Die be-f"--.f3-b sich mit der Auf g ab e ein
wartungsfreies
VIC-#rtiLngu"--.rhieb "-:#'leitlüger; auf metallischer Basis
herzustel-
len. -,hartungsfreie -uuid i-,T.%i-tungsarme'Gleitlager mit
Gleitflächen
un
vorwiegend 1h,' ststoff' wie Pol-.#-tetrafluoräthl#ilen,
-sind be-
-uird in diesem beiopielsweise auf die
962 561 verwiesen, die vorschlägt, das
mit Hetallzusatz. in ein- poröses-, zusaMMer).-
einzubringen. Ueite -gehört zum 3tand der
1--*e,#,h.-ni,l#: eln Gleitl,ager, bei vielchem ein ähnliches
.,t ein z eingevialzt wird. I n b eiden
Ausführun, en werden zvi.-r die bekannten der weinen
?.,-urLc;-Ls,t.ofie, hohe ICriecline-igung,:-ger-inge mecha-
nische und -boi..r,.reiiste Triagfähigkeit, vermindert,
je--
öoc;h die -cuu dem Gleitraum -noch -nichtz optimal.
Luierdem L-"t die ii.(_#r";-tel'Lung deroxtiger VerbLuidlager
kostspielig.
ei:#iter sind me4tallilr#,dhe Gleitlager als -ölgetr-änkte
belci-#-yiyL-U. Daä, Leistungsvermögen solcher Sinterlager
C-
ist jedo(#li "".u(-li
Eu sind chon Vorouche unternommen worden, eine metallische
Gleitflä(jho zur Erhöhung der Gleiteigenochaften durch
-weichere
Stoffe aufzulackern. So ist beispielsweise in der schweize-rischen
Patentschrift 206 788 ein Lietc-tllgleitle.ger'beschrieben'und
dar-
gestellt, dessen B:tützschale aus einem däuerstand- und warmfesten
Iletall besteht mit zur iufnahme spezifisch- höherer -1.lellendrücke
bestimmten Kämmen. Zwischen diesen Kämmen soll sich eine Aus-
gußmasse- m it guten Gleiteigenschaften befinden. Ein #.#;eiterer
in
dieser Richtung liegender Vorschlag ist durch die deutsche
Pa-
tentschrift 154 6 26 offenbart. Bei dieser bekannten
L'Lusfithrtuig#-
form soll die Lagerschale aus Eisenlegierungen oder Bronze
be-
stehen, während die Poren und Unebenheiten der Gleitfläche
mit
verhältnismäßig weichen Stoffen, wie Z. B. Ueichmetall
oder
Kunstharz, ausgefüllt sind. Schließlich ist auf diesem Gebiet
noch die britische Patentschrift 683 404 zu nennen,
die eine
Lauffläche mit einem kreuzweise verlaufenden Nutensystem offen-
bart, dessen Vertiefungen z. B. mit Silber ausgefüllt sind.
All diese bekannten Vorschläge für wartungsfreie bzw.
wartungs-
a I rme, auf metallischer Basis beruhende Gleitlager
haben sich
offensichtlich in der Praxis nicht bewährt, da hierfür vornehm--
lich nur Gleitlag er auf Kunststoffbasis bekanntgeworden sind.
Die Erfindung geht von einem Gleitlager mit einer Lauffläche
aus Metall aus,. die stellenweise durch weichere Gleitwerkstoffe
ersetzt ist. Zur erfolgreichen Verwirklichung eines wartungs-
,freien Gleitlagers auf metallischer Basis schlägt die Erfindung
vorg daß die Lauffläche aus Aluminium oder aus dessen Legieruli-
gen besteht,- in der sich Vertiefungen befinden, die mit gleit-
fähigen Kunststoffen ausgefüllt sind. Diese erfindungsgemäße
Pc.#-,runG2-von Gleitwerkstoffen, die nebeneinander in der
Lauffläche
c-iigeordnet sind, hat sich überraschenderweise hervorragend
für
den Einsa-L-,z als wartungsfreies bzw. wartungsarmes Lager
bewährt,
so daß auch an den Einsatz für höhere Belastungen, beispiels-
v..--eise in Form von Kurbelwellen- und Pleuellagern bei Verbrennungs-
motvoren gedacht Werden känn. Der metallische 1.a-iteil der
Lager-
oberfläche ka-iin dabei 0 bzw.-5 50' bis
95 vorzugsweise 0 bzw.
/0 für wartungsarme
5 bis 20 i/5'7 für wartungsfreie und 40 bis
65
Lager betragen, woraus, die jeweiligen i'alteile- der Nunststoffober-
fläche zu errechnen sind. Versuche bei beiden genannten Bedin-
gl-Lligen haben dabei gezeigt, daß es gelingt, durch diesen
erfin-
dun gsgemä ßen Lageraufbau optimale Verhältnisse in bezug-auf
librme-
tung und mithin auf Itleibung und 'Verschleiß zu erreichen.
e.blei
Die sich dabei ausbildenden mittleren Lagertemperaturen lagen
bei sonst gleichen Betriebsbedingungen (Umfaug.sgesclivrindigkeit"
mittlere Flächenp#ressung, relatives Lagerspiel-etc..) und
gleicher
Lagerdimensionierung viesentlich tiefer'als bei vergleichbaren
I[unststoff-Verbundlagern bekannter, vorausgehend beschriebener
Ausführung, Damit liegt ein wesentlicher technischer Fortschritt
vor. Darüberhinaus bietet der erfindungsgemäße Lageraufbau
auch
wesentliche wirtschaftliche Vorteile, was gleichf-alls als
ein
beachtlicher Fortschritt anzusehen ist.
Die Vertiefungen können dabei, wie Versuche gezeigt haben,
die
verschiedensten Formen aufweisen. So sind z..B. pyramiden-,
sä-#
ge,zahn-, kegel- oder kugelartige Ausführungen möglich. Für
dVnamische Belastung wer-den diese Vertiefungen mit Vorteil
im
Kerbgrund ausgerundet. Am besten eignen sich kugelförmige Vertie-
funden. Ferner kann es. sich als vorteilhaft erweisen, die
besagten
Vertiefungen nach Einbringen des I[unststoffes durch einen
zwei-
ten Arbeitsgang ( z. B.- '#fa'lzenopera.tion) z.
12. wieder zu
schließen, und zwar zur Verbesserung der Wärmeableitung und
zur
Verankerung des Kunststoffes im Lagermetall, Die bei diesem
nach-
folgenden Arbeitsgang entstehenden weiteren Vertiefungen in
der Lagerlauffläche können mit Vorteil für den Lagerbetrieb
mit
einem geeigneten Ochmierstoff (Fett oder Öl) ausgefüllt
werden-,
wodurch die Lebensdauer des Lagers größer wird.
Weiterhin haben praktische.Untersuchungen ergeben, daß sich
be-
sonders für höhere Belastungen für den metallischen Anteil
der
Lagerfläche eine Aluminiumlegierung der nachstehenden Zus
ammen-
setzung bewährt hat:
5 bis 30 % Zinn,
unci/oder 3 -bis 15 % Bleig
0 bis 12 % Silizium,
Rest Aluminium
Als Kunststoffe kommen im Rahmen der Erfindung zunächst ein-mal
alle gleitf ähigen Kunststoffe, wie z. B. Polytetrafluoräth#vlent
.P olVtetrafluor-Benzol, Acetal, Polvester, Polimide oder PolVamide,
insbesondere das 11-Polvamid, in Betracht. Wiederum unter dem
Gesichtspin,Lkt einer.höheren Belastbarkeit ist es -e-rfind-ungsgemäß
vorteilhaft, wenn diesen Kunststoffen metallische-Anteile-von
Aluminium, Ziinn Blei Indium, Cadmium- Thallium und dessen
Oxide
oder deren Chalkogenide einverleibt sind, und zwar einzeln
oder
gemischt.
Dabei können diese Eietallzusätze z. B, in kugeliger- oder
spraziger-Porm in die Vertiefungen eingebracht werdeng#UM die
Uärmeableitung aus dem Lagerspalt und die Verankerung des Kunst-
Stoffes.-zu verbessern. 1.7eiterhin hat es.sich als vorteilhaft
er-
wiesen,--wenn der metallischb Teil des erfindungsgemäßen Lagerkör-
pers auf eine o"tützs,chale a-us--Stahi aufplattieTtl aufgedntert
oder auf sonstige Veise, befestigt ist, Die stählerne Stützschale
ermöglicht einen-einvip-zdfrei,en Preßsitz und gestattet-darüber-
hinaus,im.Interesse einer höheren Belastungßfähigkeit den tragen-
den Lag.erkörper dünn auszuführen.
In den Abbildungen sind einige erfindungsgemäße Lager zaichnerisch
erläutert.
Die Abbildungl als Draufsicht, die Abbildung 2 als Schnitt
a b-
gemäß der.Abbildung 1 und die-Abbildung 3 als
Sohnitt-c d ge-
mäß Abbildung 1 zeigen beis.pie.lsweige ein Rändelprofil
mit pyra-
midenförmigen Vertiefungen-2, in der Lauffläche 1. Där
Querschnitt
der :Pzrramiden kann in. quadratischer oder rechteckiger Form,-
ge-
wählt werden -d. h. die- spi tzen Winkel a und können
in- e:#ner
Größe. je nach den Erfordernissen bzw. Eigenschaften
de.s zu ver-
wendenden Kunststoffs variieren, d. h. es sind verschiedene
Profilteilungen möglich. Ferner- kann die Profiltiefe h inner-
halb gewisser Grenzen verändert werden. Die Vertiefungen können
außerdem als kegelige Pyramiden ausgeführt sein.
Die Abbildung 4 (Draufsicht), Abbildung 5 (Schnitt e
--f gemäß
Abbildung 4), Abbildung 6 (Schnitt.g - h gemäß
Abbildung 4)
zeigen ein Rändelprofil mit py.ramidenartigen Erhöhungen 3-zwi-
schen denen sich entsprechend ausgebildete Vertiefungen 4 befin-
den. Dieses Ausführungsbeispiel stellt das Reziprok-:Profil
zu
demjenigen gemäß den Abbildungen 'l bis 3 dar.
Die 7ertiefungen
ergeben sich hier in einer anderen Form. Bezüglich der Variation
des Querschnitts dieser pVramidenartigen, Erhöhungen bzw. der
spitzen Winkel a und p gilt analog dasselbe wie
unter Abbildungen
1 bis 3 ausgeführt. Die Abbildung 7 zeigt
als Anschauungsbeispiel
zwei i#,Iöglichkeiten, wie der Kunststoff (I) in die Vertiefungen
eingebracht- werden kann-0 Der metallische Anteil des lagerkörpers
(II) an der Lagerlauffläche kann wahlWeise kleiner
0 oder größer 0
sAinö Im ersten Fall ragen also die pyramidenaxtigen Erhöhungen
des Lagerkörpers z. T. in die" Lagerlauffläche hineing im letzten-.
Fall werden.sie durch eine zusammenhängende Xunststoffschicht
vollkommen überdeckt. Theoretisch ist auch der Fall-möglichy
wo
dieser metallische Anteil gleich 0 ist.
Die Abbildung68 (Draufsicht)p Abbildung 9,(Schnitt i
Ab-
bildung 10 (Schnitt k 1) sowie Abbildung
11 (Draufsicht),
Abbildung 12 (Schnitt -m n) Abbildung 13 (S-chnit t
o -p) - s tel-
len zwei weitere mögliche Ausführungsh-eispidle für di-e wändel-
profilartige Ausbildung der Lagerwerkst-off-Oberfläche_(Lagerkör--
per) dai#x in d.eren Vertiefungen '5 und 6 der
Kunststoff einge-
bracht-wird. Auch diese Formen lassen sich entsprechend modi-
f izieren.
In der Abbildung 14 (Schnitt F F)q der Abbildung 15'(Schnitt
q - r) und-der Abbildung 16 (Schnitt s -,t) ist
ein weiteres
Beispiel eines pv.ramidenförmigen Profils 7 dargestellt
in dessen
Vertiefungen 8 abei# zusätzlich zum'Iütmststoff# (-II
I) 1V1etallteile
(IV)q hier in Form von Kugeln 9, eingebracht sind. Eine
Variante
zu diesem Ausführungsbeispiel ist zlur Erläuterung in den Abbil-
dungen 17, 18 und 19 gezeigt. Kugeln
10, 119 12 verschiedener
Größen können hierbef Verwendung finden (Abbildung
17), d - ie an
vier Stellen 1,3-in den pVramidenförmigen Vertiefungen14 zur
An-
lage kompnen was . dieWärmeableitung begünstigt (Abbildung
18-).
Durch das Eindrücken der Kugeln 12 entsprechend Abbildung
19 kann
eine besonders gute Verankerung sowohl für die,Kugel wie auch
für den in die Vertiefungen -15 eingebrachten Kunststoff
erzielt
werden.
Die Abbildung 20 (Draufsicht), Abbildung 21 (Schnitt u v) und
.Abbildung 22 (Schnitt w - x) sowie Abbildung'23 (Draufsicht),
Abbildung 24 (Schnitt y. - z) veranschaulichen -zwei
weitere Aus;-
führungsbeispiele mit kugelförmigen Vertiefungen
16. Nach Ein-
bringung des Kunststoffs können diese Vertiefungen in einem
nachfolgenden Arbeitsgang z. T. wieder geschlossen werden,
was einer Art Verstemmung gleich kommt und wodurch eine bessere
Verankerung des Kunststoffs erreicht wird. Die dabei entstehen-
den Vertiefungen 17 (Abbildung 21) bzw. 18 (Abbildung
24) können
mit Vorteil zur Vergrößerung der Lebensdauer des Lagers. iait
Schmierstoff (Fett oder Öl) gefüllt werden.
Schließlich zeigen die Abbildimgen 25 (Schnitt
z), l#bbil-
dung 26 (Draufsic-ht) sowie die Abbildungen
27, 28, 29 und 30
zwei weite.re Ausführungsbeispiele mit kegelförmigen bzw. säge-
zahnartigen Vertiefungen 19. Diese Vertiefungen können
zuch
hier durch einen nachfolgenden Arbeittgang z. T. wieder ge-
schlossen werden (bessere Vermkerung des Kunststoffs), wodurch
die Vertiefungen 20 (Abbildung 25) entstehen, bzw. die
Sägezähne
des Profils nach den Abbildungen 27 und 28, bzw.
29 und 30 um-
gebogen werden, In den Abbilduungen 29 und 30 ist fern
eN., ög_
lichkeit der'Verwendung von Metalltellen. (21) mit eingeschlossen.
Die Form dieser 1.ile-tallteile kann wie hier kugelförmig sein,
es
kann aber auch jede andere Form (sprazig etc4) gewählt werden.
The be-f. "- f3-b with the In g e from a maintenance-free
VIC- # rtiLngu "-. Rhieb" -: # 'leitlüger; to be produced on a metallic basis
len. -, hardening-free -uuid i-, T.% i-low-hardening 'plain bearings with sliding surfaces
U.N
predominantly 1h, ' ststoff' like Pol -. # - tetrafluoräthl # ilen, -are be
- In this example we refer to the
962 561 , which suggests that
with metal addition. in a porous, together) .-
bring in. Ueite - belongs to the 3tand of
1 - * e, #, h.-ni, l #: eln Gleitl, ager, with many things a similar one
., t a z is pressed in. I n b eiden
Executions will be made for the famous wines
?., - urLc; -Ls, t.ofie, high ICriecline-igung,: - ger-inge mecha-
niche and -boi..r, .tree triage ability, reduced, ever--
öoc; h the -cuu the sliding space -not -not-optimal.
Luierdem L- "t die ii. (_ # R"; - tel'Lung deroxtiger VerbLuidlager expensive.
ei: #iter are me4tallilr #, dhe plain bearings as -oil-soaked
belci - # - yiyL-U. Daä, performance of such sintered bearings
C-
is jedo (#li "" .u (-li
Eu have already been made Vorouche, a metallic one
Gliding surfaces to increase the gliding properties through softer ones
To paint on fabrics. For example, in the Swiss
Patent specification 206 788 a Lietc-tllgleitle.ger'beschreiben'und dar-
placed, whose B: support shell made of a long-term and heat-resistant
Iletall consists of specifically higher cell pressures to absorb
certain combs. Between these ridges there should be
Casting compound with good sliding properties are located. A #. #; Pus in
Proposal in this direction has been approved by the German
publication 154 6 26 disclosed. With this well-known L'Lusfithrtuig # -
form should load the bearing shell out of iron alloys or bronze
stand while the pores and unevenness of the sliding surface with
relatively soft materials such as For example Ueichmetall or
Synthetic resin, are filled. After all, this is the area
British patent 683 404 should also be mentioned, the one
Open running surface with a cross-running groove system
beard, whose wells z. B. are filled with silver.
All of these well-known suggestions for maintenance-free or maintenance-free
a I warmth and plain bearings based on metallic basis have
obviously not proven in practice, as this is
Lich only plastic-based slide bearings have become known.
The invention is based on a plain bearing with a running surface
made of metal ,. which in places due to softer sliding materials
is replaced. For the successful implementation of a maintenance
The invention proposes free plain bearings on a metallic basis
provided that the running surface is made of aluminum or its alloy
- in which there are indentations that slide with
capable plastics are filled. This invention
Pc. # -, runG2 - of sliding materials that are next to each other in the tread
c-iigeorganized has surprisingly proven to be excellent for
the Einsa-L-, z has proven itself as a maintenance-free or low-maintenance bearing,
so that it can also be used for higher loads, for example
v ..-- also in the form of crankshaft and connecting rod bearings in combustion
motvoren can be thought. The metallic 1.a part of the bearing
surface ka-iin thereby 0 or -5 50 ' to 95 preferably 0 or
/ 0 for low-maintenance
5 to 20 i / 5'7 for maintenance free and 40 to 65
Stock amount, from which the respective i'al parts - the plastic upper -
area to be calculated. Attempts at both of these conditions
gl-leagues have shown that it is possible to use this inven-
according to the bearing structure, optimal conditions with regard to noise
tion and consequently on itleibung and 'wear and tear.
e. lead
The resulting mean storage temperatures were
under otherwise identical operating conditions (Umfaug.sgesclivrindigkeit "
mean surface pressure, relative bearing play etc ..) and the same
Bearing dimensions are considerably lower than with comparable ones
I [plastic composite bearings known, previously described
Execution, this represents a major technical advance
before. In addition, the bearing structure according to the invention also offers
substantial economic benefits, whatever as a
considerable progress can be seen.
The wells can, as tests have shown, the
have a wide variety of shapes. For example, pyramidal, sa- #
Ge, tooth, cone or ball-like designs are possible. For
These depressions are advantageous in the
Notch base rounded. Spherical recesses are best
found. Furthermore it can. prove beneficial to the said
Indentations after introducing the synthetic material through a double
th operation ( e.g.- '# fa'lzenopera.tion) z. 12. close again
close, namely to improve heat dissipation and to
Anchoring of the plastic in the bearing metal, which in this case
further deepening in the following work step
the bearing running surface can be used with advantage for the bearing operation
be filled with a suitable lubricant (grease or oil),
thereby increasing the life of the bearing.
Furthermore, practical studies have shown that
especially for higher loads for the metallic part of the
Bearing surface an aluminum alloy of the following combination
has proven its worth:
5 to 30% tin,
unci / or 3 to 15 % lead
0 to 12 % silicon,
Remainder aluminum
In the context of the invention, the plastics initially come once
all sliding plastics, such as B. Polytetrafluoräth # vlent
.P olVtetrafluor-Benzol, Acetal, Polvester, Polimide or PolVamide,
especially 11-polyamide, into consideration. Again under the
Face pin, according to a higher load capacity, it is according to the invention
advantageous if these plastics have metallic components
Aluminum, tin, lead, indium, cadmium-thallium and its oxides
or their chalcogenides are incorporated, individually or
mixed.
These Eietallzusätze z. B, in spherical or
Spraziger-Porm are introduced into the wellsg # UM die
Heat dissipation from the bearing gap and the anchoring of the artificial
Substance.-to improve. 1.7 it has also proven to be advantageous
- if the metallic part of the bearing body according to the invention
pers on an o "tützs, chale a-us - Stahi aufplattieTtl aufgedntert
or on other Veise, is attached, the steel support shell
enables-a-vip-zd-free, en press fit and allows-above-
in addition, in the interest of a higher load-bearing capacity
make the bearing body thin.
In the figures, some bearings according to the invention are artificially
explained.
Figure 1 as a plan view, Figure 2 as a section a b-
according to Figure 1 and Figure 3 as a sonality-c d ge
According to Figure 1 , for example, there is a knurled profile with pyra-
Miden-shaped depressions-2, in the running surface 1. Där cross-section
the: Pzrramiden can be in. square or rectangular shape, -
be chosen -d. H. the- point angles a and can in- e: #ner
Size. depending on the requirements or properties of the
turning plastic, d. H. they are different
Profile sharing possible. Furthermore, the profile depth h can be
half of certain limits can be changed. The wells can
also be designed as conical pyramids.
Figure 4 (top view), Figure 5 (section e --f according to
Figure 4), Figure 6 (section g - h according to Figure 4)
show a knurled profile with pyramidal elevations 3-between
between which there are correspondingly formed depressions 4
the. This embodiment provides the reciprocal: profile
that shown in Figures 1 to 3
arise here in a different form. Regarding the variation
of the cross-section of these pVramiden-like, elevations or the
At acute angles a and p , the same applies analogously as in the figures
1 to 3 executed. Figure 7 shows as an illustrative example
two i #, possibilities of how the plastic (I) into the recesses
can be introduced-0 The metallic part of the bearing body
(II) on the bearing running surface can optionally be smaller than 0 or larger than 0
sAinö In the first case, the pyramid-axed elevations protrude
of the bearing body z. T. in the "bearing running surface in the last.
They will fall through a continuous layer of plastic
completely covered. Theoretically the case is also possible where
this metallic component is equal to zero .
The Figure68 (top view) p Figure 9, (section i Ab-
Figure 10 (section k 1) and Figure 11 (top view),
Figure 12 (section -mn) Figure 13 (S-chnit t o -p) - s tel-
there are two further possible designs for the spiral
profile-like formation of the bearing material-off surface_ (bearing body
per) dai # x in the recesses 5 and 6 of the plastic
is brought. These shapes can also be modified accordingly
f ict.
In Figure 14 (Section FF) q of Figure 15 '(Section
q - r) and - the figure 16 (section s -, t) is another
Example of a pv.ramiden-shaped profile 7 shown in its
Wells 8 abei # in addition to the'Iütmststoff # (-II I) 1V1etallteile
(IV) q are introduced here in the form of balls 9 . A variant
For this embodiment example, for explanation in the figures
Applications 17, 18 and 19 are shown. Balls 10, 119 12 different
Sizes can be used here (Figure 17), that is
four places 1,3- in the pVramid-shaped depressions14 for
location Kompnen something . favors heat dissipation (Figure 18-).
By pressing in the balls 12 as shown in Figure 19, you can
a particularly good anchorage for both the ball and the
for the plastic introduced into the depressions -15
will.
Figure 20 (top view), Figure 21 (section uv) and
Figure 22 (section w - x) and Figure 23 (top view),
Figure 24 (section y.- z) illustrate -two more Aus; -
examples with spherical indentations 16. After insertion
Bring the plastic can these depressions in one
subsequent operation z. T. are closed again,
which equates to a kind of caulking and thereby a better one
Anchoring the plastic is achieved. The resulting-
the wells 17 (Figure 21) or 18 (Figure 24)
with advantage to increase the service life of the bearing. iait
Lubricant (grease or oil) .
Finally, the images show 25 (section z), l # image-
26 (top view) as well as Figures 27, 28, 29 and 30
two other exemplary embodiments with conical or sawed
tooth-like depressions 19. These depressions can zuch
here by a subsequent work step z. T. again
be closed (better ammunition of the plastic), whereby
the depressions 20 (Figure 25) arise, or the saw teeth
of the profile according to Figures 27 and 28, or 29 and 30
be bent, in Figures 29 and 30 is fern eN., ög_
possibility of using metal plates. (21) included.
The shape of these 1.ile-tall parts can be spherical like here, it
however, any other form (sprazig etc4) can also be selected.