DE2148385A1

DE2148385A1 - Verfahren zur Herstellung von Flachen teilen geringer Reibung

Info

Publication number: DE2148385A1
Application number: DE19712148385
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FR2109858A5; CA962568A; AR193049A1; GB1359228A

Description

Verfahren zur Herstellung von Flächenteilen geringer Reibung

'Die Erfindung betrifft die Verwendung von aus Polytetrafluoräthyjlen bestehenden Fasern bzw. Fäden, welche geringe Reibung aufwei-■ sen und welche schwierig miteinander zu verbinden sind, wenn sie !einen Flächenteil geringer Reibung darstellen sollen. Mit aus !Polytetrafluoräthylen bestehenden Fasern hat man beste Anwendungs- :möglichkeiten, wenn die Fasern mit Fasern eines klebefähigen Materials in ein Gewebe eingewebt werden. Eine Seite desselben ist mit den aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Fäden bzw. Fasern j

verbunden, weiche an der entgegengesetzten Seite verankert sind. i

üie Erfindung stellt demgegenüber eine Verbesserung dar, da der , ! - ι

!gefertigte Faden automatisch am Element aufgetragen wird, welches i die Fläche geringer Reibung aufzuweisen hat. Wickelmaschinen £'ür Fäden gelten als bekannt und es stellt keine Schwierigkeit dar,

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die zubereiteten Fäden auf einen Zylinder, auf Kugeln und auf Kör-

' pern anderer Form aufzuwickeln. Aus Teflon bzw. Polytetrafluoräthylen bestehende Fäden können auf verschieden Weise behandelt und allein oder mit anderen Faserbündeln aus klebefähigeRi Material und dergleichen verwendet werden. Fasern aus klebefähigee "iaterial können mit den aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Fasern bei der Fertigung eines Fadens benutzt werden, wenn sie gezwirnt, geflochten oder auf andere Weise gelegt werden. In gewissen Fällen kann ein Drahtkern bzw. eine Seele für den Faden zur An-

; wenäung gebracht werden. Die Fäden werden vorzugsweise mit einem Klöbsmittelharz bedeckt. Wenn die Fertigungskosten·sich nicht als wesentlich erweisen, dann kann ein sehr dünner Belag von Silber unter Vakuum auf der Fläche der Polytetrafluoräthylenfäden aufgebracht werden, wonach man diese Fläche mit einem dünnen Belag von Harz beschichtet. Das Harz kann direkt an den Fäden aufgetragen werden; eine beträchtliche Anzahl dieser Fäden wird in einem erhitzten Gesenk geformt, wobei sich die Fäden in Form j einer Einheit bzw. einer Schnur abbinden. Diese härtet bis zur B-Stufe aus. ^;

Die fertige Schnur besitzt Ik Vergleich zu einem Einzelfaden beträchtlichen Querschnitt und kann auf einen Körper aufgewickelt werden, um an diesem eine Fläche geringer Reibung zu bilden. Der Körper alt darauf gewickelter Schnur kann an der Innenfläche mit einem harzbeschichteten Faden aus Baumwolle,Glas und dergleichen kiebefähigen Material umwickelt sein, wobei dieser Faden den Träger für ά&τι Belag geringer Reibung darstellt. i)nick und Wärme wird angelegt, um das Harz abzusetzen bzw. au?zuh!lrt^n und um alle

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Fäden in einer Einheit miteinander zu verbinden. Bei Verwendung einer Stange mit daran befindlichem Kugelende wird die Schnur um die Kugel gewickelt, wonach das Außengehäuse im Gesenk auf dem Faden aufgebracht wird, bevor oder nach dem man den gewickelten Faden aushärtet. Bei Verwendung an einem Kugelzapfen für einen Sockel kann Druck und Wärme am Faden angelegt werden, nachdem dieser um die Kugel gewickelt wurde. Han erhält somit eine harte, geringe Reibung aufweisende Fläche von genauem Durchmesser und von Kugel form, üiese Kugel wird anschließend in einem Paar mit Flanschen versehener Stanz- bzw. Preßteile bekannter Art gehalten. Der Belag geringer Reibung kann auf einem Dorn aufgewickelt werden, wobei der klebefähige Faden um den Dorn gelegt und innerhalb

einer Hülse mit einer schrägen Eingangsfläche gehalten wird. Die Hülse verdichtet die gewickelten Fäden, bevor diese ausgehärtet werden, um eine Lagerhülse zu bilden. Die Zubereitung der Schnur bzw. der Fäden und das Aufwickeln derselben auf den jeweiligen Körper stellen einen wesentlichen Vorteil dar, da die Kosten reduzierbar sind und da das Herstellungsverfahren automatisiert werden

: kann.

Die Erfindung kennzeichnet sich durch das Aufwickeln eines zube- j

j reiteten Fadens aus einem Material geringer Reibung, welchem ein ·

klebefähiges Material zugeordnet ist. Der Faden wird auf einem ' tragenden Mienent bzw. Körper aufgetragen und bildet eine Fläche

: geringer Reibung, welche mittels automatischer Herstellung auf '

schnelle Weise gefertigt werden kann. Der Faden besteht aus ein-

j zelnen Fasern von PolytetrafliCiöthylen oder aus Bündeln abgebun- -4-

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;dener Fäden oder Fasern, so aus Nylon, Glas, Baumwolle und der- ! gleichen. Die Fäden werden gezwirnt bzw. gedreht und sind mit j einem in der Mitte befindlichen Drahtkern oder ohne diesem ausge- ■■ stattet. Die Fäden sind so bearbeitet, daß sie eine Fläche klebe- ; fähigen Harzes aufweisen. Ein Bündel der Fäden wird bei Erhitzung

auf die B-Stufe mittels eines Dornes dimensioniert bzw. gebildet, • um in gewickelter Lage ein Element mit Fläfren geringer reibung darzustellen.

. Die Erfindung ist anhand von Ausführiiiigsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

¹ Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Ansicht eines Fadens aus gedrehten bzw. gezwirnten Fasern geringer Reibung; j
j Fig. 2 ist eine Ansicht eines Fadens, welcher aus geflochtenen

Fasern aus einem Material geringer Reibung gefertigt ist;

Fig. 3 ist eine Ansicht des in den Fign. 1 und 2 dargestellten ϊ

Fadens mit einem durch die Mitte verlaufenden Drahtkör- · per;

Hg. 4 ist eine Ansicht eines zusammengesetzten Fadens bzw. |

einer Schnur, welche aus gezwirnten oder geflochtetenen ',

Fasern geringer Reibung und aus klebefähigen Fasern oder Fäden besteht;

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines Vakuumgehäuses zur Vakuumauftragunj? von Metall auf dem Faden;

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Fig. 6

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ist eine Ansicht eines Behälters, innerhalb welchem Spulen des Fadens mit einem Harz imprägniert werden;

Fig. 7 ist eine Ansicht eines Gerätes zum Imprägnieren eines einzelnen Fadens, wenn dieser von einer Spule auf eine andere Spule gewickelt wird;

Fig. 8 ist eine Darstellung eines Gerätes zum Verdichten, zur Größenbemessung und zur Erhitzung des Fadens bzw. einer Schnur von bestimmter Gestalt und Größe," welche aus mehreren Einzelfäden besteht;

: Fig. 9

ist eine Ansicht einer Welle mit darauf gewickeltem Faden vor Aushärtung des Harzes, mit welchem der Faden behandelt wurde;

Fig. 10 ist eine Ansicht eines stumpfe Enden aufweisenden Kugel-!

i körpers, auf welchem der Faden aufgewickelt wurde und '

sich an diesem abbindet; !

Fig. 11 ist eine Ansicht der in Fig. 10 dargestellten Kugel, umhüllt durch ein Außengehäese;

Fig. 12 ist eine Ansicht eines Dornt und einer Hülse, innerhalb welcher Faden in Fora einer Lagerhülse verdichtet sind;

Fig.13 ist eine Ansicht der in Fig. 11 dargestellten Lagerhülsen, welche auf Zapftn aufftsetzt sind, un bei Abkühlung ihre Größenabmessung zu behalten; -6-

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Fig. 14 ist eine vergrößerte Sclmittansicht der in Fig. 12 und 13 dargestellten Lagerhülse;

Fig. 15 ist eine Ansicht einer aus dem Faden bzw. aus der Schnur gefertigten Dichtung, welche Wellenform besitzt und flexibel ist, wenn sie durch eine Gummihülse an die zu dichtende FJäche angelegt wird;

Fig. 16 ist eine Ansicht eines Kugelzapfens mit darauf gewickeltem und befestigtem Faden;

Fig. 17 ist eine Ansicht der in Fig. 14 dargestellten Kugel mit darauf verdichtetem und abgebundenem Faden in fertig gehärtetem Zustand;

Fig. 18 ist eine Ansicht der in Fig. 17 dargestellten Kugel innerhalb eines Sockels von herkömmlicher Form; und

Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines Zapfens mit einer daran befindlichen, im Schnitt dargestellten Kugel,aus einem gewickelten Faden klebefähigen Materials unter Darstellung des auf den klebefähigen Faden aufgewickelten Fadens von geringer Reibung.

Fäden aus Polytetrafluorethylen (Teflon) oder vergleichbarem Material geringer Reibung sind gemäß Fig. 1 der Zeichnungen in Form •ines gezwirnten bzw* gedrehten Fadens 11 angeordnet» oder in Fon eines geflochtenen Fadens 12 geaäß Fig. 2. Der Faden kann auch in

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Form eines Fadens 11 oder eines Fadens 12 aufgebaut sein und in der Mitte eine Seele bzw. einen Draht 13 aufweisen. In Fig. 4 der . Zeichnungen ist ein zusammengesetzter Faden 14 dargestellt. Dieser wurde unter Verwendung von aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Bündeln von Fasern 15 gefertigt, welche mit Bündeln aus klebefähigen Fasern 16 gezwirnt oder geflochten wurden. Der auf diese Weise hergestellte Faden kann durch die klebefähigen Fasern bzw. Fäden geliebt werden. Der Faden gemäß Fign. 1, 2 oder 3 der Zeichnungen wird auf verschiedenartige Weise behandelt.So '.ird der Faden beispielsweise gemäß Fig. 5 der Zeichnungen unter Vakuum irit Silber oder einem vergleichbaren üetall beschichtet, Der Belag ist äußerst dünn gehalten,reicht jedoch aus, um eine Abbindung mit Harz herbeizuführen. Gemäß Fig. 6 der Zeichnungen werden Spulen 17 des Fadens in einen Behälter 1S eingebracht und im darin befindlichen

kann
' Harz eingetaucht. Ein VakuunIangelegt werden, um die Fäden auf den Spulen zu beschichten. Gemäß Fig. 7 der Zeichnungen Äift ein Faden 19 von einer Spule 21 durch Harz 22 innerhalb eines Behälters 23 und durch ein Heizgerät 24, wo das Harz bis zur B-Stufe ausgehär- [ tet und schließlich auf einer Spule 2 5 aufgewickelt wird.Gemäß Fig. 8 der Zeichnungen weist ein zur Größengebung und zur Härtzungj j dienendes Gerät 26 eine öffnung 27 voribeliebiger Form auf. Durch j die in der Zeichnung quadratisch dargestellte öffnung wird eine

■ große Anzahl der Fäden 11, 14 etc. gezogen, wobei durch den obe-

■ ren Teil 28 eine geringe Wärme ax^elegt wird. An unteren Bereich

! ι

! der Fäden wird durch den unteren Teil 29 eine größere Wärme an- j

j gelegt. Das Aushärten geschieht innerhalb des B-Härtestadiums und j

j die auf diese Weise gefertigte Schnur 32 kann annähernd 1/30 S i
eines Quadratzolls sein.

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In Fig. 9 der Zeichnungen ist eine Welle 31 dargestellt, auf wel- j eher die Schnur 32 vor Verdichtung und Aushärtung aufgewickelt ^; wird, um durch diese Behandlung an der Welle festzukleben. In

Fig. 10 der Zeichnungen ist die Kugel 33 eines Stangenendes dargestellt. Auf dieser Ku£,el ist die Schnur 32 aufgewickelt und

wird durch ein vor oder während des Wickeins aufgetragenes Klebe-■ mittel gehalten. Anschließend wird ein Gehäuse 34 in üblicher Wei- ; se an der Kugel angeordnet, beispielsweise durch Drehen, wobei die

Einheit durch ein Gesenk oder dergleichen gedrückt wird. Die Fädea j werden auf der Kugel verdichtet und härten sich bis zur Endstufe
j aus, wobei sie sich an der Kugel und miteinander verbinden. ;

' In Fig. 12 der Zeichnungen ist ein Dorn 35 dargestellt, welcher
aus einem Körper 36 und aus einem Kopf 37 besteht. Um den Dorn ·

j 35 ist eine Schnur 32 gewickelt, welche ihrerseits mittels einer ' I
Schnur 38 aus klebefähigem Material umwickelt ist. Der Dorn 35 und

; die gewickelten Schnüre sind durch eine Hülse 39 eingeführt, wel-
! ehe eine schräg zulaufende öffnung 41 aufweist. Die Schnüre werden so am Körper 36 als auch in Längsrichtung desselben verdichtet
und erhitzt, um das Harz auszuhärten. Nachdem der Dorn 35 abgenommen ist wird die Lagerhülse 42 von der Hülse 39 abgezogen. Die |

ι Lagerhülse 42 verbindet sich nicht mit der Innenfläche der Hülse I 39, da die Oberfläche der Hülse 39 in bekannter Weise äußerst | glatt zubereitet wird, beispielsweise durch Chroiiplattierung.Die
Lagerhülsen42 werden nach Abnahme von der Hülse 39 auf Zapfen 43

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aufgesteckt. Die Zapfen 43 befinden sich auf einer Endloskette 44 und halten den inneren Durchmesser der Hülsen 42, wenn diese ab-

j kühlen. Gemäß Fig. 14 der Zeichnungen wird der äußere Körper der

^; Lagerhülse 42 aus einer klebefähigen Schnur 38 gefertigt, während ; die innere Endfläche aus der Schnur 32 geringer Reibung besteht. Im Inneren und an einer Endfläche der Hülse erhält man aufwiese Weise Flächen geringer Reibung. Es ist erkennbar, daß eines der inneren Enden der Hülse 42 an der durch Bezugsnummer 45 bezeichneten Stelle abgefast bzw. abgerundet ist, während das entgegengesetzte äußere Ende des Xörpers an der durch Bezugsnummer 46 bezeichneten Stelle abgefast ist. Die Hülse kann also in eine Öffnung eingeführt werden, wonach die Welle in die Lagerhülse einge-

! schoben wird.

j In Fig. 15 der Zeichnungen ist eine Dichtung 47 dargestellt, wel-' ' ehe aus einem kreisförmigen Körper 48 geringer Reibung besteht.

ι
Der kreisförmige Körper 48 besteht aus mehreren Windungen bzw.

.; Lagen der Schnur 32, von welcher Teile 49 bezüglich der Mittelj ebene beidseitig versetzt sind. Man erhält auf diese Weise einen welligen Ring, welcher eine Flexibilität besitzt, um gegen eine abzudichtende Fläche angedrückt zu werden. ;

Ein Ring 51 aus einem elastomeren Material liegt an der Innen- [ oder Außenfläche des Körpers 48 an, um diesen abdichtend an eine \ Innen- oder Außenfläche anzudrücken.

In Fig» 16 der Zeichnungen ist ein Kugelzapfen dargestellt, Der Kugelteil 53 wird mit Hilfe der Schnur 32 in vorangehend be-

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schriebener Weise belegt, wonach die Fäden der Schnur innerhalb erhitzter Körper 54 und 55 verdichtet und gehärtet werden. Die Ku-

' gel kann eine oder mehrere, für öl dienende Nuten 56 aufweisen, in welchen sich die Fäden innerhalb der Körper 54 und 55 verdichten und aushärten. Der Kugelzapfen wird anstelle eines bisher ι geläufigen Kugelzapfens verwendet und wird einem gewöhnlichen

^: Sockel 57 gemäß Fig. 18 der Zeichnungen zugefügt. Die durch die ! verdichtete Schnur 32 gebildete Fläc geringer Reibung wirkt '■ in normaler Weise. Mit Hilfe der t'lnut 56 kann ein Schmiermittel ■ von Zeit zu Zeit zugegeben werden, um das Eindringen von Staub ! und Abriebteilchen an den miteinander in Eingriff.befindlichen j Flächen zu verhindern. Außerdem soll das Schmiermittel direkt an der Metallfläche des Sockels eingeführt werden.

Bei in Fig. 19 der Zeichnungen dargestellten Kugelzapfen 58 ist das Kopfende des Zapfenteiles 59 mit Wellen 61 ausgestaltet. Ein klebefähiger Faden bzw. eine mit Harz behandelte Schnur 62 wird über die Wellen 61 gewickelt, bis ein Kugelkopf geformt ist. Auf diesem Kugelkopf wird die Schnur 32 aufgewickelt und bildet die äußere Fläche von geringer Reibung. Die beiden Schnüre bzw. Fäden können in verschiedenen Arbeitsgängen gebildet werden. Die gewickelte, klebefähige Schnur 62 kann in Form einer Kugel angeordnet und schließlich ausgehärtet werden, wonach man die Schnüre 62 Über die Kugel wickelt, verdichtet und in Form eines vollkomme-

i nen Kugelkörpers mit genauem Durchmesser aushärtet.

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Das Wickeln der Fäden bzw. Schnüre geschieht auf schnelle Weise unter Verwendung automatisch arbeitender Wickelmaschinen bekannter Art. Die Schnur geringer 'eibung kann auf einer klebefähigen Schnur aufgewickelt oder kann wie vorangehend erwähnt durch eine klebefähige, gewickelte Schnur getragen sein. Die Schnur wird verdichtet und mit der Kugel abgebunden, wonach die tragende Schnur oder andere Elemente anschließenc bis zur endgültigen B-Stufe ausgehärtet werden. Bei diesem Verfahren werden die Kosten wesentlich reduziert, wenn der Belag aus Fäden geringer Pcibung

an Kugeln oder an anderen Elementen direkt aufgebracht wird, oder wenn eine klebefähige Schnur auf das Element aufgewickelt

' wird, um als Träger für den gewickelten Faden geringer Reibung

; zu dienen. An der Kugel kann vor dem Wickeln ein klebriger Belag aufgetragen werden. Der Belag kann auch beim Wickeln des Fadens aufgesprüht werden, so daß die Wicklungen an der Kugel und anein-

ι ander haften bleiben, bis sie verdichtet, ausgehärtet und an der Kugelffiche abgebunden sind. Man erhält auf diese Weise eine harte,

glatte Fläche mit geringer Reibung, bei exaktem Durchmesser und j genauer Wiedergabe der Kugelfοrm.

Das Herstellen der Fäden aus Faserbündeln eines Materials gerin- ' ger Reibung geschieht durch Zwirnen bzw. Drehen, Flechten und der- ! gleichen oder in Form eines zusammengesetzten Fadens unter Verwen-*

ι I

dung klebefähiger Fasern, wobei in gewissen Fällen ein Drahtkern ^! verwendet wird, um den fertigen Faden bzw. die Schnur nach dem J Wickeln in seiner Position zu halten. Die beschriebenen Herstellungsverfahren gelten als Basis für die Verwendung der Schnüre, insbe-

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besondere diejenigen mit Drahtkern. Schnüre von kleineren Querschnitt eignen sich für die vollständige Bedeckung von Flächen, ani welchen das Material geringer Reibung aufgebracht wird. Das Auf- '

' tragen eines sehr leichten Metallbelages, so eines Belages von ^: Silber auf den Polytetrafluoräthylenfäden von geringer Reibung

, ermöglicht eine Abbindung mit den Harz und eine gegenseitige Verbindung der Fäden an einem Element, auf welchem die Fäden aufgewickelt werden. Die Abbindung geschieht bei Anlegen von Wärme und von Druck. Bei Verwendung der Schnüre und Fäden der vorangehend

j beschriebenen Fertigung können Flächen geringer Reibung hergestellt werden, wenn die Fäden auf Dornkörpern, Kugeln, Hülsen, Stricken und dergleichen schnell aufgewickelt werden. Man kann

'; demnach jede Form von Flächen geringer Reibung auf einer Abstützung bzw. auf einem Element erreichen. Einige Beispiele für

. Flächen dieser genannten Art wurden vorangehend beschrieben.

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Claims

Patentanwalt· Dr. Ing. H. Negendank Dipl. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz Tel. 5580586 , Charles Samuel White 35826 41st Street East 28. September 1971 ■Palmdale, Calif. 93550,USA Anwaltsakte .-'-173O Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von Flächenteilen geringer Reibung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faden aus Fasern geringer Reibung auf der Oberfläche eines Teils aufgewickelt wird und daß

: die gewickelten Fasern zum Zwecke gegenseitiger Abbindung be- : arbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden vor dem Wickeln mit Harz beschichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Faden Hitze und Druck angelegt werden, um den Faden zu verdichten und um den darauf befindlichen Belag auszuhärten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fa-• den aus kontinuierlichen Längen von Faserbündeln geringer Reibung gedreht wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden aus kontinuierlichen Längen von Faserbündeln geringer reibung

'■ geflochten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden aus kontinuierlichen Längen von Faserbündeln geringer Reibung gefertigt wird, wobei die Fasern um eine in der liitte des Fadens befindliche Drahtseele gel ΐ. werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

Faden aus kontinuierlichen Längen von Faserbüirdeln aus PoIy-

: tetrafluoräthylen und aus Faserbündeln von klebefähigem Material

gefertigt wird.

■

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden aus eiiier kontinuierlichen Länge eines Faserbündels geringer Reibung gefertigt wird, und daß der Faden mit einem bindefähigen Harz beschichtet wird.

j

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einige '

der Faserbündeln geringer Reibung aus Polytetrafiuoräthylen

bestehen, und daß die übrigen Fasern aus dnem abbindefähigen , Material bestehen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß mehrere j der beschichteten Fäden 2u vorbestimmter Größe und Gestalt j

verdichtet und erhitzt werden, um das Harz auf die B-Stufe
auszuhärten. -15-

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11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil durch einen Kurbelzapfen ^euildet ist, in dessen Kugel die Fläche geringer reibung abgebunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil aus einem abgestumpften, mit einer öffnung durchsetzten Kugelkörper besteht, und daß über dem gewickelten Faden eine Hülse angeordnet wird, welche eine innere, entsprechend abgestunpfte Kugelfläche aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ^xtetallbela^ auf der Oberfläche der Fäden geringer Peibunp aufgebracht v.ird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Harz an der üetallfläche des Fadens aufgetragen wird.

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BAD OR1GIN^AL

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