DE1629753A1

DE1629753A1 - Lager und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1629753A1
Application number: DE19621629753
Authority: DE
Inventors: White Charles Samuel
Original assignee: WHITE CHARLES SAMUEL
Current assignee: WHITE CHARLES SAMUEL
Priority date: 1961-02-20
Filing date: 1962-02-19
Publication date: 1969-10-02
Also published as: US3218383A; GB988259A; NL274163A

Description

Lager und Verfahren zu seiner herstellung Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lager, und insbesondere auf ein Gleitlager, das keine besondere Schmierung zwischen den beweglichen Lagerflächen benötigt, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Lager.
Beträchtliche Arbeit wurde darauf verwendet, Polytetrafluoräthylen, das im Folgenden der Kürze halber mit seinem Handelsnanien Teflon" bezeichnet werden soll, für die Verwendung in Lagern, die keine besondere Schmierung benötigen, geeignet zA machen. Anfangs wurde dabei das Teflen in Blattform oder in fester Form verwendet; die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß Teflon in dieser Form wegen seiner geringen Kaltflie#festigkeit sich für den Bau voli Lagern nicht eignet. Lie weitere ltwicklungsarbeit führte zur Herstellung von Teflon in Faser- und Gewebeform, wodurch seine Zugfestigkeit ulil ungefähr das Fünfundzwanzigfache erhöht werden konnte.
Hauptzwechke der Erfindung sind: Die Herstellung eines Flach-, Muffen-, Kugel- oder anderweitigen Lagers aus einer Schicht aus Teflon in faser- oder Fadenform, die durch ein umschlie#endes, das teflon unter Druck haltendes Element abgestützt ist; die Herstellung eines Lagers durch @mhüllen der fertigbearbeiteten Oberfläche eines Teiles mit @aterialschichten, deren eine aus Teflonfäden, die darch ein umschließendes äußeres eil an die Oberfläche angedrückt gehalten w erden, besteht; die erstellung eines Lagers aus Teilchen von eflonfäden, die im Verband mit anderen Materialien gehalten und darch ein umschließendes äußeres Teil der Oberflächenform eines Elementes angepaßt werden; und allgemein die Bereitstellung von Lagern, die einfach ausgebildet sind, keine Schmierung benötigen und sich wirtschaftlich-hnrstellen lassen, sowie Verfahren zur Fertigung derartiger Lager.
In den beigefügten Zeichnungen bedeuten: Fig 1 eine aufgebrochene Draufsicht eines Lagers in dtreifen-oder Bandform mit erfindungsgemä#en Merkmalen; Fig. 2 ein vergrö#erter Schnitt längs der Linie 2-2 in Pig. 1; Big. 3 eine der Fig. 2 entaprechende vergrößerte Schnittans@cht der Anordnung vor Aufbringen einer Bindeschicht und einer Gleitschicht auf die Grundschicht; Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende vergrö#crte Schmittansicht der Anordnung nach Aufbringen der Bindeschicht auf Grundschicht; Fig. 5 ein Schnitt is Formdornes, init einen auf die Dornoberfläche zuzeformten Lagorband gemä# Fig. 1; Fig. 6 ein Schnitt eines Xalibrierdornes mit eines um seine Oberfläche herumgelegten Lagerband Gemä# Fig. ly Fig. 7 ein der Fig. 2 ännlicher vergrö#erter Schnitt einer abgewandelten Ausfüarungsform der Erfindung; Fig. 8 eine der Fig. 1 ähnliche Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 9 eine Draufsicht eines Steuerarmes Für ein Automobil Mit einem unter dem Scheitel des Armes angeordneten Xugelgelenk mit erfindungsgemä#en merkmalen; Fig. 10 ein Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9; Fig. 11 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemä#en Lagerbandes; Fig. 12 ein Schnitt einer Vorrichtung zum Anbringen eines Lager; futters auf der Kugel eines Kugelzapfens mit weiteren Merkmalen der Erfindung; Fig. -13 ein Aufri# eines Kuglzapfens mit einem auf der Kugel gemä# der erstes Ori-tt einer Ausführungsform des er-findungemä#en Verfahrens aufgebrachten ersten Belag aus Schmierfett oder dabei Fig. 14 eine Ansicht des Kugellzapfens nach Fig. 13 mit einem auf dem ersten Belag aufgebrachten Belag aus gleitfähigem Flockmaterial; Fig. 15 eine ansicht des luge1zapfens nach Fig. 14 mit einer auf das Flockematerial aufgesprühten düirnen Schicht aus gehärtetem Material; Fig. 16 eine Ansicht des in einer Spindel gelagerten Kugelzapfens nach Fig. 15 mit um die Kugel angeordnetem Lagerkörper und einem härtaren Unterlagmaterial, das zwecks Bildung einer starren Unterlage für die auf die Kugelfläche aufgebrachten Schichten in den Lagerkörper eingespritzt ist, wobei der Lagerkörper und die Spindel im Schnitt gezeigt sind; Fig. 17 ein Schnitt einer Formvorrichtung zum Formen von. lagerschalen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; und Fig. 18 ein Schnitt der Lagerschale nach Fig. 17.
Das in Fig. 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Lagerband 20 besteht aus einer länglichen, verhältnismäßig dünnen Unterlagaschicht oder Grundschicht 22, auf deren einer Seite mittels einer Bindeschicht-26 eine Schicht geringer Reibung oder Gleitachicht 24 befestigt ist. Die Grundschicht 22 besteht vorzugsweise aus Metall oder einem ähnlichen Material, das eine verhältnismäßig starre Unterlage für die Gleitschicht abgibt und es aber trotzdem gestattet, daß das Lagerband 20 auf einem Dorn geformt werden kann, wie es in Fig. 5 gezeigt ist und weiter unten näher beschrieben werden wird.
Die Gleitschicht 24 kann aus einem geeigneten Material geringer Reibung bestehen, das nach Verformung des Bandes 20 in eine Lagerschale oder dgl. (Fig. 5 und (6) eine Gleitschicht abgibt. Die' Bindeschicht 26 kann aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, der die Gleitschicht 24 an die Grundschicht 22 anbindet und danach durch Erhitzen und Druclreinwirkung erweicht werden kann, so daß die Gleitschicht sich der Oberfläche eines der in Fig 5 und 6 gezeigten Dorne genau anschmiegt, wie ebenfalls weiter unten näher beschrieben werden wird.
In Fig. 9 ist die Grundschicht 22 vor Anbinden der Schichten 24 und 26 gezeigt. Sämtliche vier Oberkanten der Grundschicht sind abgerundet, wie es bei 28 angedeutet-ist, und die Bindeschicht 26 wird auf die obere Fläche der Grundschicht so aufgebracht, daß sie über deren abgerundete Ecken hinUbergreift, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Danach wird die Gleitschicht 24 auf die Bindeschicht 26 so aufgebracht, daß sie gleichfalls die abgerundeten Ecken 28 überdeckt.
Nach Anbinden der Gleitschicht 24 an die Bindeschicht 26 kann das Lagerband auf einem Formdorn 30 geformt werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Dabei wird das Band in eine Lagerschale geformt derart, da# die beiden Bandenden 32 aneinander anliegen. Gewünschtenfalls kann man auch einen langen Lagerbandstreifen verwenden, den man dann auf vorbeßtimmte kürzere Längen, die sich auf den Dorn passen lassen, zuschneidet. Nachdem das Lagerband auf dem Dorn 30 zugeformt worden ist, hält die Metallunterlagachicht 22 das Band in Form einer Lagerschale zusammen. Die Schale kann dann entfernt und auf einen etwas größeren Kalibrierdorn 34 aufgeschoben werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wobei die Enden 32 etwas auseinandergespreizt sind. Die Lagerschale wird dann ersitzt und unter Druck gesetzt, um die Bindeschicht 26 zu erweichen, bis sie nachgibt, so daß der Spalt zwischen-den Enden 32 sich schließt und die Gleitschicht 24 sich dem Durchmesser des Ealibrierdornes 34 genau anpaßt.
Die Enden 32 werden dann zweckmäßigerweise mit geeigneten Mitteln aneinander befestigt, und die Bindeschicht 26 wird gehärtet, so daß das Lagerband seine endgu1tige Schalenform mit sehr genau kalibriertem Innendurchmesser beibehält. Danach wird die Lagerschale vom Ende des Dornes 34 abgestreift und als Zapfenlager oür Wellen, deren Durchmesser dem des Kalibrierdornes 34 gleich ist, verwendet. Wach diesem-Verfahren kann mit Hilfe von Massenfertigungsmethoden eine große Anzahl von Schalenlagern mit jeweils äußerat genau kalibriertem Innendurchmesser hergestellt werden.
Um den gewünschten Durchmesser zu erhalten, macht man die Gleitschicht 24 zweckmäßigerweise verhältnismäßig dünn, und zwar vorzugsweise mit einer Dicke von einigen Tausendstel Zoll. Die Bindeschicht 26 braucht gerade nur so dick zu sein, daß sie die erwünschte Formanpassung ermöglicht, und sie muß natürlich bei einer niedrigeJren Temperatur erweichen als die Gleitschicht und die Grundschicht, so daß die Bindeschicht und nicht die anderen Schichten die Formanpassung besorgt. Erfindungsgemäß ist jedoch auch vorgesehen, daß die Bindeschicht 26 gleichfalls Gleiteigenschaften hat, in welchem Falle die Gleitschicht sich erübrigt und die Bindeschicht selbst nach Anpassen an den Dorn und Härtung die Gleitfläche bildet.
Dank der oben beschriebenen Abrundung der Ecken 28 des Lagerbandes können beim endgültigen Kalibrieren der Lagerschale oder Lagerbuchse die Enden 32 einwandfreier aneinander gebracht werden, und karin die fertige Lagerschale frei auf die zu lagernde Welle aufgeschoben und von der Welle abgestreift werden, ohne daß die Enden der Gleitschicht 24 beschädigt werden. Gewünschtenfalls kann-man die Bindeschicht 26 und die Gleitschicht 24 vollständig um die Ecken 28 der Grundschicht 22 herumführen, wie es bei 36 bzw. 38 in Fig. 7 gezeigt ist, so daß die gesamte Anordnung mit Ausnahme sie der Bodenfliche der Grundschicht 22 mit der Gleitschichtb 24 bedeckt iBt.
Wie zuvor erwähnt, kann die Gleitschicht 24 aus irgendeinem geeigneten Material geringer Reibung, das eine geeignete lagerfläche für daß fertige Lager abgibt, bestehen Hierfür geeignete Materialaien sind beispielsweise Polytetrafluoräthylen-Harze, Nylon (Polyamide), Polyäthylen-Pressmassen und Monochlortrifluoräthylen-Harze, wobei die zuerst und zuletzt genannten Harze allgemein unter den Handelsbezeichnungen "Teflon" bzw. Kel-F" bekannt sind. Vorzugsweise jedoch besteht die Gleitschicht aus einer dünnen Schicht von Teflon-Fasern, die entweder an der Bindeschicht 26 als eine Plock- oder Filzschicht befestigt oder zu einer Gewebeschicht verwoben sind, wobei Teflon in Faserform weit bessere Ealtfließeigenschaften aufweist als in fester Blattform. Bezüglich einer ausführlichen Beschreibung zweier Arten des Anbindens von Teflon-Gewebe an die Bindeschicht 26 wird auf die USA-Patentschrift 2 885 248 (White) sowie auf das USA-Reissue-Patent Nr. 2 804 886 verwiesen.
Wie bereits erwähnt, kann die Bindeschicht 26 aus irgendeinem geeigneten wärmehärtbaren oder thermoplastischen Material bestehen, das bei einer niedrigeren Temperatur erweicht und fließt als die Gleitschicht 24, so daß bei Anwenden von Hitze und Druck beim endgültigen Kalibrieren der Lagerschale, wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben, die Bindeschicht 26 nachgibt, um die Gleitschicht 24 genau der Größe des Domes ånzupassen, und daß sie danach gehärtet werden kann, um die Gleitschicht in ihrer endgültigen, genau bemessenen Zylindergestalt festzuhalten.
Vorzugsweise verwendet man für die Bindeschicht 26 geeignete wärmehärtbare Harze, nachdem es viele wärmehärtbare Materialien gibt, die stärker sind und das fertige Schalenlager befähigen, größere Belastungen auf zunehmen. Ferner kann bei Verwendung eines wärmehärtbaren Harzmaterials für die Bindeschicht 26 diese nach dem Anbinden der Gleitschicht 24 an die Grundschicht 22 teilweise polymerisiert oder ausgehärtet werden, so daß man ein Lagerband erhält, das sich beliebig lange in der gehärteten und teilweise ausgehärteten Bandform aufbewahren lä#t. Wenn dann aus dem teilweise ausgehärteten Lagerband das fertige Schalehlager geformt werden soll, himmt man die im Zueammenhang-mit Fig. 5 beschriebene Formgebung vor und kalibri-ert dann die Iagerschale in der litze und unter Druck, wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben, wobei die wärmehärtbare Bindeschicht 26 in der hitze und unter Druck erweicht und dabei die Gleitschicht der Oberfläche des Domes 34 genau an-schmiegt, ehe sie fertig ausgehärtet wird und so erhärtet, daß sie die Gleitschicht in ihrer genauen endgültigen Form- starr festhält. ~ In Fig. 8 ist eine abgewandelte ausführungsform des Lagerbandes 20 gezeigt, wobei am einen Bandende eine kreisförmige Zunge 40 und am anderen Bandende eine-entsprechende Ausnehmung 42 vorgesehen sind.
Beim endgültigen Kalibrieren des Lagers auf dem Kalibrierdorn 34 wird die Zunge 40 in die Ausnehmung 42 eingepaßt, so daß die Enden 32 miteinander verhakt- werden und eine gleichebige, glatte Außenfläche ergeben. Bei beiden bisher beschriebenen Ausführungsformen verwendet man die Lagerschale oder -buchse vorzugsweise als Futter für den Lagerkörper, der die Welle lagern soll, wobei das mutter vorzugsweise in einer geeigneten oeffnung des von der Welle durchsetzten Lagerkörpers oder Teiles befestigt wird. Die Enden 32 brauchen daher nicht unbedingt miteinander verhakt oder verbunden zu sein, sondern sie können innerhalb der Öffnung lose aneinanderliegen (nachdem sie beim endgültigen Zuformen auf dem Ealibrierdorn 34 aneinandergefügt worden dsind), wobei der graue Snnendurchmesser der Schale trotzdem gewahrt bleibt.
In Fig. 9 und 10 ist ein Steuerarm 44 gezeigt. Der Arm hat an seinem inneren Ende Schenkel 46, die drehbar am Chassis eines Automobils gelagert sind und eines der- Vorderräder des Fahrzeuges tragen. An der Unterseite des schwenkaren Armendes ist ein Kugelgelenk 48 mit einem an das Vorderrad anzuschließenden Zapfen 49 befestigt. Am Schwenkende des Steuerarmes befindet sich eine halbkugelförmige Kuppel 50, welche die obere Hälfte der Pfanne für eine Kugel 56 bildet, Die untere Hälfte des Kugelgelenkes wird durch ein abgestumpftes Stanzteil 52 mit radial verlaufenden Flanschen.
54, die an die Unterseite des Steuerarmes 44 angeschweißt oder in gebildet. sonstwie geeigneter Weise dot befestigt sind,/Die Kugel 56 ist drehbar in der Pfanne gelagert mittels eines Lagerfutters 58, das aus den nämlichen drei S'chichten besteht wie das Lagerband 20, das heißt aus der Gleitschicht 24, der Bindeschicht 26 und der 'Grundschicht 22. Das Lagerfutter 58 wird auf der Kugel 56 in ähnlicher Weise zugeformt wie das Lagerband 20 auf dem Formdorn nach Fig. 5. Die Kugel mit dem Futter darum wird dann in die Pfanne zwischen der Kuppel 50 und dem kugelstumpfförmigen unteren Stanzteil 52 eingebaut. Das Lagerfutter hat etwas übergroße, so daß die Flansche 54 des unteren Preßteiles 52 nicht ganz an der Unterseite des Steuerarmes anliegen. Das Kugelgelenk wird sodann erhitzt, wobei die Bindeschicht 26 erweicht und die Flansche 54 an den Steuerarm angepreßt werden, so daß auf das Lagerfutter 58 ein Radialdruck ausgeübt wird, der zur Floge hat, daß die Bindeschicht 26 nachgibt und die Gleitschicht 24 sich der Oberfläche der Kugel 56 genau anpaßt. Wach Härten der Bindeschicht 26 wird die Gleitschicht 24 in ihrer Lage festgehalten, so daß sie in strengem Paßsitz auf der Kugelfläche aufliegt, und die Kugel drehbar in der Pfanne gelagert ist. Normalerweise wird durch die größere Reibung zwischen der Unterlagschicht 22 und der Pfanne verhindert, daß das Futter sich, gegenüber der Pfanne verschiebt. Gewünschtenfalls kann man jedoch das Futter auch in geeigneter Weise, beispielsweise durch Anschwei#en oder durch mechanisches Verankern mit der; Pfanne, eo beSe. tigen, daß es sich auf keinen Fall gegenüber der Pfanne verschieben oder verdrehen kann.
In Fig. 11 ist eine Hethode der Herstellung des Lagerfutters 58 veranschaulicht. Dabei wird zunächst ein flaches, sternförmiges Lagerteil 60 mit melireren Spitzen oder Zacken 62 gebildet. Selbstverständlich ist das Flachlager 60 aus den gleichen drei Schichten wie das Lagerband 20 zussmmengesetzt; und zwar befindet sich, wie in Fig. 11 gezeigt, die Grundschicht 22 auf der Oberseite.
Die Zacken 62 sind so bemessen, daß das Lagerteil 60 auf die Kuppel der Kugel aufgepa#t und um die Kugel herumgezogen werden kann derart, -daß die Zacken die Unterseite der Kugel fassen und sich eng aneinander schmiegen. Nachdem die Kungel in dieser Weise mit dem Lagerfutter umschalt oder umkleidet worden ist, wird die Kugel mitsamt dem Futter zwischen die Kuppel 50 und das Stanzteil 52 eingepaßt. Sodann wird in der früher beschriebenen Weise die Gleitschicht 24 unter Erhitzung und Druck genau auf die Oberfläche der Kugel 56 ugeformt. Gewünschtenfalls kann man für die Bindeschicht 26 ein Wärmehärtbares Material verwenden, das man teilweise aushärtet, wenn. das Lager 60 sich in der in Fig. 11 gezeigten flachen Form befindet, um es dann nach Auf ziehen des Lagerfutters auf die Kugel beim Erhitzen und Druckbehandeln fertig auszuhärten.
Ferner kann man, wenn für die Gleitschicht 24 ein Gewebematerial verwendet wird, dieses zu einen. elastische oder dehnbaren Gewebe verweben, um die Formgebung der Schicht auf der Kuppel der EuDel 56 zu erleichtern.
In Fig. 12 ist eine Vorrichtung mit einem geteilten Gesenk veranschaulicht, mit deren Hilfe sich das Lagerfutter 58 für ein Kugelgelenk auf andere Weise herstellen läßt. Diese Vorrichtung besteht aus einem geteilten Gesenk 64 mit zwei Gesenkhälften 66 und 68, die beim Zusammenpassen um die Kugel eines Kugelzapfens einen solchen Spielraum lassen, daß zwischen der Kugeloberfläche und den Gesenkhälften 66 und 68 ein Hohlraum 70 verbleibt. Dabei ist die Kugel 56 mit der Gleitschicht 24 und der Bindeschicht 26 umschalt, und ein geeignetes Unterlagma'erial'wird durch eine in der oberen Gesenkhälfte oder Patrize befindliche Offnung 72 unter Druck so eingespritzt, daß es den gesamten Hohlraum 70 ausfüllt, wobei die untere Gesenkhälfte oder Matrize die Naht- oder Verbindungszone zwischen dem Zapfen- und dem Kugelteil abdichtet, so daß das Material nicht entweichen kann. nach dem Erhärten bildet das Material die Grundschicht 22 des Lagerfutters 58.
Sodann weden die Gesenkhälften 66 und 68 auseinander gespreiz@, und die Kugel mit dem aufgezogenen Lagerfutter 58 wird herausgenommen und zwischen die Kuppel 50 und das untere Stanzteil 52 des Eugelgelenks 48 eingepaßt. Danach kann in der zuvorbeschriebenen Weise hitze- und druckbehandelt werden, um die Gleitschicht 24 der Oberfläche der Kugel 56 endgültig anzupassen.
Gewünschtenfalls kann das Fertiganpassen der Gleitschicht 24 an die Oberfläche der Kugel 56 durch die Hitze und den Druck des eingespritzten Materials erfolgen, wobei das Material nach dem Erhärten die Gleitschicht in genauer Berührung mit der Eugeloberfläche hält. Das Lagerfutter braucht dann lediglich zwischen die Kuppel 50 und das Stanzteil 52 eingespannt zu werden, ohne daß eine zusätzliche Erhitzung zum.Aufpassen der Gleitschicht 24 auf die Kugel erforderlich ist.
In Fig. 13 bis 16 ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der in Fig. 16 gezeigten formgegossenen Eugelgelenkanordnung veranschaulicht.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich, wird eine am oberen Ende eines Zapfens 75 befindliche Kugel 73 mit einer verhältnismäßig dünnen Schicht eines gleitfähigen Materials, beispielsweise SchmierSett, überzogen. Sodann wird eine Schicht aus gleitfähigem Flockmaterial 79, wie in Fig. 14 gezeigt, so auf die Schicht 77 aufgezogen, daß sie teilweise darin eingebettet ist.
Das Flockmaterial besteht aus kleinen Faserschnitzeln eines geeigneten gleitfähigen Harzmaterials, vorzugsweise aus eflon-Fasern, die durch die Schicht 77 auf der Kugeloberfläche festgehalten werden. Die Flockmaterialschicht 79 wird in geeigneter Weise auf der Schicht 77 oder der Kugeloberfläche aufgebaut und gleichmäßig verteilt, so daß eine freiliegende, verhältnismäßig feste Schicht aus gleitfähigen Fasern gebildet wird, Da die Schicht 77 das Flockmaterial au9 der Kugeloberfläche festhalten soll, wird sie im Folgenden als "Flockhalteschicht" bezeichnet.
Nach Aufbringen-der Flockschicht 79 werden die beiden Schichten vorzugsweise mit irgendwelchen geeigneten Mitteln gekühlt, bis die Flockhalteschicht 77 ausfriert oder im wesentlichen erhärtet, so daß sie das Flockmaterial 79 fester auf der Oberfläche der Kugel 73 hält. Eine dünne Schicht 81 (Fig. 15) aus geeignetem härtbaren. Material, vorzugsweise einem wärmehärtbaren Harz, wie z. B. Phenol£Ormaldehydharz, wird au9 die Oberfläche der Flockschicht oder gehartet, 79 aufgesprüht oder sonstwie, aufgetragen und ausgehärtet so daß eine verhältnismäßig dünne, undurchlässige Sperrschicht aus mechanisch an der Blockschicht 79 befestigtem Hartstoff entsteht. Die mechanische Befestigung wird dadurch erhalten, daß die vorstehenden Rückseiten der einzelnen Faserstücke des Flockmateriales in die Oberfläche der Schicht 81 nach deren Erhärten oder Aushärten eingebettet sind. Während des Äufbringens der Schicht 81 aus härtbarem Material, das sich im allgemeinen in erhitztem Zustand befindet, so daß es bequem auf die Flockschicht 79 aufgesprüht oder aufgetragen und danach gehärtet werden kann, kann es geschehen, daß die Flockhalteschicht 77 aufzubauen bzw. zu erweichen beginnt ; doch bleibt sie auf jeden Fall so lange im gefrorenen bzw. erstarrten Zustand, daß die Schicht 81 vollständig aufgetragen werden kann. Natürlich hält die Schicht 81 nach dem Erhärten die Flockschicht 79 mechanisch gegen die Kugeloberfläche angedrückt, so daß die Flockhalteschicht dann ihren Dienat getan hat. Danach wird von der Schicht 77 lediglich noch verlangt, daß sie nicht an der Kugel anklebt oder festhaftet und daß sie die Gleitberührung zwischen der Flockschicht 79 und der Kugel nicht stört. Es ist klar, daß man für die Flockhalteschicht 77 vorzugsweise ein Material geringer Reibung wie 3. B. Schmierfett verwendet, da ein solches Material nach Fertigstellung des Lagers zugleich als zeitweiliges Schmiermittel zwischen er gleitfähigen Flockschicht und der Kugeloberfläche dient.
In Fig. 16 ist veranschaulicht wie der in Fig. 15 gezeigte Kugelzapfen mit den drei aufgebrachten Belägen in der Bohrung einer geeigneten Spindel 83 mit einem verjüngten, riffgförmigen oberen Ende 85 gelagert ist. Ein aus einem oberen Stanzteil 89 und einem unteren Stanzteil 91 bestehendes Gehäuse 87 hüllt die Kugel ein, wobei die Flansche 93 und 95 in geeigneter Weise, z¢B. durch Punktschwei#en aneinander befestigt sind. Das untere Stanzteil 91 hat eine erweiterte ffnung 97 und ist auf dem verjüngten, ringförmigen oberen Ende 85 der Spindel so gelagert, daß die Kugel 73 im Gehäuse 87 derart zentriert ist, daß zwischen dem Gehäuse und den Schichten auf der Kugel 73 ein Zwischenraum verbleibt. Gewünschtenfalls kann das obere Ende der Welle 83 auch die Außenschicht 81 aus gehärtetem Material, wie bei 99 angedeutet, greifen oder anklemmen, so daß die Schichten sich nicht gegenüber der Kugeloberfläche bewegen können.
Sodann wird ein geeignetes härtbares Unterlagmaterial 101 aus der Einapritzdüse 105 einer geeigneten Spritzgießmaschine (nicht gezeigt) durch eine in der Kuppel des oberen Stanzteiles 89 befindliche kleine Öffnung 103 so eingespritzt, daß es den Zwischenraum innerhalb des Gehäuses vollständig ausfüllt, und die Schicht aus gleitfähigem Flockmaterial 79 der Oberfläche der kugel 73 unter Druck genau angepaßt-wird. Die undurchlässige Schicht aus Hartstoff 81 wirkt dabei als Sperrschicht, die das Durchaickern des härtbaren materials 101 auf die Oberfläche der Kugel 73 verhindert. Das -ringförmige obere Ende 85 der Spindel 83 dichtet dabei die ringförmige Öffnung an der Kehle des Kugelgelenkes ab, so daß das härtbare material 101 nicht entweichen und daher unter einem bestimmten Druck eingespritzt werden kann, um sicherzustellen, daß das Material den Zwischenraum im Gehäuse vollständig ausfüllt und einen bestimmten Druck auf die die Kugel umhüllenden Materialschichten ausübt.
Als härtbares Material 101 kann man irgendwinen geeigneten Formstoff verwenden, der sich auf die die Kugel umhüllenden Materialschichten aufformen oder aufgießen und härten läßt, so daß sich die gewünschte starre Unterlage ergibt. Vorzugsweise bedient man sich dazu eines Harzemateriales, und gewünschtenfalls kann man ein Phenolformaldehydharz verwenden, das beim aufgießen unmittelbar an den gehärteten Belag 81 anbindet. Wird ein härtbares Material 101 verwendet, das beim Aufgie#en nicht direkt an den gehärteten Belag 81 anbindet, so kann man vor dem Einspritzen des härtbaren materials eine Schicht eines geeigneten Haft- oder Bindemittels, beispielsweige des von der Chryaler Corporation hergestellten "Cycle Weld"-Materials, auf den Belag 81 aufbringen, um sicherzustellen, daß das härtbare Material nach dem Erhärten am Belag 81 anhaftet.
Nach dem Einspritzen des Materials 101 wird die Einspritzdüse 105 entfernt und die Kugelgelenkanordnung schließlich von der Welle 83 abgehoben. Im fertigen Kugelgelenk wird die gleitfähige Flockschicht 79 unter Druck direkt an die Oberfläche der Kugel 73 durch das härtbare Material 101 angepreßt derart, daß sich eine genaue Flächenpassung ergibt, wie sie durch Aneinanderpassen von gesondert hergestellten Elementen nicht erhalten werden könnte.
Wird als gleitfähiges Blockmaterial Teflon verwendet, so sind die Kaltfließeigenschaften der Gleitfläche denen der kostspieligeren Teflongewebe nahezu gleichwertig. Nachdem ferner Geflofasern sich nicht einwandfrei haftend an andere Laterialien anbinden lassen, wird durch die vorliegende Erfindung eine ausgezeichnete methode angeboten, mittels deren die Teflonfasern mechanisch festgehalten und so die durch das Teflon bedingten 9robleme bezüglich des Festhaftens gelöst werden.
Allgemeiner gesehen besteht das erfindungsgemä#e Verfahren darin, daß gleitfäiliges Flockmaterial unmittelbar auf die Oberfläche eines Lagerelementes aufgebracht und dort während des Aufgie#ens einen härtbaren Unterlagmaterials festgehalten wird. Die Erfindung ist daher nicht'auf eine bestimmte Art von Lagern, beispielsweise Kugelgelenke, beschränkt, sondern läßt sich ebensogut auch auf anderen Arten von Lagern anwenden. Beispielsweise läßt sich die Erfindung, wie in Fig. 17 und 18 gezeigt, mit Vorteil bei der Eerstellung von Lagerschalen oder Lagerbuchsen anwenden. In Fig.
17 sind zwei zylindrische Elemente 107 und 109 gezeigt, deren jedes an seinem äußeren Ende einen erweiterten Ringflansch 111 hat. An ihren inneren Enden sind die beiden Elemente 107 und 109 in geeigneter Weise aneinander befestigt, beispielsweise durch einen Gewindestift 113, der am zylindrischen Element 107 befestigt und in eine mit Innengewinde versehene Bohrung 115 im Element 109 eingeschraubt iet. Wird für die Flockhal teschicht 77 Schmierfett verwendet, so trägt man dieses unmittelbar aut die Oberfläche der zylindrischen Elemente 107 und 109 zwischen den Flanschen 111 auf.
Danach wird die Flockschicht 79 aufq'ebracht, das Fett eingefroren und der gehärtete Belag 81 aufgebracht, wie es zuvor im Zusammenhang mit Fig. 13 bis 15- beschrieben worden ist.
Die gesamte Anordnung wird dann in eine Bohrung 119 einer Gieß-. form 121 eingeschoben. Die Gie#form 121 hat eine Öffnung 123, die mit dem Raum zwischen den Ringflanschen 111, die abdichtend an der Wandung der Bohrung 119 anliegen, in Verbindung steht.
Sodann wird das Härtbare Material 101 durch die Öffnung 123 eingespritzt, so daß es den freien Raum innerhalb der Bohrung zwischen den Flanschen 111 unter Druck vollständig ausfüllt, und auf diese Weise die gleitfähige Flockschicht 79 der Oberfläche der z,ylindrischen Elemente 107 und 109 in der gleichen Weise genau angepaßt wird wie bei der-zuvor beschriebenen Ausführungsform die Gleitschicht 79 der Oberfläche der kugel 73. Wie man sieht, werden durch die Auarundungen oder abgerundeten Ecken 117 der zylindrischen Elemente entsprechende Auswölbungen oder Ausweitungen an den Enden der Flockschicht 79 gebildet. Dies erleichtert das Bin-2 schieben der Welle oder dgl. in die fertige Lagerbuchse 125 (Fig.
18) nach Entfernen der zylindrischen Elemente.
Nachdem das Härtbare Material 101 erhärtet ist, werden die zylindrischen Elemente 107 und 109 aus der Bohrung 119 herausgezogen, indem die verhältnismäßig schmale Verbindung an der Öffnung 123 durch die angewandte Scherkraft aufgebroohen wird. Dann werden die zylindrischen Elemente 107 und 109 voneinander getrennt, so daß'die Lagerbuchse 125 (Fig. 18) frei wird. In der Lagerbuchse 125 ist die gleitfähige Flockschicht 79 An den gehärteten Belag 81 eingebettet, so daß sie mechanisch in ihrer Lage festgehalten Wird. Der gehärtete Belag 81 ist in geeigneter Weise an das härtbare Material ltkl angebunden, wie zuvor beschrieben. Die Fettschicht 77 kann man auf der Oberfläche der gleitfähigen Flockschicht 79 belassen, da sie lediglich eine zusätzliche Schmierung die für/Oberfläche der durch die Buchse 125 zu lagernden Welle abgibt.
Auch hier ist jedoch zu bemerken, daß die Schicht aus gleitfähigem Flockmaterial 79 die eigentliche Gleitfläche der Lagerbuchse 125 darstellt, und daß, wenn Teflonfasern oder dgl. verwendet werden, die Lagerbuchse keinerlei Schmierung mehr benötigt, nachdem die Fettschicht 77 sich im Betrieb auf gebraucht hat.
Während bei den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung der Hartbelag 81 als Trenn- oder Sperraehicl1t verwendet worden ist, kann man diesen Belag natürlich auch weglassen und das, härtbare material 101 unmittelbar auf die Flockschicht 79 aufgießen, falls dies mit entsprechender Sorgfalt geschieht. Dazu bedient man sich statt des .Spritzgießverfahrens vorzugsweise des Pressform- oder Umgie#verfahrens. Ferner wirkt die Flockschicht selbst, wenn sie engflechtig ist, als Sperrschicht derart, daß sie ein Durchsickern des härtbaren Materials auf die Kugeloberfläche verhindert. Im gleichen Sinne kann man, wenn man den Formvorgang sehr sorgfältig überwacht und steuert, eventuell auch den Verfahrensschritt des Einfrierens der Fettschicht weglassen.
Es ist jedoch klar, daß sowohl das einfrieren des Fettes als auch das Anbringen des liartbelages sehr wesentliohe Vorteile mit sich bringen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Lagerelement, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Verhältnismä#ig dünnen metallischen Grundschicht auf seiner Au#enseite und einer verhältnismä#ig dünnen Schicht aus Pclytetrafluoräthylen-Fasern, die mittels einer gehärteten bindefähigen Schicht aus Harzmaterial an die Innenfläche der Grundschicht angebunden sind, besteht, ei die ganze Anordnung durch Pressformen der bindefähigen Schicht auf einen vorbestiimten Innendurchmesser genau zugpa#t ist.
2. Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# es mindestens an einem Ende abgerundet ist, und die Schicht aus Polytetrefluoräthylen-Fasern über du abgerundete Ende reicht, um das Aufstreifen des Elementes in Form einer Lagerbuchse auf eine Welle zu erleichtern.
3. Kugelgelenk mit einer Kugelzapfen und einem die Kugel umkleidenden Lagerfutter, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerfutter aus einer äußeren metallischen Grundschicht und einer gleitfähigen Innenschicht, die an der Kugeloberfläche anliegt und durch eine gehartete Harzbindeschicht an die Grundschicht angebunden ist, besteht, wobei das Lagerfutter in einer Pfanne eingespannt ist derart, daß die Kugel mittels des Lagerfutters drehbar in der Pfanne gelagert wird.
4. Kuglzapfengelenk lit einer Kugel am einen Zapfenende und einet die Kugel umkleidenden Lagerfutter, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerfutter aus einer äußeren harten Grundschicht besteht, an die eine sioh dicht an die Kugeloberfläche anschmiegende, gleitfähige Innenschicht angebunden ist derart, daß di. kugel gelenkig im Lagerfutter gelagert ist, und das Lagerfutter unter Bildung eines Kugelgelenk. in eine Pfanne eingespannt werden Kann.
5. Kugelzapfengelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da# die gleitfähige Schicht aus Polytetrafluoräthylen-Fasern besteht.
6. Kugelzapfengelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gleitfähige Schicht an die Grundschicht mittels einer gehärteten Harzbindeschicht angebunden ist, die durch Pressformen auf die ungefähre Form der Kugel zugepa#t ist und die gleitfähige Schicht unter Druck genau an die Kugeloberfläche anschmiegt.
7. Lagerelement zur gleitbaren Lagerung der Oberfläche eines Lagerteiles, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem gehärteten, starren Unterlagmaterial, das mit seiner Ianenfläche der ungefähren Form der Lagerteiloberfläche angepaßt ist, sowie einer Schicht aus teilweise in die Innenfläche eingebettetem gleitfähigen Flockmaterial, das die Gleitfläche des Lagerelementes bildet, besteht.
8. Lagerelement nach Anspruch 7, dadurch getonnsclchnet, daß eine Schicht aus gleitfähigem Material auf die frei liegende Fläche des Flockmaterials aufgebracht ist.
9. Lagerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die freiliegende Fläche des Flockmaterials aufgebrachte Schicht eine Fettschicht ist.
10. Iagerelement nach einer der Ansprüche 7-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Plockmaterial aus kleinen Faserstücken aua Polytetrafluoräthylenharz besteht.
11. Lagerelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das gehärtete Material einb wärmehärtbares Hars ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Lagers, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anbinden einer Gleitschicht an die Oberfläche einer dünnen Grundschicht mittels einer härtbaren Bindeschicht ein Lagerband gebildet wird, daß das Lagerband auf einem Dorn zugeformt wird, daß durch Ausüben von Hitze und Druck auf das zugeformte Lagerband die Bindeschicht erweicht und dadurch die Gleitschicht genau auf die Dornoberfläche sugepaßt wird, und daß durch Härten der Bindeschicht die Gleitschicht in ihrer genau zugepa#ten Form verankert wird.
13. Verfahren zum Herstellen eines Kugelgelenks, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel eines Kugelzapfens mit einer Schicht aus gleitfähigem Material uikleidet wird, daß die Kugel mit der Umkleidenden Gleitschicht in ein um die Kugel einen Hohlraua bildendes teilbares Gesenk eingebracht wird, daß durch Einspritzen eines härtbaren Unterlagmateriales in den Hohlraum die Gleitschicht auf die Kugeloberfläche zugepaßt wird, daß das Unterlagmaterial gehärtet und die Kugel mit den umkleidenden Schichten aus dsm Gesenk entfernt wird, so daß die Gleitschicht und die Unterlagschicht ein Gelenklager für die Kugel bilden.
14. Verfahren zum Herstellen eines Lagers, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Metallstreifen eine Gleitschicht aus Fasermaterial befestigt wird, daß von dem Metallstreifon bestimmte Längen abgeschnitten und an den Enden der abgetrennten Längen Bfestigungsmittel gebildet werden, ds# die abgetrentnten Längen aufgedreht und durch Zusammoufügen der Bofestigungsmittel S Zylindern geformt werden, da# die Zyliador auf einen genauen Innendurchmesser kalibriert werden, und daß die Au#endurchmesser der Zylinder auf eine gewünschte Abmessung zubearbeitet worden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht unter Anwendung von Hitze und Druck genau auf eine Lagerfläche zugepaßt wird.
16. Verfahren zum Herstellen eines formgegossenen Lagers, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche eines Lagerelementes eine Flockhalteschicht aufgebracht wird, daß auf die Flockhalteschicht eine Schicht aus gleitfähigem Flockmaterial aufgebracht wird, und daß auf die Schicht aus gleitfähigem Flockmaterial ein Schicht aus härtbarem Material aufgebracht wird, die nach dem Erhärten das Flockmaterial mechanisch in seiner Lage festhält.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockhalteschicht ausgefroren wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockhalteschicht aus Fett oder dgl. besteht, daß das Flockmaterial aus Polytetrafluoräthylen-Harz beateht, und daß das Flockmaterial mindestens teilweise in die Oberfläche der härtbaren Schicht eingebettet ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-18 zua Herstellen einer Lagerbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockhalteschicht auf die Oberfläche eines zylindrischen Elementes aufgebracht wird, daß auf die Schicht aus Flockmaterial ein verhältnismä#ig dünner gehärteter Belag aufgebracht wird, da# das zylindrische Element in die Bohrung einer Gießform eingesetzt wird, und da# ein härtbares Materisl unter Druck in die Bohrung hineingespritzt und um den gehärteten Belag herumgegossen wird derart, daß sich die Schicht aus Flockmaterial der Oberfläche des Zylindreschen Elementes genau anschmiegt, und das härtbre Material beim Erhärten eine starre Unterlage für die Flockmaterialschicht bildet.

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