Verfahren zur Herstellung eines selbstausrichtenden Lagers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines selbstausrichtenden Lagers mit einem inneren Bauteil, der eine konvexsphärische äussere Oberfläche hat, einem äusseren Bauteil mit einem Loch durch seine Mitte mit einer konkaven, sphäri schen inneren Oberfläche, und einem Zwischenteil mit einer ersten Lage aus selbstschmierendem Material und einer zweiten Lage von Klebstoffmaterial, das die erste Lage an einem der Bauteile festklebt, wobei das Ver fahren die Schritte einschliesst,
eine Schicht von selbst schmierendem Material und eine Schicht von kleben dem Material zwischen den inneren und den äusseren Bauteil zu bringen, wobei das Klebematerial neben dem Bauteil angeordnet wird, an den die Schicht des selbstschmierenden Materials angeklebt werden soll, wonach die Bauteile übereinander geschoben und mit einander verbunden werden, indem einer der Bauteile verformt wird und danach das Klebstoffmaterial zu sammengüzogen wird, wodurch der Klebstoff die Schicht des selbstschmierenden Materials an einem der Bauteile festlegt.
Ein Verfahren zum Zusammenbau dieser Art von Lager war, einen Kunststoff zu einem rohrförmigen Segment zu vzrformen, dieses über einen ausdehnbaren Schlauch zu schieben und Klsbstoff auf seine äussere Oberfläche aufzubringen. Der äussere Bauteil wird dann über das Rohr geschoben und der Schlauch unter hohen Luftdruck gesetzt, so dass er ausgedehnt wird und das Rohr gegen den äusseren Bauteil drückt, bis der Klebstoff sich verhärtet und bindet.
Der äussere Teil mit seiner anhaftenden Kunststoffschicht wird dann über einen inneren Teil gebracht und nach ein- wärts gekümpelt. Dieses Verfahren ist zeitraubend, mühsam und bringt keine gleichmässigen Ergebnisse.
Bei Verwendungszwecken, bei denen ein genaues Lager erforderlich ist, war es notwendig, Lager mit Zwischenteilen durch Verformen des äusseren Bauteils herzustellen, beispielsweise durch Ankümpeln, so dass dieser Bauteil eng um den inneren Bauteil herum passt, wonach die Teile , gelöst -wurden,
indem eine schlagende oder walzende Kraft auf die Aussenseite des äusseren Teiles zur Einwirkung gebracht wird. Lösen des inneren Teiles durch physikalische Kraft ist ein zeitraubender Vorgang, bei dem jedes Lager ein zeln von einem Arbeiter bearbeitet werden muss. Zu sätzlich ist das Lösen nicht genau gleich von Lager zu Lager, da das Ausmass des Lösens von dem Urteil des Arbeiters abhängt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist das Herstel lungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass die in nere Oberfläche des genannten äusseren Bauteils derart vorgeformt wird, dass sie eine konkave Oberfläche erhält, die der konvexen äusseren Oberfläche dzs inne ren Bauteils entspricht, wobei ein Klebstoffmaterial von vulkanisierbarer Art gewählt wird, dass ferner das Verformen auf einem der vorgeformten Bauteile in radialer Richtung über die gesamte Länge des Zwi schenraumes zwischen den Bauteilen durchgeführt wird, so dass das selbstschmierende Material und der Klebstoff dadurch gleichzeitig in eine enges Anpassen an den Oberflächen des inneren und äusseren Bauteils gebogen werden,
während das verformte Klebstoffma- terial noch unvulkanisiert ist, und dass das darauf fol gende Klebstoffzusammenziehen und Kleben den Schritt umfasst, das Klebstoffmaterial durch Hitze zu vulkanisieren. Dabei kann der Zwischenbauteil entwe der aus rohrförmigem oder plattenförmigem Material hergestellt sein. Danach können die drei Bauteile tele- skopartig übereinandergeschoben und einer oder mehrere Teile verformt werden, so dass der Zwischenraum zwi schen ihnen verringert wird.
Dadurch wird der Zwi schenteil gegen den Bauteil gedrückt, an dem er festge klebt werden soll. Danach kann das zusammengebaute Lager in eine erhitzte Atmosphäre eingebracht werden. Das Klebstoffmaterial kann vulkanisieren und die Zwi schensicht entweder am inneren oder am äusseren Bauteil festkleben, je nach dem welche Seite der Zwi schenschicht mit dem Klebstoff versehen wurde.
Es ist vorzuziehen, ein Khbstoffmaterial mit solchen Merk malen zu verwenden, dass, während das Lager für den normalen Gebrauch vor dem Erhitzungsschritt zu eng wäre, es beim Erhitzen frei wird.
In einigen Fällen, beispielsweise wo die Anforderungen bezüglich des zum Drehen der Bauteile des Lagers im Verhältnis zueinander erforderlichen Drehmomentes äusserst ge nau sind, kann ein zusätzlicher Freigebungsschitt be nutzt werden, wie etwa die Anwendung einer vorge wählten Kraft auf die äussere Oberfläche des äusseren Bauteils.
Der Zwischenteil sollte starr und kräftig genug sein, um die Beanspruchungen seiner Benutzung und des Verformungsarbeitsganges auszuhalten. Vorzugs weise ist der Zwischenteil aus selbstschmierendem Material, wie etwa Teflon , hergestellt, wobei das Material entweder gewoben oder aus einem Stück her gestellt ist und entweder alleine oder mit anderen Materialien gemischt verwendet werden kann.
Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 ist eine Querschnittansicht eines selbst aus richtenden Lagers, in, dem ein Zwischenteil zylindri scher Form zwischen den inneren und den äusseren Bauteil vor der Verformung eingebracht wird, Fig. 2 ist eine Querschnittansicht des Lagers nach Fig.l nach der Verformung entweder des äusseren oder des inneren oder beider Teile, so dass der innere Bauteil eng gegen den Zwischenteil gehalten wird, und der Zwischenteil eng zwischen dem inneren und äusse- ren Bauteil eingeklemmt wird,
Fig.3 ist eine perspektivische Ansicht eines Ab schnittes von gewobenem Material, das als Zwischen teil benutzt wird, und Fig.4 ist eine Seitenansicht des Gewebes nach Fig. 3 entlang der Linie 4-4 der Fig. 3.
Das in Fig. 1 gezeigte selbstausrichtende Lager hat einen inneren, kugelartigen Bauteil 1, einen Zwischen bauteil 2, und einen äusseren Bauteil 3, Der innere Bauteil 1 hat ein axial durch seine Mitte verlaufendes Loch 4 und eine äussere konkave Kugelbahn.
Der Zwischenteil 2 hat die Form eines rohrförmigen Ab- Schnittes, d. h. eines Zylinders. Der äussere Bauteil 3 ist ringartig und hat eine innere Oberfläche, die so vor geformt ist, dass sie eine innere konkave Kugelbahn bildet, die in der Form der konvexen Kugelbahn des inneren Bauteils 1 entspricht, wie in Fig. 1 gezeigt. Die drei Bauteile sind teleskopartig übereinander gescho ben.
Der Zwischenteil 2 ist verformbar und seine erste Lage vorzugsweise aus einem selbstschmierenden Kunststoffmaterial. Ein Beispiel eines geeigneten festen Materials für die erste Lage des Bauteils 2 ist eine Mischung von Teflon und Kohlen, obwohl auch rei nes Teflon verwendet werden kann.
Solch eine Mischung kann hergestellt werden durch Sintern von Teflon (DuPont's Schutzmarke für Tetrafluoräthy- len) mit Kohlenstoffteilchen und Herstellen eines Knüppels, der gewalzt wird, so dass eine Platte erzeugt wird. Ein solches Material ist Tape No. <B>8561 ,</B> das auf einer Seite geätzt ist, um es klebbar zu machen und von der Garlock-Packing-Co. hergestellt wird.
Ein wei teres Beispiel für ein geeignetes Material für die erste Lage des Bauteils 2 ist ein zusammengesetztes Gewebe, in dem Teflon zu Fäden verarbeitet ist, die mit einem leicht klebenden Material wie beispielsweise Baumwolle, verwoben werden, wobei das leicht Ideb- bare Material sich auf einer Fläche befindet und das Teflon auf der anderen Fläche. Beim Benutzen solch eines zusammengesetzten Gewebes wird der Zylinder so ausgebildet, dass die klebbare Oberfläche den Kleb stoff aufnimmt, um sie an dem äusseren Bauteil festzu legen.
Der Kunststoff in der gewobenen Form ist bieg sam und daher schwierig zu einem Rohr zu verarbei ten. Um das Material zu versteifen, kann es mit einer oder mehreren Schichten von Klebstoffmaterial oder einem anderen geeigneten Versteifungsmittel überzogen werden, das eine steife Schicht bildet. Weitere Bei spiele geeigneter Materialien sind Tücher, die vollstän dig aus Teflon bestehen, wobei dieses Tuch geätzt wird, um es verldebbar zu machen und ein Tuch, das vollständig aus Teflon besteht, wobei seine Fasern mit einem Bindemittel vermischt sind.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde das Lager durch Ver formung zusammengebaut, beispielsweise durch An- kümpeln des äusseren Bauteiles 3 oder Zusammenzie hen des äusseren Teiles 3 oder Ausdehnen des inneren Bauteils 1, oder irgendeine Kombination dieser Ver fahren. Die Bauteile werden mit solch einer Kraft zu sammengebracht, dass der innere Bauteil 1 nicht frei ist, sich zu drehen oder axial zu bewegen. Das Lager ist nutzlos, bis der innere Bauteil freigegeben wird.
Es gibt gewisse Verfahren zur Herstellung von Lagern, bei denen der äussere Bauteil zu einer Einheit mit dem inneren Bauteil mit einem genügenden Spiel zwischen ihnen verformt werden kann, so dass der innere Bau teil frei ist. Zu gewissen Verwendungszwecken hat es sich jedoch als vorzugsweise gezeigt, die Bauteile eng miteinander zu verbinden und sie dann freizumachen, um einen genaueren, engeren und gleichmässigeren Abstand zwischen den Bauteilen zu erzielen.
In Fig. 3 und 4 ist das Material der Zwischenlage 2 als ein gewobenes, zusammengesetztes Gewebe gezeigt, in dem Teflongarne 5 auf der Oberseite und die ver- klebbaren Garne 6 auf der Unterseite liegen. Eine Klebstoffschicht 7 mit Eigenschaften, wie bereits be schrieben, wird auf die verldebbaren Garne 6 aufge bracht und luftgetrocknet, um das Gewebe zu verstei fen.
Eine Klebstoffschicht 8 wird auf die Schicht 7 durch Pinseln, Sprühen oder Kalandern aufgebracht, oder d r Klebstoff kann eine getrennte Bahn sein, die auf die Schicht 7 aufgebracht wird.
Es ist durchführ bar, dass die Kunststoffschichten 7 und 8 kombiniert werden und nur eine einzige Schicht von Kunststoff sowohl zum Versteifen als auch Hitzevulkanisieren benutzt wird durch Verwendung des geeigneten Kunst- stoffmaterials. Beispielsweise versteifen gewisse Luft trocknungsphenolklebstoffe, die sich bei Wärme verfe stigen, das Material 2, kleben es und vulkanisieren bei Hitze aus.
Ein geeigneter Phenolklebstoff ist die Type CMC1001 , hergestellt von der Firma Circuit Mate rials aus New Brunswick, New Jersey. Ein anderes geeignetes, sich bei Hitze verfe-stigendes Phenolmaterial ist Industrial Adhesive 1824 , hergestellt von Perma- cel-LePage's Inc.,
und ist ein Butyralphenol aufgelöst in Toluol. Bei der Verwendung von festem Teflon ist der Kunststoff nicht notwendig, um den Zwischen teil zu versteifen, sondern wird verwendet, um ihn am äusseren Teil festzulegen und zu schrumpfen, um den inneren Bauteil freizugeben.
Die Teile des Lagers nach dem Zusammenbau (siehe Fig. 2) liegen zum normalen Gebrauch eng an- einander. Danach wird der Bauteil in einem Ofen er hitzt. Mit d _m Material CMC1001 wird das Lager er hitzt, bis die Temperatur an der Kunststoffschicht '8 350 beträgt. In dem Ofen geht sie in flüssigen Zu stand über und wird ausgehärtet. Sie verlässt den Ofen völlig ausgehärtet und hart. Die Schicht 8 klebt die Zwischenschicht fest an dem äusseren Bauteil an.
Während des Erhitzens im Ofen führt die Aushärtung der Kunststoffschicht 8 zu einer Entlastung der Pas sung, die vor dem Aushärten zu eng war. Falls für die bessere Regelung des Lockerungsgrades erwünscht, kann die Entlastung der Passung durch Aushärtung den inneren Teil soweit vom äusseren Teil beschrän ken, dass ein mechanischer Löseschritt benutzt werden kann, um die Passung weiter zu entlasten.
Ausserdem kann beispielsweise der Zwischenteil durch aushärtbares Kunststoffmaterial an einem der Bauteile angeklebt werden, wobei das Lager durch radiale Verformung von einem oder mehreren der Bauteile durch seine ganze axiale Länge hindurch zu sammengebaut wird und das zusammengebaute Lager erhitzt wird, um den Kunststoff zu vulkanisieren und die Teile freizugeben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das vorliegende Verfahren die Verwendung einer grossen Verschieden heit von Schmiermaterialien für den Zwischenteil ein- schliesslich vieler Materialien gestattet, die nicht vulka- nisierbar sind. So kann mit dem Verfahren ein Lager hergestellt werden, das einen nicht vulkanisierbaren Zwischenteil hat, der fest an einem der Bauteile des Lagers angeklebt wird, und die richtige Toleranz auf weist.
In vielen Fällen ist es vorzuziehen, den Zwischen teil in seinem bereits fertigen Zustand vor seinem Zusamm--nbau in dem Lager zu haben, um eine bes sere Kontrolle der Toleranz zu erreichen und um den Zusammenbau zu beschleunigen. Indem lediglich der Klebstoff vulkanisiert wird, wird eine bessere Kontrolle der Toleranz erreicht als sie durch Vulkanisieren des gesamten Zwischenteils erreicht werden kann. Ausser- dem gestattet dieses Verfahren die Verwendung eines verhältnismässig dicken Schmiermaterials, was oft vor zuziehen ist, um das Lager in die Lage zu versetzen, eine stärkere Abnutzung auszuhalten.
Es soll auch darauf hingewiesen werden, dass das Verfahren, das hier beschrieben wird, den Hersteller in die Lage versetzt, das Schmiermittel einem gleichmäs- sigen Kompaktieren während der Herstellung auszu setzen. Das Kompaktieren des Schmiermaterials ist gleichmässig in dem Verfahren, weil der Raum zwi schen dem inneren und äusseren Bauteil über die ge samte axiale Länge der Teile der gleiche ist und daher die Verformung zu einem gleichmässigen Verringern des Raumes über die gesamte axiale Länge der Bau teile führt.
Das Kompaktieren des selbstschmierenden Materials während der Herstellung, insbesondere ein gleichmässiges Kompaktieren ist oft vorzuziehen, um sicherzustellen, dass das Kompaktieren des Materials nicht später eintritt als beispielsweise zu dem Zeit punkt, in dem das Lager im tatsächlichen Gebrauch einer schweren Belastung unterworfen wird. Wenn das Kom- paktieren des Materials geschieht, wenn das Lager sich in Benutzung befindet, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Lager zu lose wird.
Einige der Vorteile, die erreicht werden durch Kombinieren der Schritte des Verformens der inneren und äusseren Bauteile mit den Schritten des Zusam menbaus und dem darauffolgenden Vulkanisieren durch Hitze, wie oben beschrieben, sind hier bemer kenswert. Ein ohne weiteres einleuchtender Vorteil ist, dass diese Kombination eine gl-.ichmässige, enge Toleranz über die gesamte kugelige Lageroberfläche schafft. Der radiale Zusammenziehungsprozess, unter Verwendung vorgeformter Bauteile schafft einen gleichmässigen, engen Sitz zwischen den inneren und äusseren Bautei len.
Der Wärmevulkanisierschritt bewahrt diese Gleichmässigkeit der Toleranz, während die Gleich- mässigkeit des Sitzes zwischen dem selbstschmierenden Material und dem Bauteil über den es gleiten soll, ge löst wird und schafft eine noch engere Kontrolle der Toleranz über die gesamten aneinanderliegenden Ober flächen. Wahlweise Verfahren des Lösens bieten diesen Vorteil nicht.
Derartige Verfahren umfassen eines oder mehrere der folgenden: a) Anwendungen von Kraft um den Umfang des äusseren Bauteils an einer Anzahl von Punkten, wobei diese Anwendungsgebiete unvermeid- licherweise in der Grösse schwanken müssen, was zu Veränderungen in der Verwerfung um die Peripherie des äusseren Bauteiles führt, b) Anwendungen von Kraft gegen den inneren Bauteil in einer axialen Rich tung, was zu wenig oder keinem Lösen am Äquator führt, und c) Walzen des äusseren Bauteils unter Druck, was zu einer N igung des Metalls am Äquator des äusseren Bauteiles führt, plastisch zu fliessen.
Weitere Vorteile werden aus einer Betrachtung des Vulkanisierungsvorganges klar. Zunächst ist darauf hinzuweisen, dass bei dem Wärmevulkanisationsschritt das Bindemittel flüssig wird und ein Teil davon seitlich entlang der Zwischenfläche zwischen dem selbst schmierenden Material und dem Bauteil fliesst, an dem es festgeklebt werden soll und in irgendwelche Höhlun gen, die sich zwischen dem selbstschmierenden Mate rial und dem Bauteil gebildet haben können, an dem es festgeklebt werden soll, und zwar als Ergebnis von Unregelmässigkeiten in der Oberfläche des letzteren Bauteils.
Es ist auch darauf hinzuweisen, dass während des Vulkanisierungsschrittes das Klebemittel radial in und durch die Poren des selbstschmierenden Materials fliesst, wenn dieses Material sich in fester, poröser Form b-.findet oder in und durch die Webbahn des selbstschmierenden Materials, wenn das Material die Form eines Gewebes hat.
Es ist weiterhin darauf hinzu weisen, dass ein solches Fliessen des Bindemittels wäh rend des Vulkanisierungsschrittes leicht immer dann auftritt, wenn die Schritte des Zusammenbaus und Vulkanisierens verwendet werden, wie oben beschrie ben, d. h. in jedim beliebigen Lager, unabhängig davon, ob beide Lagerteile vorgeformt worden sind.
Das seitliche Fliessen des Klebstoffes in seinem flüssigen Zustand kann ausgenutzt werden, um minde stens zwei Funktionen auszuüben. Eine Funktion ist, die Enge des Sitzes über der Lageroberfläche gleich- mässig zu machen. Eine andere Funktion ist, den engen Sitz innerhalb gewissen Grenzen zu steuern. Während dies bei jedem beliebigen Lager zutrifft, gleichgültig ob seine Bauteile vorgeformt wurden, ist darauf hinzuweisen, dass die Fähigkeit, die Enge des Sitzes zu steuern, stark verringert wird, wenn eine grosse Menge an Bindzmittel verwendet wird, wie oben gezeigt.
Das radiale Fliessen des Bindemittels kann ebenfalls in jedem beliebigen Lager verwendet werden, um die Funktion der Verstärkung der Klebewirkung auszuüben, d. h. das Bindemittel zu veranlassen, sich mechanisch mit d:
.m selbstschmizrenden Material zu verbinden. In Lagern jedoch, bei denen wesentliche Unregelmässigkeiten in einem dsr Bauteile vorhanden sind, kann das seitliche Fliessen des Bindemittels nicht ausgenutzt werden, um den engen Sitz im optimalen Ausmass zu beeinflussen, weil das seitliche Fliessen weitgehend verstreut wird, so dass es nicht mehr er reicht, als die verhältnismässig grossen Hohlräume aus zufüllen, die durch die Unregelmässigkeiten verursacht wurden.
Ausserdem kann diese zerstreuende Wirkung nicht ausgeschaltet werden, indem einfach die Menge an Bindemittel erhöht wird, wie oben gezeigt. Ausser- dem führt bei Lagern, bei denen wesentliche Unregel- mässigkeiten vorhanden sind, die grössere Menge des seitlichen Fliessems, die notwendig ist, um die durch die Unregelmässigkeiten verursachten Hohlräume zu füllen, zu einer geringeren Neigung des Bindemittels radial zu fliessen,
so dass weniger Verstärkung der Klebewirkung durch mechanische Verbindung vorhan den ist.
Im Falle von vorgeformten Bauteilen ist jedoch die Wölbung der Oberflächen der Bauteile näher an einer idealen Wölbung als das der Fall wäre, wenn die Bau teile nicht vorgeformt sind und die Oberflächen-Unre- gelmässigkeiten sind verhältnismässig gering.
So ver- ringert die Verwendung vorgeformter Teile die Grösse des Zerstreuens des seitlichen Fliessems des Bindemit- tels in grosse Taschen und gestattet es dem Hersteller, das seitliche Fliessen in optimalem Ausmass auszunut zen, um dis Funktionen des Ausgleichens und Kontrol- lierens des engen Sitzes auszuüben.
So flissst auch mehr von dem Klebmittel radial, so dass ein grösseres Eindringen dss Klebemittels in das selbstschmierende Material erfolgt, und das Eindringen ist im wesent lichen über die gesamte Oberfläche g1: ichmässig.
Die Endergebnisse sind daher die enge gesteuerte Toleranz, die ursprünglich durch Vorformen der Teile vorgesehen war, vergrössert, durch gesteuertes Lösen des engen Sitzes durch den Vulkanisierungsschritt ohne Beeinträchtigung der ursprünglichen vorgesehenen Toleranz, ein optimales Gleichmässigmachen des engen Sitzes zwischen dem selbstschmierenden Material und dem Bauteil, über den es gleiten soll, bestmögliche Kontrolle des engen Sitzes, schärferes Kleben über die gesamte Zwischenfläche zwischen dem selbstschmie renden Material und dem Bauteil, an dem es angeklebt werden soll und ein im wesentlichen gleichmässiges Kleben über diese Zwischenfläche.
Method of making a self-aligning bearing The invention relates to a method of making a self-aligning bearing having an inner component having a convex-spherical outer surface, an outer component with a hole through its center with a concave, spherical inner surface, and a Intermediate part with a first layer of self-lubricating material and a second layer of adhesive material that adheres the first layer to one of the components, the process including the steps
to bring a layer of self-lubricating material and a layer of glue the material between the inner and the outer component, the adhesive material being placed next to the component to which the layer of self-lubricating material is to be glued, after which the components are pushed on top of each other and with are connected to each other by deforming one of the components and then the adhesive material is pulled together, whereby the adhesive sets the layer of self-lubricating material on one of the components.
One method of assembling this type of bearing has been to deform a plastic into a tubular segment, slide it over an expandable hose, and apply adhesive to its outer surface. The outer component is then pushed over the pipe and the hose is placed under high air pressure so that it is expanded and the pipe presses against the outer component until the adhesive hardens and binds.
The outer part with its adhering plastic layer is then brought over an inner part and curved inwards. This process is time-consuming, laborious and does not produce consistent results.
For uses where an accurate bearing is required, it was necessary to make bearings with intermediate parts by deforming the outer component, for example by pegging, so that this component fits snugly around the inner component, after which the parts were detached,
by applying a hitting or rolling force to the outside of the outer part. Loosening the inner part by physical force is a time-consuming process in which each bearing has to be machined individually by a worker. In addition, the loosening is not exactly the same from camp to camp, since the extent of loosening depends on the judgment of the worker.
According to the present invention, the manufacturing method is characterized in that the inner surface of the said outer component is preformed in such a way that it receives a concave surface that corresponds to the convex outer surface of the inner component, an adhesive material of a vulcanizable type being selected that the deformation is also carried out on one of the preformed components in the radial direction over the entire length of the inter mediate space between the components, so that the self-lubricating material and the adhesive are thereby simultaneously bent into a tight fit on the surfaces of the inner and outer component ,
while the deformed adhesive material is still uncured, and in that the subsequent adhesive contraction and gluing comprises the step of vulcanizing the adhesive material by means of heat. The intermediate component can either be made of tubular or plate-shaped material. Then the three components can be pushed over one another like a telescope and one or more parts can be deformed so that the space between them is reduced.
As a result, the inter mediate part is pressed against the component to which it is to be stuck Festge. Thereafter, the assembled bearing can be placed in a heated atmosphere. The adhesive material can vulcanize and glue the intermediate layer either to the inner or to the outer component, depending on which side of the intermediate layer was provided with the adhesive.
It is preferable to use a adhesive material with such characteristics that while the bearing would be too narrow for normal use prior to the heating step, when heated it becomes free.
In some cases, for example where the requirements for the torque required to rotate the components of the bearing in relation to each other are extremely precise, an additional release step can be used, such as the application of a preselected force on the outer surface of the outer component.
The intermediate part should be rigid and strong enough to withstand the rigors of its use and the deformation operation. The intermediate part is preferably made of self-lubricating material such as Teflon, the material being either woven or made in one piece and being used either alone or mixed with other materials.
Details emerge from the following description of an exemplary embodiment shown in the attached schematic drawing.
Fig. 1 is a cross-sectional view of a self-aligning bearing, in which an intermediate part cylindri cal shape is introduced between the inner and outer component before the deformation, Fig. 2 is a cross-sectional view of the bearing according to Fig.l after the deformation of either the the outer or the inner or both parts, so that the inner component is held tightly against the intermediate part and the intermediate part is clamped tightly between the inner and outer component,
FIG. 3 is a perspective view of a portion of woven material used as an intermediate part, and FIG. 4 is a side view of the fabric of FIG. 3 taken along line 4-4 of FIG.
The self-aligning bearing shown in Fig. 1 has an inner, spherical component 1, an intermediate component 2, and an outer component 3, The inner component 1 has an axially extending hole 4 through its center and an outer concave ball track.
The intermediate part 2 has the shape of a tubular section, d. H. of a cylinder. The outer component 3 is ring-like and has an inner surface which is shaped so that it forms an inner concave ball track, which corresponds in shape to the convex ball track of the inner component 1, as shown in FIG. 1. The three components are telescoped one on top of the other.
The intermediate part 2 is deformable and its first layer is preferably made of a self-lubricating plastic material. An example of a suitable solid material for the first layer of component 2 is a mixture of Teflon and carbon, although pure Teflon can also be used.
Such a mixture can be made by sintering Teflon (DuPont's trademark for tetrafluoroethylene) with carbon particles and making a billet which is rolled to form a plate. One such material is Tape No. <B> 8561 </B> which is etched on one side to make it gluable and made by Garlock-Packing-Co. will be produced.
Another example of a suitable material for the first layer of the component 2 is a composite fabric in which Teflon is processed into threads that are woven with a slightly adhesive material such as cotton, the easily removable material on one surface and the Teflon on the other surface. When using such a composite fabric, the cylinder is designed in such a way that the adhesive surface absorbs the adhesive in order to attach it to the outer component.
The plastic in the woven form is pliable and therefore difficult to process into a tube. To stiffen the material, it can be coated with one or more layers of adhesive material or other suitable stiffening agent to form a rigid layer. Other suitable materials for games are cloths that are made entirely of Teflon, this cloth being etched to make it verldebbar, and a cloth that is made entirely of Teflon, with its fibers mixed with a binder.
As shown in FIG. 2, the bearing was assembled by deformation, for example by pumping the outer component 3 or contracting the outer part 3 or expanding the inner component 1, or some combination of these methods. The components are brought together with such a force that the inner component 1 is not free to rotate or move axially. The bearing is useless until the inner component is released.
There are certain methods of manufacturing bearings in which the outer component can be deformed into a unit with the inner component with sufficient play between them, so that the inner component is part free. For certain purposes, however, it has been shown to be preferable to connect the components closely to one another and then to free them in order to achieve a more precise, narrower and more uniform spacing between the components.
In FIGS. 3 and 4, the material of the intermediate layer 2 is shown as a woven, composite fabric, in which Teflon yarns 5 lie on the upper side and the glued yarns 6 are on the underside. An adhesive layer 7 with properties, as already described be, is applied to the verldebbaren yarn 6 and air-dried in order to stiffen the fabric.
An adhesive layer 8 is applied to layer 7 by brushing, spraying, or calendering, or the adhesive can be a separate web that is applied to layer 7.
It is feasible that the plastic layers 7 and 8 are combined and only a single layer of plastic is used both for stiffening and heat-vulcanizing by using the suitable plastic material. For example, stiffen certain air drying phenolic adhesives that harden when heated, the material 2, glue it and vulcanize when exposed to heat.
A suitable phenolic adhesive is type CMC1001 manufactured by Circuit Materials of New Brunswick, New Jersey. Another suitable heat-solidifying phenolic material is Industrial Adhesive 1824, manufactured by Permacle-LePage's Inc.,
and is a butyral phenol dissolved in toluene. When using solid Teflon, the plastic is not necessary to stiffen the intermediate part, but is used to fix it to the outer part and to shrink it in order to expose the inner component.
The parts of the bearing after assembly (see Fig. 2) are close together for normal use. Then the component is heated in an oven. With the CMC1001 material, the bearing is heated until the temperature on the plastic layer is 8,350. In the oven it becomes a liquid and is hardened. It leaves the oven fully hardened and hard. Layer 8 adheres the intermediate layer firmly to the outer component.
During the heating in the oven, the hardening of the plastic layer 8 leads to a relief of the fit that was too tight before hardening. If desired for better regulation of the degree of loosening, the relief of the fit by hardening can restrict the inner part from the outer part to such an extent that a mechanical loosening step can be used to further relieve the fit.
In addition, for example, the intermediate part can be glued to one of the components by means of hardenable plastic material, the bearing being assembled by radial deformation of one or more of the components through its entire axial length and the assembled bearing being heated to vulcanize the plastic and the Share parts.
It should be noted that the present method allows a wide variety of lubricating materials to be used for the intermediate portion, including many materials that are not vulcanizable. Thus, the method can be used to produce a bearing that has a non-vulcanizable intermediate part that is firmly glued to one of the components of the bearing and that has the correct tolerance.
In many cases it is preferable to have the intermediate part in its finished state before it is assembled in the warehouse in order to achieve better control of the tolerance and to speed up assembly. By merely vulcanizing the adhesive, better tolerance control is achieved than can be achieved by vulcanizing the entire intermediate part. In addition, this method allows the use of a relatively thick lubricating material, which is often preferred, in order to enable the bearing to withstand greater wear.
It should also be pointed out that the method described here enables the manufacturer to subject the lubricant to uniform compacting during manufacture. The compacting of the lubricating material is uniform in the process because the space between the inner and outer component is the same over the entire axial length of the parts and therefore the deformation leads to a uniform reduction in the space over the entire axial length of the construction parts .
The compaction of the self-lubricating material during manufacture, in particular a uniform compaction, is often preferable to ensure that the compaction of the material does not occur later than, for example, at the time when the bearing is subjected to a heavy load in actual use. If the compacting of the material happens when the bearing is in use, there is a likelihood that the bearing will become too loose.
Some of the advantages achieved by combining the steps of deforming the inner and outer components with the steps of assembling them and then curing them by heat, as described above, are noteworthy here. Another obvious advantage is that this combination creates a uniform, narrow tolerance over the entire spherical bearing surface. The radial contraction process, using pre-formed components, creates an even, tight fit between the inner and outer components.
The heat vulcanization step maintains this evenness of the tolerance, while the evenness of the fit between the self-lubricating material and the component over which it is supposed to slide is loosened and creates an even closer control of the tolerance over the entire abutting surfaces. Optional methods of dissolving do not offer this advantage.
Such methods include one or more of the following: a) Applications of force around the perimeter of the outer component at a number of points, these areas of application inevitably having to vary in size, resulting in changes in the warpage around the periphery of the outer component leads, b) applications of force against the inner component in an axial direction, which leads to little or no loosening at the equator, and c) rolling of the outer component under pressure, which leads to a tilt of the metal at the equator of the outer component to flow plastically.
Further advantages become clear from a consideration of the vulcanization process. First of all, it should be pointed out that during the heat vulcanization step, the binder becomes liquid and part of it flows laterally along the interface between the self-lubricating material and the component to which it is to be glued and into any cavities that are between the self-lubricating material and may have formed the component to which it is to be adhered, as a result of irregularities in the surface of the latter component.
It should also be noted that during the vulcanization step the adhesive flows radially into and through the pores of the self-lubricating material if this material is in solid, porous form or in and through the web of the self-lubricating material if the material is the Has the shape of a fabric.
It should also be noted that such binder flow is likely to occur during the vulcanization step whenever the assembly and vulcanization steps are used as described above, i.e. H. in any warehouse, regardless of whether both bearing parts have been preformed.
The lateral flow of the adhesive in its liquid state can be used to perform at least two functions. One function is to make the tightness of the seat even over the bearing surface. Another function is to control the tight fit within certain limits. While this is true of any bearing, regardless of whether its components have been preformed, it should be noted that the ability to control the tightness of the seat is greatly reduced when a large amount of binder is used, as shown above.
The radial flow of the binder can also be used in any bearing to perform the function of reinforcing the adhesive effect, i.e. H. to cause the binding agent to mechanically with d:
. To connect with self-lubricating material. In warehouses, however, where there are significant irregularities in one of the components, the lateral flow of the binding agent cannot be used to influence the tight fit to the optimum extent, because the lateral flow is largely scattered so that it is no longer sufficient than to fill up the relatively large voids caused by the irregularities.
In addition, this scattering effect cannot be eliminated by simply increasing the amount of binder, as shown above. In addition, in bearings with substantial irregularities, the greater amount of lateral flow that is necessary to fill the cavities caused by the irregularities leads to a lower tendency for the binding agent to flow radially,
so that there is less reinforcement of the adhesive effect through mechanical connection.
In the case of preformed components, however, the curvature of the surfaces of the components is closer to an ideal curvature than would be the case if the components are not preformed and the surface irregularities are relatively small.
The use of preformed parts thus reduces the extent to which the lateral flow of the binding agent is dispersed into large pockets and allows the manufacturer to optimally utilize the lateral flow in order to perform the functions of compensating and controlling the tight fit .
More of the adhesive thus also flows radially, so that the adhesive penetrates the self-lubricating material to a greater extent, and the penetration is essentially over the entire surface.
The end results are therefore the tight controlled tolerance that was originally provided by preforming the parts, increased by controlled loosening of the tight fit through the vulcanization step without affecting the originally intended tolerance, an optimal evening of the tight fit between the self-lubricating material and the component over which it should slide, the best possible control of the tight fit, sharper gluing over the entire interface between the self-lubricating material and the component to which it is to be glued and a substantially even gluing over this interface.