belastung geeignet ist, wie oben angegeben, ist es nicht dazu geeignet, bei hohen Geschwindigkeiten und hohen Belastungen benutzt zu werden, weil es dabei fressen würde.The lubricating properties of this bearing are made possible by the PTFE resin and further improved by the metallic lead 1, which is in powder form or is in the form of masses. Hence, this has self-lubricating bearing opposite other known self-lubricating bearings have very good running properties. It was however, this bearing is designed to withstand a maximum load of 1000 to 1500 kg / cm2. m / min to withstand, and it therefore no longer withstands loads, which exceed such pressure / speed values (PV values). In the meantime the demand for a reduction in height and weight, as well as for an increase the speed of automobiles, especially future all-automobiles, so that there is a need for self-lubricating bearings that are capable of high Withstand speeds and high loads, resulting in a higher PV value than 1500 kg / cm2. m / min. Although the well-known self-lubricating bearing, the published in JA-PS 39-16950 and shown in Fig. 1 for the Suitable for use at low speeds and low loads is, As stated above, it is not capable of running at high speeds and to be used under high loads because it would eat away in the process.

In dem in Fig. 1 dargestellten selbstschmierenden Lager ist das metallische Blei 1, das in dem PTFE-Harz 3 als Festschmierstoff dispergiert ist, nicht gleichförmig verteilt.In the self-lubricating bearing shown in Fig. 1, the metallic Lead 1 dispersed in the PTFE resin 3 as a solid lubricant is not uniform distributed.

Weiterhin ist es in pulverisierter Form oder in Form von Massen dispergiert. Endlich beträgt sein Schmelzpunkt nur 327 C. Daran liegt es, daß unter Hochlast bei Gleitgeschwindigkeiten und Flächendrücken, die einen PV-Wert von mehr als 1500 kg/cm2 . m/min ergeben, der Druck auf und die Temperatur an der beispielsweise eine Welle tragenden Gleitfläche so stark ansteigt, daß das metallische Blei 1 schmilzt und verloren geht. So können insbesondere so hohe PV-Werte wie 3000 kg/cm2 . m/min auf keinen Fall ertragen werden. Wegen der mangelnden Gleichförmigkeit der Verteilung des Metalles tritt weiterhin der Metallverlust durch Schmelzen nicht gleichförmig ein, was dazu führt, daß örtliche Flächenbereiche schon unter Bedingungen, die einem PV-Wert von etwa 1500 kg/cm2 . m/min entsprechen, von metallischem Blei 1 frei sind. In solchen Fällen wird die Last nicht ausreichend und gleichförmig aufgenommen, was zu örtlicher agressiver Abnutzung führt.Furthermore, it is dispersed in powdered form or in the form of masses. Finally its melting point is only 327 C. That is why it is under high load at sliding speeds and surface pressures that have a PV value of more than 1500 kg / cm2. m / min result, the pressure on and the temperature at the, for example, a Shaft bearing sliding surface increases so much that the metallic lead 1 melts and gets lost. In particular, PV values as high as 3000 kg / cm2. m / min definitely not to be endured. Because of the lack of uniformity of distribution of the metal, furthermore, the metal loss by melting does not occur uniformly a, which leads to the fact that local areas already under conditions that a PV value of around 1500 kg / cm2. m / min, are free of metallic lead 1. In such cases, the load is not absorbed sufficiently and uniformly, which leads to local aggressive wear.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein selbstschmierendes Lager zu schaffen, das in der Lage ist, Betriebsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung standzuhalten, die zu einem PV-Wert von mehr als 1500 kg/cm2 . m/min führen.The invention is accordingly based on the object of a self-lubricating To create bearings capable of high speed operating conditions and to withstand high loads, resulting in a PV value of more than 1500 kg / cm2 . m / min.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daS der Festschmierstoff in der Harzpaste in Form von dünn ausgewalzten, blatt- oder schuppenförmigen Teilchen dispergiert ist und Schlieren bildet, die aus einer Vielzahl von im Abstand übereinander angeordneten Schichten bestehen, die sich im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Sinternetallschicht und zu den gekrümmten und ebenen Oberflächen der lie Sintermetallschicht bildenden Meta11teilchen erstrecken.This object is achieved according to the invention in that the solid lubricant in the resin paste in the form of thinly rolled-out, sheet-like or flaky particles is dispersed and forms streaks, consisting of a multitude of spaced one above the other arranged layers consist, which are essentially parallel to the surface the sintered metal layer and to the curved and flat surfaces of the sintered metal layer forming meta11particles.

Bei eingehenden Untersuchungen selbstschmierender Lager wurde festgestellt, daß der Festschmierstoff an der Reibungsoberfläche pulverisiert wird, wenn er in Form dünner Blättchen oder Schuppen in dem Harz dispergiert ist, und so eine schmierende Oberfläche bildet. Daher werden, selbst wenn an der Oberfläche erhebliche Verluste infolge von Schmelzen eintreten, zusätzliche Mengen an Festschmierstoff kontinuierlich vom Inneren des Harzes zugeführt, um den Verlust auszugleichen. Daher ist der Festschmierstoff während der gesamten Benutzungsdauer des Lagers an der Lagerfläche vorhanden. Mit anderen Worten, es wird , eine entsprechende Menge des Festschmierstoffes vom Inneren her der Lagerfläche zugeführt, auch wenn er Verbrauch des Pestschmierstoffes bei Erhöhung der Temperatur und der Belastung beschleunigt wird, um eine ausreichende Schmierung aufrecht zu erhalten. Weiterhin haftet der verlor(erle Pestschmierstoff an der gelagerten Welle oder einem sonstigen Maschinenteil an und trägt so zur Verbesserung der Schmiereigenschaften bei.Thorough examinations of self-lubricating bearings revealed that that the solid lubricant is pulverized on the friction surface when it is in Form of thin flakes or flakes dispersed in the resin, and so a lubricating Surface forms. Therefore, even if on the surface, there will be significant losses occur as a result of melting, additional amounts of solid lubricant continuously fed from inside the resin to make up for the loss. Hence the solid lubricant present in the storage area for the entire duration of use of the warehouse. With In other words, it gets a corresponding amount of the solid lubricant from inside fed back to the storage area, even if it consumes the plague lubricant Increase in temperature and the load is accelerated to a sufficient level Maintain lubrication. Furthermore, the lost plague lubricant sticks on the stored shaft or any other machine part and thus contributes to improvement the lubricating properties.

Der Festschmierstoff kann Bleioxid, Blei, Graphit, Molyendisulfid oder ein sonstiges, üblicherweise verwendetes Material sein. Es wird nicht in pulverisierter Form oder in Form einer Masse verwendet, wie bisher, sondern in einer dünnen, blatt- oder schuppenartigen Form. Weiterhin ist es in dem sich in den Zwischenräumen der porösen Sintermetallschicht vorhandenen Harz derart dispergiert, daß es sich blatt- oder schuppenartig in Porm von Schlieren erstreckt, die aus einer Vielzahl im Abstand übereinander angeordneter Schichten bestehen.The solid lubricant can be lead oxide, lead, graphite, molybdenum disulfide or another commonly used one Be material. It is not used in powdered form or in the form of a mass, as before, but in a thin, leaf-like or scale-like shape. Furthermore it is in that Resin present in the interstices of the porous sintered metal layer in this way dispersed so that it extends leaf-like or scale-like in the form of streaks, which consist of a large number of layers arranged one above the other at a distance.

Das erfindungsgemäße selbstschmierende Lager weist mehr im einzelnen eine Schicht aus einer Harzpaste auf, bei der es sich um eine Mischung aus einem Festschmierstoff und PTFE-Harz handelt, rnd t'8 ist diese Schicht so gebildet, daß sie die Zwischenräume zwischen den Metallteilchen einer porösen Sintermetallschicht ausfüllt, die auf einer Stahlplatte gebildet worden ist, und weiterhin auch die Sintermetallschicht bedeckt. Der Festschmierstoff ist in der Harzschicht in dünner Form dispergiert, beispielsweise in einer blatt-oder schuppenartigen Porm, und auch nach Art von Schlieren, welche aus einer Vielzahl von Schichten bestehen, die übereinander mit Abstand angeordnet sind und sich im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Sintermetallschicht, aber auch parallel zu den gekrümmten und ebenen Flächen der internen Metallteilchen der Sintermetallschicht erstrecken.The self-lubricating bearing of the invention has more details a layer of a resin paste, which is a mixture of a Solid lubricant and PTFE resin are involved, and this layer is formed in such a way that they the gaps between the metal particles of a porous sintered metal layer which has been formed on a steel plate, and also the Sintered metal layer covered. The solid lubricant is thinner in the resin layer Form dispersed, for example in a sheet-like or flaky porm, and also in the manner of streaks, which consist of a multitude of layers one on top of the other are spaced and are substantially parallel to the surface of the Sintered metal layer, but also parallel to the curved and flat surfaces of the internal metal particles of the sintered metal layer extend.

Da der Festschmierstoff in dünner Form, beispielsweise in blatt- oder schuppenartiger Form, vorliegt, kann die Lagerfläche auch dann ausreichende Schmiereigenschaften aufweisen, wenn hohe Geschwindigkeit und hohe Belastung zu PV-Werten von 1500 kg/cm2 . m/min und darüber führen. Die Schmiereigenschaften sind ausreichend, um ein Fressen auszuschließen. Da weiterhin der Festschmierstoff Schlieren bildet, die aus einer Vielzahl von mit Abstand übereinander angeordneten Schichten bestehen, welche sich fortlaufend im wesentlichen parallel zu den gekrümmten und ebenen Oberflächen der Metallteilchen der porösen Sintermetallschicht erstrecken, wird der Festschmierstoff an der der Reibung ausgesetzten Lagerfläche ergänzt, um einen zunehmenden Verbrauch des Festschmierstoffes bei einer Erhöhung der Belastung oder der Temperatur auszugleichen. Daher ist es möglich, zu allen Zeiten gleichbleibende Schmiereigenschaften aufrecht zu erhalten.Since the solid lubricant is in thin form, for example in sheet or flaky shape, the bearing surface can then have sufficient lubricating properties exhibit when high speed and high load lead to PV values of 1500 kg / cm2 . m / min and above. The lubricating properties are sufficient to prevent seizure to exclude. Since the solid lubricant continues to streak forms, which consist of a large number of spaced layers one above the other, which are continuously substantially parallel to the curved and flat surfaces the metal particles of the porous sintered metal layer extend, the solid lubricant becomes on the bearing surface exposed to friction is supplemented by an increasing consumption of the solid lubricant to compensate for an increase in load or temperature. It is therefore possible to maintain consistent lubricating properties at all times to obtain.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Lagers nach dem Stand der Technik in vergrößertem Maßstab, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines selbstschmierenden Lagers nach der Erfindung in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Lager nach Fig. 2 in nochmals vergrIßertem Maßstab, welcher den Schmierzustand der Lagerfläche beim Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und unter hoher Belastung veranschaulicht, Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3, der den Schmierzustand der Lagerfläche bei einem gegenüber Fig. 3 fortgeschrittenen Abnutzungszustanj veranschaulicht, Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Laufzeit und dem PV-Grenzwert für die Lager nach den Fig. 1 und 2 veranschaulicht, Fig. 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem dynamischen Reibungskoeffiienten und dem Flächendruck für ein Lager nach dem Stand der Technik und ein Lager nach der Erfindung veranschaulicht, Fig. 7 ein Diagramm, das die Ergebnisse der Beziehung zwischen Abnutzung und Flächendruck für ein Lager nach dem Stand der Technik und ein Lager nach der Erfindung wiedergibt, und Fig. 8 ein Diagramm, das die Abnutzung bei einem Lager nach dem Stand der Technik und eine ger nach der Erfindung bei einem PV-Wert von 7000 kg/cm2 . m/min wiedergibt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing described. 1 shows a cross section through a section of a bearing according to the prior art on an enlarged scale, FIG. 2 shows a cross section through a portion of a self-lubricating bearing according to the invention in enlarged Scale, Fig. 3 shows a detail from the bearing according to Fig. 2, again enlarged Measure of the lubrication condition of the bearing surface when operating at high speed and illustrates under high load, FIG. 4 shows a section similar to FIG. 3, the state of lubrication of the bearing surface in an advanced compared to FIG. 3 State of wear illustrated Fig. 5 is a diagram showing the Relationship between the running time and the PV limit value for the bearings according to Fig. 1 and 2, Fig. 6 is a diagram showing the relationship between the dynamic Friction coefficient and the surface pressure for a bearing according to the prior art and illustrates a bearing according to the invention, Fig. 7 is a graph showing the results the relationship between wear and surface pressure for a bearing according to the state of the art Technique and a bearing according to the invention shows, and Fig. 8 is a diagram showing the wear in a bearing according to the prior art and a ger according to the invention with a PV value of 7000 kg / cm2. m / min.

Das in Fig. 2 wiedergegebene Lager nach der Erfindung weist eine auf einer Stahlplatte 5 erzeugte Sintermetallschicht 4 auf. Die Sintermetallschicht 4 wurde durch Sintern von pulverförmigem Kupfer oder einer solchen Kupferlegierung erzeugt. Die Sintermetallschicht 4 ist mit PTFE-Harz imprägniert, das eine Imprägnierschicht 7b bildet. Das PTFE-Harz bildet auch eine Oberflächenschicht 7a, welche die Sintermetallschicht 4 bedeckt. Die Oberflächenschicht 7a bildet zusammen mit der Imprägnierschicht 7b eine Harzschicht 7.The bearing shown in Fig. 2 according to the invention has a a steel plate 5 produced sintered metal layer 4. The sintered metal layer 4 was made by sintering powdered copper or such a copper alloy generated. The sintered metal layer 4 is impregnated with PTFE resin which is an impregnation layer 7b forms. The PTFE resin also forms a surface layer 7a which is the sintered metal layer 4 covered. The surface layer 7a forms together with the impregnation layer 7b a resin layer 7.

Mehr im einzelnen bedeckt die Oberflächenschicht 7a der Harzschicht 7 die Oberfläche der Sintermetalli(hiclat 4, während die Imprägnierschicht 7b die Zwischenräume ausfüllt, welche die Metallteilchen 4a der Sintermetallschicht 4 bilden. Die Oberflächenschicht 7a und die Imprägnierschicht 7b sind einheitlich, und es ist der Festschmierstoff 6 in der diese Struktur aufweisenden Harzschicht 7 dispergiert.More specifically, the surface layer 7a covers the resin layer 7 the surface of the sintered metal (hiclat 4, while the waterproofing layer 7b fills the spaces which the metal particles 4a of the sintered metal layer 4 form. The surface layer 7a and the impregnation layer 7b are uniform, and it is the solid lubricant 6 in the resin layer having this structure 7 dispersed.

Der Festschmierstoff 6 wird abweichend vom Stand der Technik nicht durch Pulverisieren von Blei o. dgl. erhalten, d.h., daß er nicht in Form von Teilchen oder Massen vorliegt, sondern in einer dünnen Form, beispielsweise einer blatt-oder schuppenartigen Form. "In dünner Form" bedeutet, daß die Teilchen eine gewisse Breite oder Weite haben und ihre Form insbesondere derjenigen von Fischschuppen ähnlich ist, weshalb diese Form im folgenden als schuppenartig bezeichnet wird. Diese Form des Festschmierstoffes 6 kann leicht dadurch erhalten werden, daß der pulverisierte Festschmierstoff dünn ausgewalzt wird. In dieser Form erstreckt sich der Festschmierstoff 6 kontinuierlich über und parallel zu gekrümmten und ebenen Flächen der M-tallteilchen 4a der Sintermetallschicht 4. Genauer gesagt liegt der schuppenartige Festschmierstoff Ó insgesamt in Form von Schlieren vor, die aus einer Vielzahl mit Abstand voneinander und übereinander angeordneten Schichten bestehen, die jeweils ein Metallteilchen 4a als Zentrum haben, wie es Fig. 2a zeigt. Es ist zu beachten, daß der schuppenartige Festschmierstoff 6, der in die Oberflächenschicht 7a und die Imprägnierschicht 7b der Harzschicht 7 eingebettet ist, nicht ohne jede Ausrichtung dispergiert ist, wie es beim Stand der Technik der Fall ist, sondern mit einer festen Ausrichtung. Er erstreckt sich im wesentlichen parallel zu den gekrümmten oder ebenen Oberflächen der einzelnen Metallteilchen 4a. Bei einer solchen Struktur wird der dünne Festschmierstoff 6, also der insbesondere in blatt- oder schuppenartiger Form vorliegende Schmierstoff, zu Beginn der Benutzung durch den Flächendruck fein pulverisiert, der zwischen der Lagerfläche und der Gegenfläche einer Welle oder eines sonstigen Bauteiles besteht, so daß eine dünne Schmierscnicht 2 gebildet wird, und zwar selbst dann, wenn der Festschmierstoff schmilzt. Bei zunehmender Abnutzung kann ein Zustand erreicht werden, bei dem die Sintermetallschicht 4 teilweise als Lagerfläche freiliegt. In diesem Fall wird der Festschmierstoff 6 fortlaufend und gleichmäßig der Lagerfläche zugeführt. Die Lagerfläche ist daher zu jeder Zeit mit einer von dem Festschmierstoff 6 gebildeten Schmierstoffschicht 2 bedeckt, so daß ausgezeichnete Schmiereigenschaften erzielt werden können.The solid lubricant 6 is not different from the prior art obtained by pulverizing lead or the like, that is, not in the form of particles or masses present, but in a thin form, for example a sheet or scale-like shape. "In thin form" means that the particles have a certain width or width and their shape in particular similar to that of fish scales is, which is why this shape is referred to below as scale-like. This form the solid lubricant 6 can be easily obtained by pulverizing the Solid lubricant is rolled out thinly. The solid lubricant extends in this form 6 continuously over and parallel to curved and flat surfaces of the metal particles 4a of the sintered metal layer 4. More precisely, the scale-like solid lubricant lies Ó overall in the form of streaks, consisting of a multitude of spaced apart and layers arranged one on top of the other, each having a metal particle 4a as the center, as shown in Fig. 2a. It should be noted that the scale-like Solid lubricant 6, which is in the surface layer 7a and the impregnation layer 7b embedded in the resin layer 7 is not dispersed without any orientation, as is the case with the prior art, but with a fixed orientation. It extends essentially parallel to the curved or flat surfaces of the individual metal particles 4a. With such a structure the thin solid lubricant 6, that is to say in particular in the form of a sheet or flake The form of the lubricant, fine at the beginning of use due to the surface pressure pulverized between the bearing surface and the mating surface of a shaft or of another component, so that a thin Schmierscnicht 2 is formed, even when the solid lubricant melts. With increasing wear a state can be achieved in which the sintered metal layer 4 partially as Storage area is exposed. In this case, the solid lubricant 6 becomes continuous and evenly fed to the storage area. The storage area is therefore available at all times covered a layer of lubricant 2 formed by the solid lubricant 6, so that excellent lubricating properties can be achieved.

Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend noch mehr im einzelnen erlä-utert werden. Das in Fig. 2 dargestellte selbstschmierende Lager befindet sich zu Beginn seiner Benutzung in dem in Fig. 3 veranschaulichten Zustand. Der Festschmierstoff 6 ist in der Oberflächenschicht 7a in der blatt- oder schuppenartigen Form dispergiert sowie auch in Schlieren, die aus vielen, sich im wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Metallteilchen 4a der Sintermetallschicht 4, welche auf der Stahlplatte 5 gebildet worden ist, erstreckenden Schichten bestehen. Wenn von dem gelagerten Teil auf die Lagerfläche Druck ausgeübt wird, wird der Festschmierstoff 6 in der Oberflächenschicht 7a, insbesondere nahe der Lagerfläche, sofort von den auf diese Fläche wirkenden Scherkräften pulverisiert. Der fein pulverisierte Festschmierstoff 6, dessen Teilchengröße weniger als 1 Sm beträgt, sammelt sich an der Oberfläche und bildet dort die Schmierschicht 2, welche eine gleichförmige Dicke aufweist.This aspect of the invention is discussed in more detail below be explained. The self-lubricating bearing shown in Fig. 2 is located at the beginning of its use in the state illustrated in FIG. 3. The solid lubricant 6 is dispersed in the surface layer 7a in the sheet-like or scale-like form as well as in streaks, which consist of many, are essentially parallel to the surfaces of the metal particles 4 a of the sintered metal layer 4 formed on the steel plate 5 consist of extending layers. If from the stored part to the Bearing surface pressure is applied, the solid lubricant 6 becomes in the surface layer 7a, in particular near the bearing surface, immediately from those acting on this surface Pulverized shear forces. The finely powdered solid lubricant 6, its particle size less than 1 sm amounts, collects on the surface and forms there the lubricating layer 2, which has a uniform thickness.

Mit anderen Worten wird der fein ausgewalzte Festschmierstoff 6 durch den ausgeübten Flächendruck sofort pulverisiert, und es ist dieser Vorgang, der eine wichtige Rolle bei der Ausbildung einer höchst leistungsfähigen Schmierfläche bildet. Weiterhin haftet der fein pulverisierte Festschmierstoff 6 und ein Teil der Oberflächenschicht 7a der Harzschicht 7 durch Koagulation an dem gelagerten Teil, beispielsweise einer Welle, an und hält dadurch die Schmiereigenschaften aufrecht.In other words, the finely rolled solid lubricant 6 is through instantly pulverizes the applied surface pressure, and it is this process that does plays an important role in creating a highly efficient lubrication surface forms. Furthermore, the finely powdered solid lubricant 6 and a part adhere of the surface layer 7a of the resin layer 7 by coagulation on the stored Part, for example a shaft, and thereby maintains the lubricating properties.

Wenn die Abnutzung fortschreitet, kommt es endlich zum Verschwinden der Oberflächenschicht 7a, und es wird die Oberseite der Sintermetallschicht 4, d.h. es werden deren Metallteilchen 4a ebenso freigelegt wie die Imprägnierschicht 7b, wie es Fig. 4 veranschaulicht. In dieser Situation wird der Festschmierstoff 6, der in den Zwischenräumen der Sintermetallschicht 4 dispergiert ist und eine Vielzahl dünn ausgewalzter Schichten bildet, die sich im wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Metallteilchen 4a erstrecken, durch den Flächendruck fein pulverisiert und bei fortschreitender Abnutzung an der Oberfläche der freiliegenden Metallteilchen 4a angesammelt, so daß sie dort wiederum eine llinne Schmierschicht 2 bilden. Infolgedessen können die befriedigenden Schmiereigenschaften auch bei fortschreitender Abnutzung aufrecht erhalten werden.As the wear and tear progresses, it finally disappears the surface layer 7a, and it becomes the top of the sintered metal layer 4, that is, their metal particles 4a are exposed as well as the impregnation layer 7b, as FIG. 4 illustrates. In this situation the solid lubricant becomes 6 dispersed in the interstices of the sintered metal layer 4 and a Forms a multitude of thinly rolled-out layers that are essentially parallel to each other extending the surfaces of the metal particles 4a, finely pulverized by the surface pressure and with progressive wear on the surface of the exposed metal particles 4a, so that they again form a linear smear layer 2 there. Consequently can maintain satisfactory lubricating properties even with increasing wear and tear be maintained.

Ein selbstschmierendes Lager mit der vorstehend beschriebenen Struktur wird wie folgt hergestellt.A self-lubricating bearing having the structure described above is made as follows.

Zunächst wird Bleioxid o. dgl. in üblicher Weise pulverisiert, um einen Festschmierstoff in P)rln von Teilchen oder Massen zu bilden, wie nach dem Stand der Technik. Dann wird der in dieser Form vorliegende Festschmierstoff zu einer Art von Schuppen dünn ausgewalzt. Dabei kann das Walzen des Pestschmierstoffes in beliebiger Richtung erfolgen, solange die gewalzten Teilchen nur ausreichend dünn werden. Weiterhin ist es auch möglich, metallisches Blei anstatt von Bleioxid als Ausgangsmaterial für den Festschmierstoff zu verwen. Wenn metallisches Blei nach dem Pulverisieren dünn ausgewalzt wird, wird die Oberfläche des resultierenden schuppenartigen metallischen Bleies aktiviert. Daher wird die Oberfläche des metallischen Bleies oxidiert, wenn die Harzschicht hergestellt wird, so daß Bleioxid erhalten wird, wie es .- r nach im einzelnen beschrieben wird.First, lead oxide or the like is pulverized in a conventional manner to to form a solid lubricant in particles or masses, as after State of the art. Then the solid lubricant present in this form becomes too a kind of flake rolled out thinly. This can involve rolling the pest lubricant can be done in any direction as long as the rolled particles are sufficient lose weight. It is also possible to use metallic lead instead of lead oxide to be used as the starting material for the solid lubricant. If metallic lead after pulverization is rolled thin, the surface of the resulting flake-like metallic lead activated. Hence the surface of the metallic Lead is oxidized when the resin layer is formed, so that lead oxide is obtained as it will be described in detail after.

In einem folgenden Schritt wird das schuppenartig ausgewalzte Schmiermittel nu einer spart; nergestellben Dispersion von PTFE-Harz hinzugefügt und das System durchgeknetet, um eine Paste zu bilden. Zu diesem Zweck wird der Festschmierstoff zu der Dispersion hinzugefügt, indem ein organisches Lösungsmittel zugegeben und das System gleichmäßig gerührt wird, so daß eine Paste entsteht, in welcher der Festschmierstoff in dem PTFE-Harz gleichförmig verteilt ist.In a subsequent step, the lubricant is rolled out like flakes only one saves; Make a dispersion of PTFE resin and add it to the system kneaded to form a paste. For this purpose the solid lubricant is used added to the dispersion by adding an organic solvent and the system is stirred evenly, so that a paste is formed in which the Solid lubricant in the PTFE resin is uniformly distributed.

Inzwischen werden im wesentlichen kugelförmige Teilchen von Bronze gleichförmig mit einer diese von etwa n ;n auf einen Stahlstreifen aufgesprüht und dann in diesem Zustand gesintert, um eine poröse Sintermetallschicht auf einem Stahlband ZU erhalten.Meanwhile, particles of bronze are essentially spherical sprayed uniformly with one of these of about n; n onto a steel strip and then sintered in this state to form a porous sintered metal layer on a steel belt To obtain.

Die poröse Sintermetallschicht wird dann mit der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Paste beschichtet, indem die Paste mit einer Beschichtungswalze dünn aufgetragen wird. Der mittels der Beschichtungswalze ausgeübte Druck wird so eingestellt, daß der Festschmierstoff in Schlieren verteilt wird, die aus einer Vielzahl von Schichten bestehen, welche sich im wesentlichen parallel zu den gekrümmten und ebenen Oberflächen der Metallteilchen der Sintermetallschicht erstrecken. Danach wird das System bei einer über 350 C liegenden Temperatur gebacken, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 360 bis 390 C.The porous sintered metal layer is then with that in the above described way prepared paste coated by applying the paste with a coating roller is applied thinly. The pressure exerted by the coating roller becomes so set that the solid lubricant is distributed in streaks that consist of a There are multitudes of layers which are essentially parallel to the curved ones and flat surfaces of the metal particles of the sintered metal layer extend. Thereafter the system is baked at a temperature above 350 C, preferably at a temperature in the range from 360 to 390 C.

Vorzugsweise wird Bleioxid als Festschmierstoff verwendet.Lead oxide is preferably used as the solid lubricant.

Im Unterschied zu metallischem Blei hat Bleioxid einen sehr hohen Schmelzpunkt, was für einen Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten und unter hoher Last sehr vorteilhaft ist.In contrast to metallic lead, lead oxide has a very high level Melting point, what an operation at high speeds and under high Load is very beneficial.

Anschließend wird ein Beispiel wiedergegeben.An example is then given.

Aus PTFE-Harz mit einer mittleren Korngröße von 0,2 bis 0,4 tim wurde eine PTFE-Harzdispersion mit einer Feststoff-Konzentration von 60 bis 62 Gew. hergestellt.Made from PTFE resin with an average grain size of 0.2 to 0.4 tim a PTFE resin dispersion with a solids concentration of 60 to 62 wt. Prepared.

Inzwischen wurde Bleioxid zu Pulver mit einer mittleren Korngröße von etwa 30 Sm verarbeitet, und es wurde das Pulver gewalzt, um ein schuppenartiges Bleioxid mit einer Dicke von 10 pm oder weniger zu erhalten.Meanwhile, lead oxide has turned into powder with a medium grain size of about 30 Sm processed, and the powder was rolled to form a flake-like shape Obtain lead oxide with a thickness of 10 µm or less.

Zu 100 Gewichtsteilen des schuppenartigen Bleioxids wurden 100 Gewichtsteile der PTFE-Harzdispersion und 30 Gewichtsteile eines organischen Lösungsmittels, beispielsweise Toluol oder Xylol, hinzugefügt. Die Mischung wurde dann durch gleichförmiges Rühren durchgearbeitet. Dabei wurden aus den Teilchen des PTFE-Harzes durch die Scherkräfte, denen sie beim Herstellen der Paste ausgesetzt waren, Fasern gebildet, die sich in der Paste mit den schuppenartigen Bleioxidteilchen verwirrten oder verwickelten.To 100 parts by weight of the flaky lead oxide became 100 parts by weight the PTFE resin dispersion and 30 parts by weight of an organic solvent, for example Toluene or xylene added. The mixture was then by uniform Stirring worked through. The particles of the PTFE resin through the Shear forces to which they were exposed during the production of the paste, fibers formed, which tangled or tangled in the paste with the flaky lead oxide particles.

Weiterhin wurden im wesentlichen sphärische Bronceteilchen gleichförmig in einer Dicke von 300 Am auf ein Stahlband gesprüht und in diesem Zustand gesintert, um eine poröse Sintermetallschicht auf einer Stahlplatte zu bilden.Furthermore, substantially spherical bronze particles became uniform sprayed onto a steel strip in a thickness of 300 am and sintered in this state, to form a porous sintered metal layer on a steel plate.

Die oben beschriebene Paste wurde dann auf die Sintermetallschicht aufgebracht und unter Verwendung einer Auftragswalze dünn ausgewalzt, worauf das Ganze bei einer Temperatur von etwa 370 'C ausgebacken wurde. Das auf diese Weise erhaltene selbstschmierende Lager hatte im Querschnitt eine Struktur, bei der dünn ausgewalztes Bleioxid als Festschmierstoff 6 in Form von Schlieren vorlag, die aus einer Vielzahl Schichten bestanden, die sich im wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Metallteilchen 4a der Sintermetallschicht 4 erstreckten, wie es Fig. 2 zeigt.The paste described above was then applied to the sintered metal layer applied and rolled out thin using an applicator roller, whereupon the Whole baked at a temperature of about 370 ° C. That way obtained self-lubricating bearing had a cross-sectional structure in which thin Rolled out lead oxide was present as solid lubricant 6 in the form of streaks, which from a plurality of layers consisted which are essentially parallel to the surfaces of the metal particles 4a of the sintered metal layer 4 extended as shown in FIG.

Außerdem wurde noch ein weiteres selbstschmierenles Lager in der beschriebenen Weise hergestellt, bei dem lediglich anstatt Bleioxid metallisches Blei in Form einer Masse benutzt, pulverisiert und dann dünn ausgewalzt wurde, um schappenartiges metallisches Blei zu erhalten. Dieses selbstschmierende Lager hatte eine gleichartige Struktur, und es wurde das schuppenartige metallische Blei während der Wärmebehandlung in Bleioxid umgewandelt. Zum Vergleich wurde metallisches Blei, das nach dem Pulverisieren nicht gewalzt worden war, mit der Dispersion verknetet. In diesem Fall wurde das metallische Blei kaum oxidiert iin blieb auch unverändert während des Backens.In addition, another self-lubricating bearing has been described in the Way manufactured in which only instead of lead oxide metallic lead in the form a mass used, pulverized and then rolled out thinly to create a cup-like to obtain metallic lead. This self-lubricating bearing had a similar one Structure, and it became the flaky metallic lead during the heat treatment converted to lead oxide. For comparison, metallic lead obtained after pulverizing not rolled was kneaded with the dispersion. In this In the event the metallic lead was hardly oxidized and remained unchanged during of baking.

Es wurde der PV-Grenzwert der beiden oben beschriebenen, schuppenartiges Bleioxid enthaltenden Lager unter Verwendung eines Suzuki-Verschleißtestgerätes vom Typ Matsubara gemessen, und es wurden die durch die Kurve (a) in Fig. 5 wiedergegebenen Resultate erzielt. Die Kurve (b) in Fig. 5 veranschaulicht die Charakteristik des Vergleichslagers, das die in Fig. 1 veranschaulichte Struktur hat, in dem also metallisches Blei 1 dispergiert ist. Es ist ersichtlich, daß das Lagermaterial nach der Erfindung gegenüber dem Vergleichsmaterial Arbeitsbedingunen mit höherer Geschwindigkeit und höherer Belastung standhalten kann. Die in den Ergebnissen nach Fig. 5 resultierenden Versuche wurden ausgeführt unter Verwendung von einem gelagerten Teil aus S45C-Material unter einem Druck von 100 kg/cm oder weniger bei einer Relativgeschwindigkeit von 30 m/min oder darüber und ohne weitere Schmierung. In fig. 5 gibt die ordinate die Test4eit in Stunden und die Abszisse den PV-Wert in kg/cm2 . m/min wieder.It became the PV limit of the two scaly ones described above Bearings containing lead oxide using a Suzuki wear tester of the Matsubara type were measured, and those shown by curve (a) in Fig. 5 were measured Results achieved. The curve (b) in Fig. 5 illustrates the characteristic of the Comparative bearing that has the structure illustrated in Fig. 1, so in the metallic Lead 1 is dispersed. It can be seen that the storage material according to the invention Compared to the comparison material, working conditions with higher speed and can withstand higher loads. The resulting in the results of FIG Tests were carried out using a stored part made of S45C material under a pressure of 100 kg / cm or less at a relative speed of 30 m / min or more and without further lubrication. In fig. 5 gives the ordinate the Test4eit in hours and the abscissa the PV value in kg / cm2. m / min again.

Weiterhin wurde der dynamische Reibungskoeffizient und der ri bei einer schmiermittelfreien Belastung für verschiedene Flächendrücke in bezug auf das gelagerte Teil gemessen.Furthermore, the dynamic coefficient of friction and the ri at a lubricant-free load for different surface pressures with respect to the stored part measured.

Die Fig. 6 Lind 7 veralls(haulichen die Resultate. In diesen Figuren veranschaulichen die Kurven (a) die Eigenschaften des :3elbstschmierenden Lagers nach der Erfindung und die Kurven (b) die Eigenschaften des Vergleichslagers. Die Versuche wurden ausgeführt unter Verwendung von gelagerten Teilen aus S45C-Material mit einen Härte von HRC 55 bei einer Test zeit von 60 Minuten und einer Geschwindigkeit von 15 m/min. Die Fig. 6 und 7 lassen erkennen, daß das selbstschmierende Material nach der Erfindung Eigenschaften hat, deren Überlegenheit über die Eigenschaften des Vergleichsmaterials mit zunehmendem Flächendruck zunimmt und daher unter hoher Belastung besonders ausgeprägt ist.Figs. 6 and 7 generalize the results. In these figures the curves (a) illustrate the properties of the: 3 self-lubricating bearing according to the invention and curves (b) the properties of the comparative bearing. the Tests were carried out using stored parts made of S45C material with a hardness of HRC 55 a test time of 60 minutes and a speed of 15 m / min. 6 and 7 show that the self-lubricating Material according to the invention has properties whose superiority over properties of the reference material increases with increasing surface pressure and therefore below higher Load is particularly pronounced.

Fig. 8 zeigt die Resultate eines weiteren schmierungsfreien Belastungsversuches unter Verwendung von S45C-Material mit einer Härte von HRC 55 für das gelagerte Teil unter Anwendung eines Flächendruckes von 100 kg/cm2 und einer Gleitgeschwindigkeit von 30 m/min, d.h. bei einem PV-Wert von 3000 kg/cm2 . m/min. In Fig. 8 veranschaulicht die Kurve (a) die Eigenschaften des selbstschmierenden Materials nach der Erfindung, wogegen die Kurve (b) die Eigenschaften eines selbstschmierenden Vergleichsmaterials darstellt. Es ist offensichtlich, daß das erfindungsgemäße selbstschmierende Lagermaterial selbst so harten Betriebsbedingungen wie dem gegenüber dem Stand der Technik verdoppelten PV-Wert, der 1000 bis 1500 kg/cm2 . m/min betrug, ausreichend widerstehen kann und daher in einem weiten Bereich von Operationsbedingungen verwendbar ist.8 shows the results of a further lubrication-free loading test using S45C material with a hardness of HRC 55 for the stored Part using a surface pressure of 100 kg / cm2 and a sliding speed of 30 m / min, i.e. with a PV value of 3000 kg / cm2. m / min. Illustrated in Fig. 8 curve (a) shows the properties of the self-lubricating material according to the invention, whereas curve (b) shows the properties of a self-lubricating comparative material represents. It is evident that the self-lubricating bearing material according to the invention even as harsh operating conditions as that doubled compared to the prior art PV value that is 1000 to 1500 kg / cm2. m / min, can withstand sufficiently and therefore usable in a wide range of surgical conditions.

Claims (3)

Patentansprüche 1. Selbstschmierendes Lager mit einer porösen, auf einer Stahlplatte aufgebrachten Sintermetallschicht und einer Schicht aus einer Harzpaste, die aus einem Festschmierstoff und einem PTFE-Harz besteht und die von den Metallteilchen der Sintermetallschicht gebildete Zwischenräume ausfüllt und auch die Oberfläche der Sintermetallschicht bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Festschmierstoff in der Harzpaste in Form von dünn ausgewalzten, blatt- oder schuppenförmigen Teilchen (6) dispergiert ist und Schlieren bildet, die aus einer Vielzahl von im Abstand übereinander angeordneten Schichten bestehen, die sich im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Sintermetallschicht (4) und zu den gekrümmten und ebenen Oberflächen der die Sintermetallschicht bildenden Metallteilchen (4a) erstrecken. Claims 1. Self-lubricating bearing with a porous, on a steel plate applied sintered metal layer and a layer of a Resin paste, which consists of a solid lubricant and a PTFE resin and which is made by the metal particles of the sintered metal layer fills the spaces formed and also covers the surface of the sintered metal layer, characterized in that the solid lubricant in the resin paste in the form of thinly rolled out, sheet or flaky particles (6) is dispersed and forms streaks, which from a There are multitudes of layers arranged one above the other at a distance, which are located in the essentially parallel to the surface of the sintered metal layer (4) and to the curved ones and flat surfaces of the metal particles (4a) forming the sintered metal layer extend. 2. Selbstschmierendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festschmierstoff aus einem oder mehreren Metallsulfiden, intermetallischen Verbindungen, Metallen, Metalloxiden, Metallfluoriden, fluorierten Kohlenwasserstoffen und/oder aus Bornitrid und/oder Kohlenstoff-Fasern besteht.2. Self-lubricating bearing according to claim 1, characterized in that that the solid lubricant consists of one or more metal sulfides, intermetallic Compounds, metals, metal oxides, metal fluorides, fluorinated hydrocarbons and / or consists of boron nitride and / or carbon fibers. 3. Selbstschmierendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festschmierstoff Bleioxid ist.3. Self-lubricating bearing according to claim 1, characterized in that that the solid lubricant is lead oxide.