DE10159502C2 - Verbundgleitlager - Google Patents
VerbundgleitlagerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundgleitlager
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruch 1.
Verbundgleitlager, die auch als zusammengesetzte Gleitlager
bezeichnet werden, sind als Maschinenelemente zur
Kraftübertragung seit vielen Jahren in unterschiedlicher
Ausgestaltung bekannt. In der Regel bestehen diese Gleit
lager aus mindestens zwei Werkstoffen mit unterschiedlichen
mechanischen Eigenschaften, wobei der eine Werkstoff, bei
dem es sich in der Regel um die Tragschicht handelt, die
Kraftaufnahme gewährleistet, während der andere Werkstoff,
bei dem es sich um die Gleitschicht handelt, die
erforderliche Gleitfähigkeit, insbesondere auch bei
Trockenlauf, d. h. somit ohne zusätzliche flüssige
Schmiermittel, sicherstellt.
Die Gleitschicht bei den bekannten Verbundgleitlagern be
stehen üblicherweise aus einem selbstschmierenden Material,
das in einer entsprechenden Kunststoffmatrix, insbesondere
in einem Epoxidharz, eingebettet ist. Als selbst
schmierendes Material werden vielfach aromatische Poly
amide, Kohlenstoff, aromatische Polysulfone, die auch als
Polyethersulfone bezeichnet werden, aromatische Polyimide,
aromatische Polyesterimide und/oder Polytetrafluorethylene
verwendet.
So schlagen beispielsweise die DE-OS 21 04 605 die Verwen
dung von Filamenten oder Fäden aus den zuvor genannten
selbstschmierenden Materialien, die WO 79/00752 A1 eben
falls die Verwendung von Filamenten oder Filamentbündeln
aus Polyacrylnitril, die DE 26 54 644 A1 Fasern, Fäden,
Garne oder insbesondere Gewebebänder aus fluorhaltigen
Polymeren oder Polyarylensulfone, die US 1,362,392 Gewebe
und insbesondere geflochtene Bänder aus fluorhaltigen
Polymeren und Polyaramiden, die US 3,734,585 gewebte Flä
chengebilde, die CH 639,731 A5 verfilzte, vorzugsweise als
Wirrfaservlies vorliegende, Polytetrafluorethylen-Fasern,
die DE 42 17 319 A1 Strümpfe oder Schläuche und die US 2,503,028
allgemein textile Flächengebilde als selbstschmierende Materialien vor,
die insbesondere in einer Matrix eingebunden sind.
Aus der DE 88 17 149 U1 ist ein Verbundgleitlager bekannt, das
insbesondere als Lagerbuchse ausgebildet ist und neben einer äußeren
Tragschicht eine innenliegenden Gleitschicht aufweist, wobei die
innenliegende Gleitschicht aus multifilen Polytetrafluorethylen-Fasern
und multifilen Polyester-Fasern besteht, die vorzugsweise als gewirktes
Flächengebilde mit einer speziellen Konstruktion ausgestaltet sind.
Dieses gewirkte Flächengebilde ist dann in einem Harz, insbesondere
in einem Naturkautschuk und/oder einer Mischung aus Naturkautschuk
und Styrolbutadienkautschuk eingebettet, wobei dieser Kautschuk
gleichzeitig die Tragschicht bei der bekannten Lagerbuchse ausbildet.
Die bekannten und vorstehend beschriebenen Verbundgleitlager
weisen den Nachteil auf, dass in der Regel eine mechanische
Nachbearbeitung der Gleitschicht, so insbesondere eine
materialabtragende Nachbearbeitung, wie beispielsweise
ein Räumen oder Bohren, nicht oder nur sehr begrenzt
möglich ist, da ansonsten die Gefahr besteht, dass während dieser
mechanischen Nachbearbeitung die Gleiteigenschaften der Gleitschicht
erheblich verschlechtert werden.
Aus der EP 0 585 874 A1 ist ein zur Herstellung der Gleitschicht von
Gleitlagern bestimmtes Mischgarn bekannt, das als Zwirn ausgebildet
ist, der eine erste Zwirnkomponente aus einem vorgezwirnten
Polytetrafluorethylen-/Polyethersulfon-Mischfasergarn und mindestens
eine zweite Zwirnkomponente aus einer vorgezwirnten Polyethersulfon-
Faser aufweist. Dieses Mischgarn ist ausschließlich zur Herstellung von
Gleitschichten bestimmt, die aus einem faserverstärkten Thermoplasten
bestehen und deren Matrix durch Schmelzen eine der
thermoplastischen Fasern gebildet wird, wodurch das bezüglich der
erreichbaren Homogenität problematische Imprägnieren der
Mischgarne mit einem Duroplasten vermieden werden soll.
Ausgehend von der DE 26 54 644 A1 liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Verbundgleitlager der angegebenen Art zur
Verfügung zu stellen, das ohne eine drastische Verschlechterung der
Gleiteigenschaften der Gleitschicht eine nachträgliche Bearbeitung der
Gleitschicht ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbundgleitlager mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verbundgleitlager weist, wie bereits der zuvor
beschriebene Stand der Technik, eine Tragschicht und eine damit
verbundene Gleitschicht auf, wobei die Tragschicht die bei der
Anwendung des Verbundgleitlagers auftretende Kraftaufnahme
gewährleistet. Die Gleitschicht des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers umfasst Polytetrafluorethylen-Fasern und
Polyethersulfon-Fasern, die, wie beim Stand der Technik, mit einem
Harz versehen und
Insbesondere hierin eingebettet sind. Im Unterschied zum Stand der
Technik umfasst bei dem erfindungsgemäßen Verbundgleitlager die
Gleitschicht mindestens eine mit dem Epoxidharz versetzte und
vorzugsweise hierin eingebettete Zwirnlage, die aus einer Vielzahl von
nach einem vorgegebenen Muster angeordneten Zwirnen besteht.
Jeder Zwirn dieser Zwirnlage weist mindestens eine erste
Zwirnkomponente aus einem vorgezwirnten Polytetrafluorethylen-
/Polyethersulfon-Mischfasergarn und mindestens eine zweite
Zwirnkomponente aus einer vorgezwirnten Polyethersulfon-Faser auf,
wobei diese mindestens zwei Zwirnkomponenten unter Ausbildung der
Zwirne miteinander verzwirnt sind.
Mit anderen Worten wird bei dem erfindungsgemäßen
Verbundgleitlager das selbstschmierende Material dadurch ausgebildet,
dass hier in der Gleitschicht nicht, wie beim Stand der Technik, multifile
Fasern oder entsprechende Flächengebilde sondern eine spezielle
Zwirnkonstruktion, die aus mindestens zwei vorgezwirnten Fasergarnen
erstellt ist, vorgesehen ist, wobei diese spezielle Zwirnkonstruktion
dann mit einem Epoxidharz versehen und insbesondere in diesem
Epoxidharz eingebettet ist.
Der im vorliegenden Text verwendete Begriff multifile Faser
(auch als Filamentgarn bezeichnet) beschreibt solche
Gebilde, die aus einer Vielzahl von Einzelfilamenten aus
gebildet sind, wobei jedes Einzelfilament relativ zu seinem
Durchmesser eine endlose Länge besitzt.
Im Gegensatz zur multifilen Faser (Filamentgarn) ist das
Fasergarn zu sehen, wobei mit diesem Begriff fadenartige
Gebilde bezeichnet werden, die aus einer Vielzahl von Sta
pelfasern einer begrenzten Länge, so insbesondere zwischen
40 mm und 140 mm, durch ein Sekundärspinnen ausgebildet
werden.
Weiterhin werden multifile Fasern (Filamentgarne) und Fa
sergarne (Stapelfasergarne) zusammengefaßt durch ihren ge
meinsamen Oberbegriff mit Fasern bezeichnet.
Mischfasergarne stellen solche Fasergarne (Stapelfaser
garne) dar, die aus vom Material her unterschiedlichen
Stapelfasern, insbesondere solchen Stapelfasern, deren
Stapelfaserlänge zwischen 40 mm und 140 mm variiert, er
stellt werden.
Das erfindungsgemäße Verbundgleitlager weist eine Reihe von
Vorteilen auf. Zunächst ist festzuhalten, daß das er
findungsgemäße Verbundgleitlager ohne eine Beeinträchtigung
der Gleiteigenschaften von seiner Gleitschicht her
mechanisch zu bearbeiten, insbesondere zu bohren, zu fräsen
und/oder zu schleifen, ist, ohne daß hierdurch die
Gleiteigenschaften nachteilig beeinträchtigt werden. Diese
grundsätzliche mechanische Bearbeitbarkeit der Gleitschicht
des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers erlaubt seine
individuelle Anpassung an die Einstellung einer er
forderlichen Toleranz für die hiervon gelagerten und mit
der Gleitschicht zusammenwirkenden Maschinenteile, so daß
durch die nachträgliche Bearbeitung der Gleitschicht jedes
beliebige und erforderliche Laufspiel eingestellt werden
kann. Von daher kann durch eine entsprechende mechanische
Bearbeitung aus dem erfindungsgemäßen, recht günstig zu
erstellenden Verbundgleitlager ein Präzisionsgleitlager mit
reproduzierbar eingestelltem Laufspiel hergestellt werden.
Bedingt dadurch, daß bei den nicht mechanisch
nachzuarbeitenden bekannten Verbundgleitlagern bei der
Herstellung beispielsweise von bekannten Gleitbuchsen stets
individuelle, auf die jeweilige Verwendung der Gleitbuchse
speziell dimensionierte Wickeldorne erforderlich sind,
gestaltet sich die Herstellung der bekannten
Verbundgleitlager wegen dieser speziell dimensionierten
Wickeldorne relativ kostenintensiv, da eine Vielzahl von
exakt dimensionierten Wickeldorne erstellt und bereitge
halten werden müssen. Da die erfindungsgemäßen Verbund
gleitlager insbesondere von ihrer Gleitschichtseite her
mechanisch bearbeitet werden können, kann die Zahl der für
deren Herstellung erforderlichen Wickeldorne erheblich re
duziert werden, was sich in einer deutlichen Reduzierung
der Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Verbundgleit
lagers entsprechend ausdrückt.
Die zuvor beschriebene gute mechanische Bearbeitbarkeit der
Gleitschicht bei dem erfindungsgemäßen Verbundgleitlager
wird darauf zurückgeführt, daß die in dem Epoxidharz
vorgesehene Zwirnlage aufgrund ihrer speziellen Stapel
faserkonstruktion, verbunden mit der Zwirnung, nur kurz
stapelige Polytetrafluoretyhlen-Stapelfasern aufweist, die
entsprechend mechanisch abgetragen werden können, ohne daß
aus benachbarten Bereichen der Gleitschicht diese Stapel
fasern durch die mechanische Bearbeitung herausgerissen
werden, wie dies bei den bekannten multifilen Fasern auf
grund ihrer unbegrenzten Länge der Fall ist.
Desweiteren weist die erfindungsgemäße Gleitschicht ausge
zeichnete Gleiteigenschaften, insbesondere auch ohne zu
sätzliche Flüssigkeitsschmierung, auf. Diese ausgezeichne
ten Gleiteigenschaften drücken sich insbesondere auch in
einer langen Haltbarkeit aus, wobei die von der Gleit
schicht des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers bewirkte
Schmierung auch mit zunehmendem Verschleiß der Gleitschicht
stets konstant bleibt, was ebenfalls auf die zuvor
beschriebene spezielle Konstruktion der Zwirnlage zurück
geführt wird. Desweiteren erlaubt die in der Gleitschicht
des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers vorgesehene spe
ziell konstruierte Zwirnlage, daß das Epoxidharz über die
Dicke des Zwirnes gesehen gleichmäßig in den Zwirnzwi
schenräumen verteilt ist, so daß im Prinzip eine hohe Ein
bettung einer jeden einzelnen Stapelfasern des Mischfaser
garnes sichergestellt ist.
Grundsätzlich bestehen bei dem erfindungsgemäßen Verbund
gleitlager zwei Möglichkeiten, die der Gleitschicht zuge
ordnete Zwirnlage auszubilden. So sieht die erste Möglich
keit vor, daß hierbei die Zwirnlage aus mehreren Ein
zelzwirnen ausgestaltet wird, die falls dies erwünscht ist,
auch eine unterschiedliche Konstruktion oder einen
unterschiedlichen Titer aufweisen können. Besonders vorteilhaft
insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Herstel
lung des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers ist es je
doch, wenn die Zwirnlage aus einem einzigen Zwirn, der nach
dem vorgegebenen Muster in der Gleitschicht vorgesehen ist,
ausgebildet wird, da im einfachsten Fall, so zum Beispiel
bei der Herstellung von zylindrischen Lagerbuchsen, dieser
einzige Zwirn auf den entsprechenden Wickeldorn
kontinuierlich aufgewickelt wird.
Eine besonders geeignete Ausgestaltung des erfindungsge
mäßen Verbundgleitlagers sieht vor, daß hierbei der Zwirn
ein Zweifach-Zwirn ist, d. h. somit aus einer einzigen vor
gezwirnten Polytetrafluorethylen-/Polyethersulfon-Misch
fasergarnkomponente und einer einzigen zweiten Zwirnkompo
nente besteht. Ein derartiger Zweifach-Zwirn läßt sich im
Vergleich zu einem Dreifach-Zwirn oder einem Vierfach-Zwirn
wesentlich günstiger herstellen, was sich letztendlich auch
in den Herstellungskosten des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers ausdrückt.
Bezüglich der zweiten Zwirnkomponente ist grundsätzlich
festzuhalten, daß diese zweite Zwirnkomponente wahlweise
ein Polyethersulfon-Filamentgarn oder insbesondere ein Po
lyethersulfon-Fasergarn ist, wobei insbesondere bei Verwendung
eines Polyethersulfon-Fasergarn als zweite Zwirn
komponente der hieraus hergestellte Zwirn, insbesondere der
hieraus hergestellte Zweifach-Zwirn, ausschließlich
Stapelfasern aufweist. Dementsprechend läßt sich wegen des
ausschließlichen Vorhandenseins von Stapelfasern in der
Gleitschicht die Gleitschicht eines derartigen erfindungs
gemäßen Verbundgleitlagers besonders gut und ohne Auftreten
von unerwünschten Beschädigungen der Gleitschicht
nachträglich mechanisch bearbeiten, so daß diese Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers beson
ders geeignet ist.
Desweiteren weist das erfindungsgemäße Verbundgleitlager
aufgrund der speziellen Zwirnkonstruktion noch den ent
scheidenden zusätzlichen Vorteil auf, daß hierbei das Mas
senverhältnis von Polytetrafluorethylen zum Polyethersulfon
in dem Zwirn beliebig auf die jeweiligen Anforderungen, die
an die Gleitschicht gestellt werden, insbesondere bezüglich
ihrer Haltbarkeit und Gleiteigenschaften, einzustellen ist,
da es dazu lediglich erforderlich wird, diese Massenanteile
durch Variation der entsprechenden Stapelfaseranteile bei
der Herstellung des Zwirns zu variieren. Besonders gute
Gleiteigenschaften weisen solche Gleitschichten des
erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers auf, bei denen das
Massenverhältnis von Polytetrafluorethylen zum
Polyethersulfon in dem Zwirn zwischen 1 : 1,8 und 1 : 2,2
variiert.
Eine besonders geeignete Weiterbildung des erfindungsge
mäßen Verbundgleitlagers sieht vor, daß hierbei in der er
sten Zwirnkomponente das Massenverhältnis von Polytetra
fluorethylen zu Polyethersulfon zwischen 0,9 : 1,1 und
1,1 : 0,9 variiert wird, wobei insbesondere solche Ausge
staltungen dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers besonders gut mechanisch zu bearbeiten
sind, bei denen das Polytetrafluorethylen zum Polyether
sulfon in der ersten Zwirnkomponente in einem Massenver
hältnis von 1 : 1 vorliegt.
Ebenso wie durch die zuvor beschriebene Variation der Mas
senverhältnisse der einzelnen Stapelfasern lassen sich bei
dem erfindungsgemäßen Verbundgleitlager die Gleiteigen
schaften und die mechanische Bearbeitbarkeit der Gleit
schicht durch die Höhe der Garndrehung der ersten Zwirn
komponente und/oder durch die Höhe der Garndrehung der
zweiten Zwirnkomponente variieren. Grundsätzlich ist hierzu
festzuhalten, daß die Höhe der Garndrehung einerseits die
Festigkeit der Einbindung der Stapelfasern im Garnverband
und andererseits das Aufnahmevermögen der ersten
Zwirnkomponente bzw. der zweiten Zwirnkomponente für das
Epoxidharz beeinflußt, wobei bevorzugte Garndrehungswerte
der ersten Zwirnkomponente und/oder der zweiten
Zwirnkomponente zwischen 300 Drehungen/m und 800 Drehun
gen/m, insbesondere zwischen 400 Drehungen/m und 700 Dre
hungen/m, variieren. Wahlweise kann hierbei die Garndrehung
so ausgeführt werden, daß sie als S-Drehung oder als Z-
Drehung durchgeführt wird.
Eine weitere Variation der Eigenschaften, insbesondere der
Gleiteigenschaften und der mechanischen Bearbeitbarkeit,
der Gleitschicht des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers
wird dadurch hierbeigeführt, daß der Zwirn, der in der
Gleitschicht des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers die
Zwirnlage ausbildet, eine unterschiedliche Zwirndrehung
aufweist, wobei besonders bevorzugte Zwirndrehungen zwi
schen 80 Drehungen/m und 400 Drehungen/m, insbesondere
zwischen 120 Drehungen/m und 250 Drehungen/m, variieren.
Grundsätzlich richtet sich bei dem erfindungsgemäßen Ver
bundgleitlager der Gesamttiter des in der Gleitschicht
vorgesehenen Zwirnes danach, wie dick die Gleitschicht
auszubilden ist, wie weit die Dicke der Gleitschicht durch
eine mechanische Bearbeitung verringert werden soll und
welche Gleitschichteigenschaften über welchen Belastungs
zeitraum die Gleitschicht zur Verfügung zu stellen hat.
Vorzugsweise weist der Zwirn einen Gesamttiter zwischen 200 dtex
und 1.200 dtex auf, wobei dieser Zwirn dann aus einer
ersten und einer zweiten Zwirnkomponente durch Verzwirnung
ausgebildet wird, deren Titer jeweils zwischen 100 dtex und
600 dtex variiert.
Auch die Variation der Einzelfasertiter der die erste und
zweite Zwirnkomponente ausbildenden Stapelfasern bewirkt
eine Variation der Gleiteigenschaften und der mechanischen
Bearbeitbarkeit der Gleitschicht des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers. Insbesondere weist das erfindungsgemäße
Verbundgleitlager eine Gleitschicht auf, bei der die
Zwirnlage aus solchen Zwirnen ausgebildet wird, deren erste
und/oder zweite Zwirnkomponente Stapelfasern mit einem
Einzelfasertiter zwischen 0,8 dtex und 4 dtex besitzt bzw.
besitzen.
Wie bereits eingangs bei dem erfindungsgemäßen Verbund
gleitlager beschrieben ist, weist die mit einem Epoxidharz
versetzte Zwirnlage eine Vielzahl von nach einem vorgege
benen Muster angeordnete Zwirne auf, wobei diese Vielzahl
von Zwirnen vorzugsweise durch einen einzigen Einzelzwirn
ausgebildet wird. Insbesondere dann, wenn die Zwirnlage
eine Vielzahl von in eine erste Richtung verlaufende,
parallel zueinander angeordnete Zwirne und eine Vielzahl
von in eine zweite Richtung verlaufende, parallel zuein
ander angeordnete Zwirne aufweist, wobei die erste Richtung
relativ zur zweiten Richtung unter einem Winkel von 90°
ausgerichtet ist, besitzt eine so erstellte Gleitschicht
selbst bei einer Belastung in verschiedenen Richtungen eine
besonders dauerhafte und gleichbleibende Gleiteigenschaft,
so daß sich diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers durch eine besonders lange
Benutzungszeit auszeichnet.
Ebenfalls eine hohe Belastbarkeit und eine lange Standzeit
der Gleitschicht des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers
werden dadurch zur Verfügung gestellt, wenn der Zwirn bzw.
die Zwirne der Zwirnlage nicht nur oberflächlich mit dem
Epoxidharz beschichtet und/oder die Zwirnzwischenräume mit
dem Epoxidharz gefüllt sind sondern zusätzlich hierzu noch
die Zwirne der Zwirnlage in dem Epoxidharz vollständig
eingebettet sind.
Werden spezielle Anforderungen insbesondere auch bezüglich
der Dauerbelastbarkeit, an die Gleitschicht des erfin
dungsgemäßen Verbundgleitlagers gestellt, so sieht eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers vor, daß das Epoxidharz, mit dem der
Zwirn bzw. die Zwirne versehen ist bzw. sind, mit minde
stens einem verschleißmindernden Zusatz versetzt ist.
Insbesondere weist das Epoxidharz als verschleißmindernden
Zusatz Metallsulfide, vorzugsweise Molybdänsulfid und/oder
Wolframsulfid, Graphit, Bornitrid, vorzugsweise hexagonales
Bornitrid, Eisen-III-Oxid, Bariumsulfat und/oder Poly
tetrafluorethylen, insbesondere ein Pulver von Polytetra
fluorethylen, auf.
Besonders gute Ergebnisse bezüglich der zuvor beschriebenen
Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Gleitschicht des
erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers werden dann erreicht,
wenn die Korngröße der verschleißmindernden Zusätze auf den
Gesamttiter des Zwirns abgestimmt wird, wobei insbesondere
hierfür solche verschleißmindernden Zusätze verwendet
werden, deren Korngröße zwischen 8 µm und 30 µm variiert.
Bezüglich der Konzentration des mindestens einen, in dem
Epoxidharz vorhandenen verschleißmindernden Zusatzes, wie
dieser zuvor konkret beschrieben ist, ist allgemein fest
zuhalten, daß sich diese Konzentration danach richtet,
welche Verschleißeigenschaften insbesondere bei einer vor
gegebenen Zwirnkonstruktion von der Gleitschicht des er
findungsgemäßen Verbundgleitlagers gefordert werden. Be
sonders gute Verschleißeigenschaften in Verbindung mit
hervorragenden Gleiteigenschaften werden dann erzielt, wenn
das Epoxidharz den mindestens einen verschleißmindernden
Zusatz in einer Konzentration von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, aufweist. Hierbei
ist die Verschleißfestigkeit der Gleitschicht einer
derartigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verbundgleitlagers im Vergleich zu einer identischen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundgleitlagers,
dessen Gleitschicht keine verschleißmindernden Zusätze
enthält, um etwa 20% bis etwa 30% verbessert, wobei diese
Verbesserung jedoch auch dadurch zu erzielen ist, daß die
Konstruktion der Zwirnlagen insbesondere durch Variation
des Massenanteils von Polytetrafluorethylen und
Polyethersulfon-Stapelfasern, durch Variation des Einzel
titers der mindestens zwei Zwirnkomponenten, durch Varia
tion des Gesamttiters des Zwirnes und/oder durch Variation
der Garn- bzw. Zwirndrehung auf die jeweils geforderte
Verschleißfestigkeit angepaßt wird.
Um bei dem erfindungsgemäßen Verbundgleitlager eine beson
ders sichere und zerstörungsfreie Verbindung der Trag
schicht mit der Gleitschicht zu erreichen, umfaßt vorzugs
weise die Tragschicht ein weiteres Epoxidharz, das durch
mindestens eine entsprechende Glasfaser-Lage verstärkt ist.
Insbesondere dann, wenn das in der Tragschicht vorgesehene
weitere Epoxidharz identisch ist mit dem in der
Gleitschicht vorhandenen Epoxidharz, ergibt sich nach Aus
härtung der Epoxidharze, die vorzugsweise zwischen 80°C
und 220°C erfolgt, eine solche Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Verbundgleitlagers, bei der ohne Zerstörung
des Gleitlagers die Tragschicht nicht von der Gleitschicht
abzulösen ist.
Wie insbesondere vorstehend bereits wiederholt ausgeführt
ist, ist das erfindungsgemäße Verbundgleitlager vorzugs
weise als zylindrische Buchse mit einer innenliegenden
Gleitschicht oder als plattenförmiges Gleitlager ausge
staltet.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver
bundgleitlagers sind in den Unteransprüche angegeben.
Das erfindungsgemäße Verbundgleitlager wird nachfolgend
anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der
Zeichnung näher erläutert.
In der einzigen Figur ist ein als Rundbuchse ausgebildetes
Verbundgleitlager schematisch und perspektivisch abgebil
det, wobei die diesbezügliche Abbildung der Rundbuchse nur
teilweise ist, um so auch eine Schnittfläche zu zeigen.
Hierbei weist die abgebildete Rundbuchse eine innenliegende
Gleitschicht 1 und eine einstückig damit verbundene äußere
Tragschicht 2 auf.
Die Gleitschicht 1 umfaßt eine Epoxidharzmatrix 4 sowie
eine schematisch eingezeichnete und in der Epoxidharz
schicht 4 eingelagerte Zwirnlage 3. Hierbei wird die
Zwirnlage 3 durch eine Vielzahl von Einzelzwirnen ausge
bildet, wobei die Zwirne 3a in eine erste Richtung verlau
fen, während die Zwirne 3b in eine zweite Richtung ausge
richtet sind, derart, daß die Zwirne 3a relativ zu den
Zwirnen 3b unter einem Winkel von 90° verlaufen.
Die Zwirne 3a und 3b weisen eine identische Zwirnkonstruk
tion auf.
Hierbei besitzt jeder Zwirn 3a bzw. 3b eine erste Zwirn
komponente, die aus einem vorgezwirnten Polytetrafluor
ethylen-/Polyethersulfon-Mischfasergarn mit einer Z-Drehung
von 600 Drehungen/m und einem Gesamttiter von 200 dtex
besteht, während die zweite Zwirnkomponente ein
Polyethersulfon-Fasergarn darstellt, das mit einer Z-
Drehung von ebenfalls 600 Drehungen/m versehen ist. Auch
die zweite Zwirnkomponente besitzt einen Gesamttiter von
200 dtex. Selbstverständlich können auch andere erste und
zweite Zwirnkomponenten verwendet werden, deren Titer dann
vorzugsweise zwischen 200 dtex bis 600 dtex variiert.
Diese beiden Zwirnkomponenten sind unter Ausbildung der
Zwirne 3a bzw. 3b in S-Richtung mit einer Drehung von 140
Drehungen/m miteinander verzwirnt. Klarstellend ist
anzumerken, daß die Zwirne 3a und 3b an ihren Kreu
zungspunkten nicht miteinander über eine textiltechnische
Bindung verbunden sind. Vielmehr sind die Zwirne 3a und 3b
der Zwirnlage 3 in der Epoxidharzmatrix 4 derart einge
bettet, daß sie vollständig von der Epoxidharzmatrix 4 umschlossen
sind, wobei die Zwischenräume der Zwirne 3a bzw.
3b ebenfalls mit Epoxidharz gefüllt sind.
Die Gleitschicht 1 wird von einer Tragschicht 2 umgeben und
ist damit innige verbunden. Dieser innige Verband wird
dadurch erzielt, daß die Tragschicht 2 aus einer weiteren
Epoxidharzmatrix 5 ausgebildet ist, wobei die Epoxide der
Epoxidharzmatrix 4 und der Epoxidharzmatrix 5 chemisch
identisch sind. In die weitere Epoxidharzmatrix 5 der
Tragschicht 2 sind Glasfasern 6 eingelegt, die die Trag
fähigkeit der Tragschicht 2 weiter verbessern.
Um die in der Figur gezeigte Rundbuchse herzustellen, wer
den die Zwirne 3a und 3b, die die Zwirnlage 3 der Gleit
schicht 1 ausbilden, mit einem Überschuß des Epoxidharzes
beschichtet und hiernach im Kreuzmuster auf einen nicht
dargestellten Dorn gewickelt. Nach Trocknung und Kondensa
tion bei einer Temperatur zwischen 80°C und 220°C liegt
eine stabile, innere Gleitschicht 1 vor.
Auf diese ausgehärtete Gleitschicht 1 werden dann die mit
dem identischen Epoxidharz satt beschichteten Glasfasern 6
gewickelt, bis die gewünschte Wickeldichte der Tragschicht
2 erreicht ist. Hiernach erfolgt ein Trocknen und ggf.
Aushärten des Epoxidharzes.
Falls es erwünscht und erforderlich ist, können dem
Epoxidharz insbesondere Härter, Beschleuniger und Pigmente
zugesetzt werden, wobei dem Epoxidharz, das zur Herstellung
der Gleitschicht 1 verwendet wird, zusätzlich noch die
zuvor beschriebenen verschleißmindernden Zusätze zugegeben
werden können.
Bedingt dadurch, daß das Epoxidharz der Gleitschicht 1 und
der Tragschicht 2 identisch ist, erhält man eine hervor
ragende Bindung und Festigkeit zwischen den beiden Schich
ten. Soll diese Bindung weiter verbessert werden, wird das
Epoxidharz der Gleitschicht nur getrocknet und nicht aus
gehärtet. Auf das getrocknete Epoxidharz wird dann die
Tragschicht so aufgebaut, wie dies vorstehend beschrieben
ist. Hiernach erfolgt dann ein gemeinsames Aushärten des
Epoxidharzes der Gleitschicht und der Tragschicht.
Nachdem der Rohling der Rundbuchse erstellt ist, wird
dieser von dem zur Wicklung benötigten Dorn genommen, so
daß die innere Gleitschicht 1 auf die jeweiligen Anforderungen
durch eine mechanische materialabtragende Bearbei
tung exakt dimensioniert wird.
Claims (20)
1. Verbundgleitlager mit einer Tragschicht und einer damit
verbundenen Gleitschicht, wobei die Gleitschicht
Polytetrafluorethylen-Fasern, Polyethersulfon-Fasern und eine
Epoxidharzmatrix umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gleitschicht (1) mindestens eine mit dem Epoxidharz versetzte
Zwirnlage (3) umfasst, die aus einer Vielzahl von nach einem
vorgegebenen Muster angeordneten Zwirnen (3a, 3b) besteht,
wobei jeder Zwirn mindestens eine erste Zwirnkomponente aus
einem vorgezwirnten Polytetrafluorethylen-/Polyethersulfon-
Mischfasergarn und mindestens eine zweite Zwirnkomponente
aus einer vorgezwirnten Polyethersulfon-Faser aufweist, und
dass die mindestens zwei Zwirnkomponenten unter Ausbildung
der Zwirne (3a, 3b) miteinander verzwirnt sind.
2. Verbundgleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Zwirnlage (3) aus einem einzigen Zwirn (3a;
3b), der nach dem vorgegebenen Muster angeordnet ist,
ausgebildet ist.
3. Verbundgleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß Zwirn (3a, 3b) ein Zweifach-Zwirn ist.
4. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zwirn
komponente ein Polyethersulfon-Fasergarn ist.
5. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenverhält
nis von Polytetrafluorethylen zum Polyethersulfon in dem
Zwirn zwischen 1 : 1,8 und 1 : 2,2 variiert.
6. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenverhält
nis von Polytetrafluorethylen zu Polyethersulfon in der
ersten Zwirnkomponente zwischen 0,9 : 1,1 und 1, 1 : 0,9
variiert.
7. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zwirn
komponente eine Garndrehung zwischen 300 Drehungen/m und
800 Drehungen/m, vorzugsweise zwischen 400 Drehungen/m
und 700 Drehungen/m, aufweist.
8. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zwirn
komponente eine Garndrehung zwischen 300 Drehungen/m und
800 Drehungen/m, vorzugsweise zwischen 400 Drehungen/m
und 700 Drehungen/m, aufweist.
9. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwirn (3a, 3b)
eine Zwirndrehung zwischen 80 Drehungen/m und 400
Drehungen/m, vorzugsweise zwischen 120 Drehungen/m und
250 Drehungen/m, aufweist.
10. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder
zweite Zwirnkomponente einen Gesamttiter zwischen 100 dtex
und 600 dtex besitzt.
11. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder
zweite Zwirnkomponente einen Einzelfasertiter zwischen
0,8 dtex und 4 dtex besitzt.
12. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirnlage (3)
eine Vielzahl von in eine erste Richtung verlaufende,
parallel zueinander angeordnete Zwirne (3a, 3b) und eine
Vielzahl von in eine zweite Richtung verlaufende,
ebenfalls parallel zueinander angeordnete Zwirne (3a,
3b) aufweist, wobei die erste Richtung relativ zur
zweiten Richtung unter einem Winkel von 90° ausgerichtet
ist.
13. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirne (3a, 3b)
der Zwirnlage (3) in dem Epoxidharz (4) eingebettet
sind.
14. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxidharz (4)
mit mindestens einem verschleißmindernden Zusatz
versetzt ist.
15. Verbundgleitlager nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der verschleißmindernde Zusatz in dem
Epoxidharz (4) Metallsulfide, vorzugsweise
Molybdänsulfid und/oder Wolframsulfid, Graphit,
Bornitrid, vorzugsweise hexagonales Bornitrid, Eisen-
III-Oxid, Bariumsulfat und/oder Polytetrafluorethylen
umfaßt.
16. Verbundgleitlager nach Anspruch 14 oder 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine verschleiß
mindernde Zusatz eine Korngröße zwischen 8 µm und 30 µm
aufweist.
17. Verbundgleitlager nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine ver
schleißmindernde Zusatz in einer Konzentration von 2 Gew.-%
bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Epoxid
harzes, in dem Epoxidharz (4) enthalten ist.
18. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (2)
mindestens ein weiteres Epoxidharz (5) und Glasfasern
(6) umfaßt.
19. Verbundgleitlager nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß das weitere Epoxidharz (5) der Tragschicht
(2) identisch ist mit dem Epoxidharz (4) der
Gleitschicht (1).
20. Verbundgleitlager nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager als
zylindrische Buchse mit einer innenliegenden Gleit
schicht (1) oder als plattenförmiges Gleitlager
ausgebildet ist.
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