DE2150847B2

DE2150847B2 - Reibungsarmer Gleitschicht-Stoff für Lager

Info

Publication number: DE2150847B2
Application number: DE2150847A
Authority: DE
Inventors: Richard J Matt
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1971-07-08
Filing date: 1971-10-12
Publication date: 1981-01-15
Also published as: US3765978A; DE2150847C3; FR2145130A5; JPS57176924U; US4074512A; GB1352755A; JPS5838650B1; DE2150847A1; CA950520A; JPS552888A

Description

Die Erfindung betrifft einen reibungsarmen Gleitschicht-Stoff für Lager, bestehend aus mit einem wärmegehärteten Kunstharz ausgegossenen Garnen aus einem Bündel aus Tetrafluoräthylenfäden und hochtemperaturfesten Polyamidfäden.

Aus der US-PS 29 53 418 ist ein Garn zur Verwendung in einer reibungsarmen Lagergleitschicht bekannt, das aus einem zusammengefaßten Bündel aus Tetrafluoräthylenfäden und Polyamidfäden besteht, die mit einem wärmehärtbaren Kunstharz getränkt sind.

Die US-PS 3000 076 zeigt eine Lagerbüchse aus mit einem Kunstharz imprägnierten Garnen, wobei an der Lageroberfläche ein Garn mit niedrigem Reibbeiiwert angeordnet ist

Die US-PS 35 28 714 betrifft ein Gleitlager aus einem Gemisch aus einem Kunstharz und Partikeln aus Polytetrafluoräthylen, die zur Verbesserung der Binchingsfähigkeit chemisch geätzt sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Gleitschicht-Stoff für Lager hinsichtlich der Belastbarkeit des Lagers, der Abnutzungsbeständigkeit und der zulässigen Betriebstemperaturen zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden am Fadenmaterial bis zu 50 Vol.-% beträgt und die Tetrafluoräthylenfäden mit einer Drillung von nicht mehr als etwa 1,2 Windungen je cm mit den Polyamidfäden verzwirnt sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird beispiels

weise nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 in perspektivischer vergrößerter Darstellung ein Garn för den Gleitschicht-Stoff zeigt

Fig.2 und 3 zeigen im Schnitt ein Garnbündel in verschiedenen Herstellungsstufen,

Fig.4 zeigt vergrößert im Schnitt einen Teil eines Lagers aus dem Gleitschicht-Stoff.
F i g. 5 zeigt im Schnitt ein fertiges Lager.

ίο Es werden Fäden aus hochtemperaturfestem Polyamid und aus Tetrafluoräthylen verwendet Das Polyamid ist in dem Garn in einem Anteil von mindestens 50 VoL-% sämtlicher Fadenmaterialkomponenten (einschl. des Tetrafluoräthylens) vorhanden. Vorzugsweise beträgt dabei der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden von 20 bis 30Vol.-%. Die Garnfäden sind verhältnismäßig lose und haben einen sehr geringen Drall von nicht mehr als etwa 1,2 Windungen je cm.
Herkömmlicherweise werden die zu einem Garn zu

μ vereinenden Fäden mit einem sehr dünnen Schlichtmittel zugeliefert, das die Handhabung beim Aufbau eines Gewebes, Gewirkes o.dgl. vereinfacht Es wurde gefunden, daß der Oberzug des Schlichtmittels auf handelsüblichen Fäden, beispielsweise auf Tetrafluoräthylenfäden oder Polyamidfäden, ein Faktor ist mit dem insofern gerechnet werden muß, als die Aushärtungstemperaturen für das synthetische Tränkharz derart sind, daß sich feine Bläschen bilden oder daß das Harz mit dem Schlichtmittel auf andere Weise reagiert Das Produkt einer solchen Reaktion, beispielsweise Gasbläschen, dEc sich beim Erhitzen von Schlichtmitteln bilden, die Vinylalkohole enthalten, wird zu einem bleibenden Bestandteil des gehärteten Harzes in der unmittelbaren Nähe des zu stützenden Fadens. Dadurch wird nicht nur die Dichte des Harzes an der Gleitfläche des Lagers oder in deren Nähe vermindert sondern die

Abstützung und der Einschluß der Fäden durch das Harz werden erheblich beeinträchtigt Es wird daher ein solches Garn als lose Vereinigung,

d. h. mit dem erwähnten giiringevt Drall, vorgesehen, so daß die innersten Fäden des Garnes selbst nach dem Flechten, Stricken, Wirken oder Weben beim Aufbau des Gleitschichtstoffes lose und zugänglich sind. Wegen des losen Charakters des Garnes selbst nach Herstellung des Stoffes ergibt sich die Möglichkeit die Schlichtmittel mit einem Lösungsmittel gründlich auszuwaschen. Durch das Waschen wird ein schlaffer Stoff mit noch mehr Hohlräumen innerhalb der Garae erzeugt der bis zu den Wänden der einzelnen Fäden selbst gereinigt ist Dabei wurde eine weitaus größere Affinität der Fäden gegenüber flüssigem Kunstharz nach dem Waschen, Trocknen und auch Pressen des Stoffes festgestellt Es wird angenommen, daß die gereinigten Fäden zahlreiche Kapillarwege bilden, die wegen des geringen Dralles flüssiges Harz dochtartig ansaugen.

F i g. 1 zeigt ein Garn aus einem Bündel 10 aus kontinuierlichen, geschlichteten Tetrafluoräthylenfäden, das mit einem Bündel ti aus kontinuierlichen, geschlichteten Fäden aus hochtemperaturfestem Polyamid gezwirnt ist

Fig.2 zeigt den Schlichtmittelüberzug 12 jedes Fadens 13 in einem Garnbündel. Die Fäden sind dank dem äußerst minimalen Drall nicht straffgezogen, so daß das Bündel ohne weiteres auf das Waschen in einem Lösungsmittel für das Schlichtmittel anspricht. Durch Waschen wird das Schlichtmittel gründlich beseitigt, so dnß das Kunstharz 14 voll einzudringen vermag, wie

dies in F i g, 3 angedeutet ist Dieser Sachverhalt ist noch eingehender in F i g. 4 veranschaulicht, die zeigt, daß an der Gleitfläche 15 des Lagers sowohl Fäden 13' aus Tetrafluoräthylen als auch Fäden 13" aus hochtemperaturfestem Polyamid zutagetreten, wobei der Umriß der Gleitfläche IS von der den Umriß bildenden Räche 16 bestimmt wird. Die Fläche 16 ist Teil eines Formungselementes 17, dem der Stoff bei der Herstellung der gewünschten Gleitfläche 15 angepaßt wird.
Im folgenden werden einige Beispiele angegeben.

Beispiel 1

Ein Atlasgewebe 4:1 wird unter Verwendung eines aus mehreren Komponenten aufgebauten Kettgarnes aus Tetrafluoräthylen und eines Füllgarnes aus Poly- is amid hergestellt Die Komponenten des Kettgarnes erhalten dann einen Drall von 1,2 Windungen je cm. Die Schnittflächen der Tetrafluoräthylenfäden und Polyamidfäden in dem Kettgarn sind so gewählt, daß ca. 25% Tetrafluoräthylen an der Lagergleitfläche zutagetreten, während der Rest der Lagergleitfiäche aus Polyamid besteht

Nach dem Weben wird das Gewebe zur Beseitigung des Schlichtmittels gründlich in siedendem Wasser gewaschen, wenn das Schlichtmittel wasserlöslich ist Nach geeignetem Nachspülen, Trocknen und Pressen wird das Gewebe zugeschnitten und als Gleitschicht 20 eines einfachen Pendellagers (F i g. 5) verwendet

Bei der Herstellung des Lagers gemäß Fig.5 wird zunächst ein Innenring 21, der eine Kugel ist mit einem geeigneten Formtrennmittel überzogen. Der Außenring 22 ist verformbar und hat im Endzustand eine Hohlkugelfläche, wie dargestellt die jedoch ursprünglich eine gerade zylindrische Bohrung iat in die ein Zuschnitt aus dem gewaschenen Gewebe eingefügt wird, der mit einem ungehärteten Kunstharzstoff überzogen wird. Der Harzstoff kann ein Phenol-, Epoxyd-, Fluoräthylenpropylen- oder Pciyamidklebstof f sein. Danach wird der Außenring 22 geformt

Beispiel 2

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Der Gleitschichtstoff ist abermals ein Atlasgewebe, das sich von dem gemäß Beispiel 1 nur dadurch unterscheidet daß als Füllgarn Polyestergarn verwendet wird. Das Gewebe wird zur Beseitigung des gesamten Schlichttnittels gründlich in siedendem Wasser gewaschen und dann vor Einbau in ein Lager getrocknet und gepreßt Das Trocknen erfolgt während 15 Minuten bei ca. 163°C in einem Luftumwälzofen zur Erzielung einer Wärinedurchtränkung und einer Gewe- so beschrumpfung innerhalb des Bereiches der Aushärtungstemperatur des Kunstharzes (in diesem Fall eines Phenolharzes), so daß ein Schrumpfen während des Aushärtens des Harzes vermieden oder wenigste*« wesentlich vermindert wird.

Beispiel 3

Der Gleitschichtstoff ist abermals ein Atlasgewebe, das sich von dem des vorangegangenen Beispiels nur dadurch unterscheidet, daß als Füllmaterial Glasfasergarn verwendet wird. Dieses Füllmaterial ist ein einfaches Fiberglasgarn. Das Waschen und die Fertigstellung erfolgen wie für Beispiel 1 beschrieben.

Beispiel 4

Der Gleitschichtstoff ist ein schlauchförmiges Geflecht aus Garnen, die im wesentlichen so aufgebaut sind, wie für das Kettgarn des Beispiels 1 beschrieben. Dieses Geflecht wird auf Länge zugeschnitten und auf einen Dorn des gewünschten Umrisses aufgezogen, der mit einem Trennmittel überzogen ist, und das Geflecht wird durch einen Grundstoff <ois Fiberglas und Epoxydharz gestützt Das Schlichtmittel wird nach dem Flechten und vor Aufbringen des Geflechtes auf den Dorn entfernt

Beispiel 5

Der Gleitschichtstoff ist ein gestrickter Schlauch aus Garnen, die dem Kettgarn des Beispiels 1 entsprechea Der Schlauch wird auf Länge zugeschnitten, auf einen Dorn aufgebracht und wie im Beispief 4 mit Stützmaterial versehen und verfestigt Auch hier wird nach dem Stricken und vor dem Aufbringen des Schlauches auf den Dorn das Schlichtmittel entfernt

Die Beseitigung des Schlichtmittels aus dem Stoff gewährleistet eine Erhöhung der Harzdichte im Interesse einer besseren Verbindung mit dem Polyamidgarnen und somit bessere, konzentrierte Abstützung der an der Gleitfläche des Lagers zutagetretenden Tetrafluoräthylenfäden. Wenn eine noch bessere Haltung an allen Fäden gewünscht wird, sollten die Tetrafhioräthylenfäden geätzt werden.

Der geringe Drall ermöglicht ein vollständiges Durchwaschen aller Fäden im Interesse einer wirksamen Durchtränkung mit Harz.

Es hat sich femer gezeigt daß die höchste Reibungsarmut der Tetrafluoräthylenfäden dann erzielt wird, wenn ihr Anteil an der Gleitschichtoberfläche 50% erreicht; wenn die zusätzliche Festigkeit des Polyamidgarnes in Betracht gezogen wird, werden beste Ergebnisse bei einem Tetrafluoräthylen-Anteil von 20 bis 30 Vol.-% errekht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reibungsarmer Gleitschicht-Stoff für Lager, bestehend aus mit einem wärmegehärteten Kunstharz ausgegossenen Garnen aus einem Bündel aus Tetrafluoräthylenfäden und hochtemperaturfesten Polyamidfäden, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden am Fadenmaterial bis zu 50VoL-% beträgt und die Tetrafluoräthylenfäden mit einer Drillung von nicht mehr als etwa 1,2 Windungen je cm mit: den Polyamidfäden verzwirnt sind.

2. Gleitschicht-Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden am Fadenmaterial etwa 20 bis 30 VoL-% beträgt

3. Gleitschicht-Stoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tetrafluoräthylenfäden geätzt sind.

4. Gleitschicht-Stoff nach einem der vorhergehenden Aisorüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus den Garnen geflochten, gestrickt, gewirkt oder gewebt ist

5. Verfahren zur Herstellung eines reibungsannen Gleitschicht-Stoffes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus geschlichteten Tetrafluoräthylen- und Polyamfc'fäden hergestellte Stoff vor dem Ausgießen mit dem Kunstharz zur Beseitigung des Schlichtmittels in einem Lösungsmittel gewaschen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, cjß das Waschen in einem Temperaturbereich bis zum Siedepunkt des Lösungsmittels erfolgt, um den Stoff vor dem Ausgießen kontrolliert schrumpfen zu lassen.