DE917110C - Gleitlager mit Kunststoff-Film - Google Patents

Description

• Gleitlager mit Kunststoff-Film Die Anforderungen, die an hochwertige Lagerwerkstoffe gestellt werden, sind neben ausreichender mechanischer Festigkeit vor allem geringe trockene Reibung, geringe Abnutzung, gute Einlauffähigkeit und aus@eichende Wärmeabführung. Diese Eigenschaften sind um so wichtiger, je häufiger gemischte oder gar trockene Reibung im Betrieb auftreten kann, während bei dauernder Flüssigkeitsreibung und guter Wärmeableitung die Bedeutung des Lagerwerkstoffes zurücktritt. Die sich aus diesen spezifischen Lagereigenschaften ergebenden Aufgaben sind auf dem Gebiet der Lagerwerkstoffe aus Buntmetallen weitgehend gelöst.
• Im Zuge Beines erstrebenswerten Werkstoffaustausches beginnen neben Metallagern auch Kunststofflager immer mehr an Bedeutung zu gewinnen. Solche Kunststofflagler bestehen in der Regel aus auf preßtechnischem Wege hergestellten geschlossnen oder geteilten Lagerschalen. Als Preßstoffe verwendet man vorwiegend Kondemsations- oder Polymerisationsharze mit verschiedenen Füllstoffen.
• Es ist aber bekannt, daß Stoffe ähnlicher Zusammensetzung sich auch ebenso als Brems- und Kupplungsbeläge bewährt haben, also gerade dort, wo ges im Gegensatz zu Lagereigenschaften auf große Reibungseffekte ankommt. Dieser Widerspruch in der Anwendung physikalisch und chemisch mehr oder weniger gleicher Werkstoffe beweist, daß die vorwiegend übliche Kombination von Kunstharz seit Füllstoff weder für den einen noch für den anderen Zweck die ideale Lösung darstellen kann, da erfahrungsgemäß das Kunstharz die guten Gleiteigenschaften und die Füllstoffe die hohen Reibungseigenschaften. besitzen. Es ist daher ,naheliegend, für Lagerzwecke füllstofffreie Kunstharze zu verwenden. Solche Lager haben meistens gute Gleiteigenschaften, besitzen aber noch eine Reihe von Anwendungsnachteilen, wie schlechtes Wärmeleitvermögen und oft ungenügende mechanische Festigkeit, die sie bis heute keine ernste Bedeutung erlangen ließen.
• Man ist auch so vorgegangen, daß man auf Gleitlager Preßstoffringe oder Kunstharzbeläge direkt aufgebracht und mittels geeigneter Vorrichtungen befestigt oder indem man Preßstoffe direkt auf die Lagerachse aufgepreßt hat. In einem anderen Fall hat man die Poren oder sonstigen Unebenheiten der Lauffläche mittels Kunstharzen ausgefüllt, so daß der Zapfen oder die Welle des Lagers nicht nur auf diesen verhältnismäßig weichen Stoffen, sondern gleichzeitig auch unmittelbar auf Teilen der Oberfläche des aus einem härteren Material bestehenden Lagers aufliegt. Weiterhin hat man bekannte Gleitmittel so zubereitet und auf Lagerflächen aufgebracht, daß sie gut haften und dadurch längere Zeit hindurch ihre Wirkung behalten. Man hat zu diesem Zweck Systeme verwendet, in denen das Gleitmittel, z: B. Graphit, dien Hauptanteil darstellt und die nur den Zweck haben, das Gleitmittel besser und gleichmäßiger zu verteilen und auf dem eigentlichen Lager festzuhalten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt neben anderen zunächst der Gedanke zugrunde, an Stelle der bisher üblichen mehr oder weniger dickwandigen Lagerschalen aus Metallen oder Kunststoffen Kunststoff-Filme zu verwenden, welche fest haftend auf den Gleitflächen aufgebracht sind. Diese Gleitfilme, die je nach den Erfordernissen eine Dicke von wenigen bis zu etwa Iooo u haben können, lassen sich sowohl auf dem Zapfen als auch auf der Lagerschale, gegebenenfalls auch auf beiden anbringen. Sie bestehen aus Kunststoffen, und unter diesen sind in Gegenüberstellung zu Metallen alle organischen Stoffe zu verstehen, die sich zur Filmbildung eignen und welche de für Gleitfilme notwendigen Eigenschaften aufweisen. Als solche kommen Kunstharze jeglicher Art vom Typ der Kondensations- und Polymerisationsharze in Frage, ferner Derivate der Cellulose und anderer Kohlenhydrate, Naturstoffe öligen, gummiartigen und harzartigen Charakters und deren Umwandlungsprodukte und ebenso diejenigen Kombinationen von Ölen, Harzen und sonstigen Rohstoffen, wie sie in der Anstrich-, Lackier-, Überzugs- und Auskleidungstechinik üblich sind. Die Gleitfilme sind füllstofffrei, können aber gegebenenfalls auch in feiner Verteilung mit solchen Stoffen durchsetzt sein, welche die Gleiteigenschaften fördern oder sie zum mindesten nicht beeinträchtigen oder die schmiermittelaufnahmefähig sind.
• Die Oberflächenhärte und Elastizität solcher Filme hat man beim heutigen Stand der Kunstharz-und Lacktechnik weitgehend in der Hand, so daß man diese wesentlichen Eigenschaften den jeweiligen Erfordernissen anpassen kann.
• Das Aufbringen der Filme auf die Gleitflächen kann erfolgen durch Streichen, Tauchen, Spritzen, Walzen, Aufschmelzen, Schleudern, Ausgießen, Ausspritzen unter Druck oder durch Auspressen. Die notwendige Härtung kann durch Lufttrocknung, durch thermische Behandlung oder katalytische Beeinflussung erreicht werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, fertige Filmschläuche, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme besonderer Quellmittel, auf den zu überziehenden Zapfen aufzuschrumpfen.
• Gegenüber Metallagern besteht der Vorteil von Gleitlagern nach vorliegender Erfindung in der Ersparnis wertvoller Metalle; sowohl der Zapfen als auch die Lagerschale können, sofern sie mit Gleitfilmen versehen sind, aus beliebigen metallischen Werkstoffen hergestellt sein, die keine spezifischen Lagereigenschaften zu besitzen brauchen, sondern nur die jeweiligen Festgkeitsanforderungen erfüllen müssen.
• Preßstofflager weisen erfahrungsgemäß eine Reihe von Schwierigkeiten auf, die bei Gleitflächen nicht zu befürchten sind; sielbst bei vollkommener Flüssigkeitsreibung besteht bei Preßstofflagern immer die Schwierigkeit der Wärmeabführung. Dieses Problem ist auch dadurch nur teilweise gelöst, daß man eine mit dem Zapfen umlaufende Preßstoffhülse in einer Metallbüchse laufen läßt, da die Wärmeableitung vorwiegend einseitig ist. Wesentlich günstiger liegen diese Verhältnisse bei Gleitfilmen, deren Dicke sich gegenüber Preßstofflagern in der Größenordnung I : 5o bis etwa I : Ioo bewegt, so daß die Abführung der Reibungswärme keine Schwierigkeiten mehr bereitet und gefährliche Wärmestauungen ausgeschlossen bleiben.
• Weitere Aufgaben stellen bei Preßstofflagern die Wärmedehnung und ihre der Dehnung entgegenwirkende anfängliche Schrumpfung, so daß es häufig nur durch umfangreiche Versuche und besondere Maßnahmen möglich ist, die notwendigen Maße für ein Preßstofflager eindeutig festzulegen. Trotz aller Vorsichtsmaßregeln kommt es aber immer wieder vor, daß das Lagerspiel im Betrieb nicht konstant bleibt und hierdurch Störungen auftreten. Ferner verursacht die sichere Befestigung einer Preßstoffschale im Lagerträger oder auf dem Zapfen aus gleichem Grunde Schwierigkeiten. Ein weiterer Unsicherheitsfaktor liegt bei Preßstofflagern außerdem in ihrer natürlichen Quellfähigkeit.
• Diese Schwierigkeiten sind bei Gleitfilmen praktisch ausgeschaltet. Unterschiedliche Wärmedehnungen gegenüber Metallen wirken sich bei den geringen Filmstärken nicht störend aus. Die sichere Befestigung des Gleitfilms wird durch seine hohe Haftfähigkeit auf Metallen gewährleistet. Auch eine Quellung durch Schmiermittelaufnahme ist nicht zu befürchten, da einerseits die Filme praktisch aufnahmefest sind, andererseits mögliche Schmiermittelaufnahme .auf Grund des wesentlich geringeren Volumens gegenüber dickwandigen Preßstofflagern nur ganz unbedeutende Volumenvergrößerungen und Maßänderungen bedingen kann. Besondere Vortei:e bieten Gleitfilme auf der Basis von Kondensationsstoffen dadurch, daß sie sehr wärmefest ausgeführt werden können, so daß auch außergewöhnlich hohe Lagertemperaturen bis zu etwa aoo- unbeschadet für dien Gleitfilm vertragen werden. Die Ausführungsformen der Gleitlager mit Kunststoff-Film können recht verschiedenartig sein. Entweder trägt der Lagerzapfen einen Außenfilm oder die Lagerbüchse ist mit einem Innenfilm ausgekleidet oder beide sind mit Gleitfilmen versehen. Es ist möglich und oft vorteilhaft, verschiedene Kunststoff-Filme übereinanderzuschichten, etwa derart, daß der Grundfilm die feste Haftung auf dem Metalluntergrund und der darübergeschichtete und mit dem Grundfilm fest verschweißte Gleitfilm den besonderen Lagereigenschaften angepaßt wird. Der Grundfilm kann auch zwecks Aufnahme von Lagerstößen elastischer gehalten werden als der Gleitfilm, oder er kann, durch Füllmittelzusatz etwa, härter und mechanisch fester ausgebaut sehn. Außerdem ist es zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften möglich, in den Grundfilm eine geeignete Gewebebahn einzulagern und auf den Grundfilm den trägerstofffreien Gleitfilm aufzulegen, so daß keine die Reibung vergrößernden Füllstoffteile an die Gleitfläche hervortreten. Zur Erleichterung des Auswechselns abgenutzter Gleitfilme können Schrumpfringe aus Metall mit dem Gleitfilm als Außenfilm auf den Lagerzapfen aufgezogen werden, oder auswechselbare Ringe oder Büchsen mit Außenfilm werden mittels einfacher Maschinenelemente, wie Gewinde, Keile, Verschraubungen usw., auf dem Zapfen befestigt. In gleicher Weise können auswechselbare Ringe oder Büchsen mit Innenfilmen in die Lagerkörper eingelassen werden Zur Vereinfachung der Herstellung derartiger Überzugs-und Einsatzbüchsen. können innen- bzw. außenlackierte Metallrohre verwendet werden, die nach Bedarf abgeschnitten werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Gleitlager, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Gleitflächen der Lagerteile, wie Büchsen und/oder Zapfen, Kunststoff-Filme geringer Dicke aus organischen, filmbildenden Substanzen fest haftend aufgebracht sind.
2. 2. Gleitlager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Gleitflächen der Lagerteile aufgebrachten Kunststoff-Filme durch Lufttrocknung, Hitzehärtung oder katalytische Beeinflussung verfestigt und in den Gebrauchszustand übergeführt werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 466 I04; österreichische Patentschrift Nr. I54 626; schweizerische Patentschrift Nr. I28 272; französische Patentschriften Nr. 828 670, 816408, 554615; schwedische Patentschriften Nr. 91229, 90936; VD I-Zeitschrift, Bd. 81, Nr. 11, S.338.