DE1400284A1

DE1400284A1 - Ebene Lager

Info

Publication number: DE1400284A1
Application number: DE19601400284
Authority: DE
Inventors: Forrester Peter Garnett
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1960-11-30
Filing date: 1960-11-30
Publication date: 1968-10-24

Description

Beschreibu n_g zu äer Patentanmeldung

THE GLACIER KETAL COMPANY LlKITSD, Alperton, Wembley, Kiddlesex, England

"betreffend

abene Lager

Die Erfindung bezieht sich auf ebene Lager oder Stoffe, um ebene Lager von der Art herzustellen, bei denen das Lager oder das Lagermaterial ein synthetisches Harz ist*

Unter dem Ausdruck "ebenes Lager '* versteht man ein Lagerteil oder das gesamte Lager, das wenigstens eine Oberfläche hat oder haben soll, die direkt oder mittels eines flüssigen oder festen Schmiermittels gegen die Oberfläche eines anderen Teils gelagert ist, wobei relativ zu dieser Fläche die erste Fläche eine Gleitbewegung ausübt» Es ist

809805/0568

- 2 - 1A-20 868

unbedeutend, ob der Haupt- bzw. einzige Zweck die Übertragung einer Belastung von der einen auf die andere Oberfläche, die die relative Gleitbewegung ausübt, ist, oder ob die gleitende Berührung allein oder teilweise für einen anderen Zweck, z.B. als Dichtung,- dient. Die Bezeichnung "ebenes Lager" bezieht sich nicht nur auf einen Teil, dessen Haupt- bzw. einziger Zweck es ist, eine Belastung über die Oberfläche an die Oberfläche eines anderen Teils zu übertragen, zu dem die erste Oberfläche in Betrieb eine Gleitbewegung ausübt, sondern auch auf Teile, wie Kolbenringe, Kolben, Zylinder, gleitende oder rotierende Flüssigkeit! chtungen und auf die Käfige bzw. Behälter von Kugeloder Rollenlager.

Bei dem erfindungsgemaßen ebenen Lager oder Lagermaterial besteht zumindest eine Schicht anliegend an die Lageroberfläche, d.h. die Lageroberfläche selbst, aus einer annähernd homogenen Mischung von Acetalharz, d.h. einem Polymer (-OCHp-), und einem oder mehreren anderen festen Stoffen.

Die Mengenanteile des anderen festen Stoffes oder der Stoffe (im folgenden der Einfachheit halber die anderen Zusatzstoffe genannt) können beträchtlich schwanken, sollten aber zwischen 10 und 60 Vol$ des gesamten Materials betragen, das die an die Lageroberfläche anliegende Schicht bildet.

BAD ORIGINAL 809805/0568

1Δ-20 868

Das Acetalharz kann mit anderen Zusatzstoffen gemischt werden, um ein Lagermaterial oder ein Material zu bilden, das erfindungsgemäß in das Lager eingearbeitet wird. Diese Stoffe sind z.B. Polytetrafluoräthylen (im folgenden P.T.F.E. genannt), Metalle oder Metall-Legierungen, insbesondere Bronze und/oder Blei und Stoffe, die die Eigenschaft einer leich-

dl ten Aufspaltung zeigen, wie Graphit, Molybdänsulf jd , Bleidijodid und Bornitrid, sowie gewisse inerte Stoffe, wie Kieselgur, Kupferoxyd, Asbestfasern, Glasfasern oder ähnliches.

Srfindungsgemäße Lager oder Lagerstoffe kann man herstellen, indem man das Acetalharz mit den anderen Zusatzstoffen in feinverteilter Form, d.h. in Form von Pulver, Körnern oder Fasern, mischt und dann die Lager oder die Werkstoffe, die bei der Herstellung von Lagern aus der Mischung durch Spritzgießen, Strangpressen, Verdichten und Härten oder nach ähnlichen bekannten Verfahren verwendet werden, formt. In diesem Falle ist das Verhältnis des Acetalharzes zu den anderen Bestandteilen so groß, daß die Mischung als solche als Lager oder als Werkstoff zur Verwendung bei der Herstellung von Lagern geformt werden kann.

Man kann aber auch die anderen Zusatzstoffe zu dem Acetalharz geben, wenn dieses in flüssiger Form vorliegt und die Lager oder die zur Herstellung von Lagern verwendeten Werkstoffe durch Verfestigung der Mischung hergestellt werden.

8 0 9 8 0 5,0563 ⁶*^D

* 4 - 1A-20 868

Ein erfindungsgemäße β Lager oder Lagermaterial kann für eich allein verwendet werden» d.h.. einfach ein Körper aus der Mischung dee Acetalharzes und einem anderen Zusatzstoff oder Zusatzstoffen sein, oder auch zusammengesetzt sein, d.h. zwei oder mehrere Schichten mit einer von den Schichten aneinander gebunden sein, die aus dem erflndung'sgemäSen Lagermaterial bestehen oder das erfindungsgemäfle Lagermaterial eingearbeitet enthalten, während die andere Schicht oder Schichten als Stützen, Träger oder sonst als zusätzliche Verstärkung dienen·

Eine Form des erflndungsgemäfi zusammengesetzten Lagers oder Lagermaterials besitzt einen Metallträger z.B. aus Stahl, Messing, Aluminium oder Aluminiumlegierung, der eine Schicht der Mlechung eines Acetalharzee und eines anderen Zusatzstoffes oder Zusatzstoffe an seine Oberfläche gebunden besitzt. In diesem Fall kann die Mischung an den Träger* stoffen in Form von Streifen, Pulver oder Körnern angebracht und anschließend mit dem Träger durch Erhitzen über dem Schmelzpunkt des Harzes und Fressen der Mischung auf die Oberfläche des Trägeraetallea, z.B. zwischen den Waisen eines WalzStuhles, verbunden werden· Wird ferner die Mischung * des Acetalharzes und 'eines anderen Zusatzstoffes oder «-Stoffe als eine Schicht auf dem Trägermetall so angebracht, daS es ein Lager oder einen Lager stoff bildet, so wird der Träger top.diesem Aufbringen behandelt, um eine rauh·, poröse oder löchrige Oberfläche zu ergeben· Dadurch soll die Bin*

BAD OBIGlNAt 809805/0568

dung zwischen dem Harz und dem Trägermetall unterstützt werden. Z.B. kann man den Metallträger durch Kugelstrahlen behandeln, um eine rauhe Oberfläche zu erhalten, oder man kann ihn chemische behandeln, z.B. im Falle eines Stahlträgere, indem man ihn phosphatiert, oder im Falle eines Aluminium- oder Aluminiumlegierungsträgers, indem man ihn anodislert.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft einen porösen Metallkörper oder eine Matrix, in der die Poren wenigstens der Oberflächenschicht, die eine Lageroberfläche bilden sollen, entweder Acetalharz allein oder mit einem oder mehreren anderen Zusatzstoffen, wie oben erwähnt, gemischt enthalten. In diesem Fall kann die poröse Metallmatrix in Form einer Schicht vorliegen, die einen Teil des zusammengesetzten Lagers bildet, und ihrerseits an einen Träger aus Stahl- oder einem anderen Metall gebunden ist. Wenn diese erfindungsgemäßen Ausführungsformen in den Poren der porösen Metallmatrix ein Acetalharz allein ohne andere Zusatzstoffe enthalten, bildet das in die Poren der Metallmatrix eingearbeitete Harz und das Metall der Matrix selbst zusammen eine größtenteils homogene Mischung von Metall und Acetalharz an der Lageroberfläche. Wenn die Poren der Metallmatrix eine Mischung von Acetalharz und einem oder mehreren anderen Zusatzstoffen enthalten, bildet das Metall der Matrix, das Acetalharz und die anderen Zusatzstoffe zusam-

BAD ORfGINAL 809805/0568

- ό - 1A-20 868

men eine ira wesentlichen homogene Mischung, die Acetalharz an der Lageroberfläche enthält«

Wird, wie oben beschrieben, ein Acetalharz oder eine Mischung von Acetalharz mit einem oder mehreren Zusatzstoffen in eine poröse Metallmatrix eingearbeitet, z.B. in Form einer Schicht, die an einen Träger aus Stahl oder einem anderen Metall gebunden ist, um ein zusammengesetztes Lager oder Lagermaterial zu bilden, so kann man dieses Einarbeiten durch Imprägnieren unter Hitze und/oder Druck einer Schicht oder eines Streifens des Acetalharzes oder der Mischung, die auf der Oberfläche der Matrix liegt oder verteilt ist, durchführen. Dieser Arbeitsgang wird vorzugsweise so durchgeführt, daß über der Lageroberfläche der Matrix eine dünne Oberflächenschicht an Harz oder einer Mischung zurückbleibt.

Wird ein mit einem oder mehreren anderen Zusatzstoffen gemischtes Acetalharz an einen Metallträger gebunden oder ein Acetalharz mit oder ohne einem oder mehreren anderen Zusatzstoffen in eine poröse Metallmatrix eingearbeitet, die selbst in Form einer Schicht wie oben beschrieben vorliegt, um einen erfindungsgemäß zusammengesetzten Werkstoff zu bilden, aus dem Lager hergestellt werden können, so kann das zusammengesetzte Lagermaterial zuerst als ein fortlau·»

BAD 809805/0568

- 7 - 1A-20 868

fendeβ Band hergestellt werden, aus dem Preßlinge abgeschnitten und in an sich bekannter Welse zu Lagern geformt werden können.

Beispiel 1

Ein Lager, z.B. in Form einer Buchse, wird durch Formpressen bei ungefähr 180⁰C und ungefähr 703 kg/cm aus einer im wesentlichen homogenen Mischung hergestellt, die ungefähr 60 Vol# Acetalharz, ungefähr 24 VoI^ P.T.F.E. in Form von Pulver oder Fasern, ungefähr 8 Volji pulver farmigen Graphit und ungefähr 8 Vol# Bronzepulver enthält·

Beispiel 2

Ein Bimetallstreifen aus einem Stahlträger, an dem durch Sintern eine poröse Bronzeechicht angebracht und mit ihm verbunden ist, besitzt eine durch Heißpressen an der Oberfläche der Bronzeschicht angebrachte Schicht eines Stoffes, die eine im wesentlichen homogene Mischung aus ungefähr 60 Voljß Ace talharz, ungefähr 24 VoI^ Poly tetrafluorethylen in Form von Pulvern oder Fasern, ungefähr 12 VoIJi Bleipulver und ungefähr 4 VoIJi Bronzepulver enthält.

BAD OBiGINAL

809805/0568

- 8 - 1A-20 868

Der so geformte zusammengesetzte Streifen wird dann in G-egendruckunterlagsscheiben (thrust washers) oder Preßlingen geschnitten, auB denen in bekannter Weise andere Lager hergestellt werden können.

Patentansprüche

BAD 809805/0568 "

Claims

- 9 - 1A-20 868

Pate η t a η s ρ r ü c h e

1o Ebenes Lager oder ein Lagermaterial, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine an die Lageroberfläche anliegende Schicht eine im wesentlichen homogene Mischung eines Acetalharzes und eines oder mehrerer anderer fester Stoffe enthält.
2. Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die festen Stoffe 10 bis 60 VoI^ des gesamten Materials ausmachen.
3.. Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung PοIytetrafluoräthylen enthält.
4o Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung eine oder mehrere feinverteilte Metalle oder Metall-Legierungen enthält.
5· Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung als feinverteiltes Metall Bronze und/oder Blei enthält.

BAD ORIGINAL 809805/0568'

- 10 - 1A-20 868
6. Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Stoff enthält, der sich leicht aufspalten läßt.
7« Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach Anspruch und 6, dadurch gekennzeichnet , daß die leicht aufspaltenden Stoffe Graphit, Molybdänsulfid, Bleidijodid und Bornitrid allein oder in Mischung sind»
8. Ebenes Lager oder ein Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen inerten und vergleichsweise inaktiven Stoff, wie Kieselgur, Asbestfasern, Glasfasern oder ähnliches, enthält.
9. Ebenes zusammengesetztes Lager oder Lagermaterial, das einen Metallträger mit einer daran angebrachten und damit verbundenen Schicht eines LagermaterialB enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagermaterial dem in Anspruch 1 bis 8 entspricht.
10. Ebenes zusammengesetztes Lager oder Lagermaterial nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Metallträger aus Stahl, Messing, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist.
11. Ebenes Lager oder Lagermaterial, das einen porösen Metallkörper oder eine Matrix enthält, dadurch g e k e η η -

BAD ORIGINAL 809805/0 568

- 11 - 1Α-20 868

zeichnet, daß die Poren wenigstens der Oberflächenschicht, die die Lageroberfläche bildet, ein Lagermaterial entsprechend Anspruch 1 "bis 8 enthält.
12. Ebenes Lager oder Lagermaterial nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Metallmatrix an einen Träger aus S^.ahl oder anderem Metall gebunden ist.
13· Verfahren zur Herstellung eines Lagermaterials zur Verwendung als Lagermaterial oder in einem ebenen Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Sehmelzpulver Acetalharz mit einem anderen Bestandteil oder Bestandteilen mischt und ein Lager oder ein Lagermaterial aus dieser Mischung durch Spritzgießen, Strangpressen, Formpressen und durch Härten formt.
14. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Lagers oder Lagermaterials nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermetall vorbehandelt worden ist, um eine rauhe, poröse oder löchrige Oberfläche vor dem Aufbringen der Acetalharzmasse zu erhalten.
15. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten ebe· nen Lagers oder Lagermaterials nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallträger durch Kugelstrahlen vorbehandelt worden ist

809805/0568

- 12 - 1A-20 868
16. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten ebenen Lagers oder Lagermaterials nach. Anspruch 1 und 10, wobei der Metallträger aus Stahl ist, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Oberfläche des Stahlträgers zum Beispiel durch Phosphatieren vor dem Anbringen der Harzmasse porös gemacht worden ist.

17· Verfahren zum Formen eineB zusammengesetzten ebenen Lagers oder Lagermaterials nach Anspruch 1 und 9» wobei der Metallträger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung durch anodiBche Behandlung vor dem Aufbringen der Harzmasse porös gemacht worden ist.

BAD 142

809805/Q568