DE2302641A1

DE2302641A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gleitlagern oder stuetzlagern

Info

Publication number: DE2302641A1
Application number: DE2302641A
Authority: DE
Inventors: Alain Biaunier; Alain Blaiberg; Georges Boudet; Jacques Georges Charpentier; Daniel Hein; Alain Jacquot; De Lavalette Pierre De Lacroix; Jean-Claude Meyer; Alain Jose Neron; Jean-Louis Nouveau
Original assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Current assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Priority date: 1972-01-19
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1973-08-02
Also published as: JPS4885027U; JPS5550412Y2; GB1416581A; CS229602B2; US3825982A; SU639482A3; CA989605A; FR2168662A5; GB1416582A; IT975585B

Description

Dipt lng.C. Wallach Dip}, ing. G. Koch Dr. T. Haibach

β München 2

KlU«npstr.8»T8f.24O275

14 068

SKF CQMPAOIIB O¹APPLXCATXONs MECANIQHRS Clamart / Frankreich

Verfahren und Vorrichtung sur Herstellung von Gleit- oder Stfit«lagern

Die Erfindung besieht eich auf ein Verfahren eowie eine Vorrichtung sur Herstellung von Gleit- oder Statelagern deren Oleitoberfläche mit einen öberaug aus einem Material bedeckt ist, das die Reibung vermindert. Die Erfindung besieht eich in gleicher Weise auf nach dem erfindungsgemSfien Verfahren hergestellte Gleit- und Stützlager.

Es ist bekannt, Gleitlager nit geringer Reibung herzustellen, deren innere Oberfläche duroh einen übersug aus Polytetrafluor-Sthylen-Hars hergestellt ist, das besser unter der Handelsbezeichnung "Teflon" bekannt ist, wobei das Kars beispielsweise auf die InnenoberfHch« einer 3interbronsebüchse aufgebracht ist» die fest mit dem eigentlichen Lager verbunden ist. Das verwendete Polytatrafluoräthylen-Hara weist jedoch den Naehteil auf, daft die zulässige Belastung begrenzt ist, was datu führt, dafi sieh der Anwendungsbereich derartiger Lager auf Anwendungen mit relativ niedrigem Nenn-&&gerdruak beschränkt.

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Eur Vermeidung dieses Nachteile wurde bereite vorgeschlagen, ein Gewebe su verwenden, das durch Polyfcetrafluoräfchylenfasern gebildet ist, die linear polymerisiert sind. Aufgrund dieser besonderen Polymerisation wird tatsächlich eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit gegen Druckbeanspruchungen erzielt, als dies iß vorstehend beschriebenen Fall des Harzes der Pall war. Die bekannten Gewebe sind üblicherweise doppelseitige Gewebe, die dufeh ''Teflon"-Pasern oder «Päden und durch Glasfaserfäden gebildet sind, wobei die gesamte Einheit derart mit Bakelit getränkt ist, daß die Steifigkeit und Festigkeit des Gewebes erhöht wird.

Es ist bekannt, mit Hilfe derartiger Gewebe Gleitlager herzustellen, in denen auf das Innere eines vorgefertigten Lagerringes das zweiseitige Gewebe auf der Basis von Teflon und @laef&sern aufgeklebt wird, wobei die Seite der Glasfasern nach innen gerichtet ist« Das Kleben erfolgt im allgemeinen von Hand mit Hilfe eines Klebemittels,, das an dieses spezielle Material angepaßt ist, wie z.B. ein Spoxy-Harz. Darauf wird die gesamte Einheit während einer Zeit in einen Ofen gebracht, die um die Polymerisation des Klebemittels sicherzustellen.

ti derartigen Verfahren ist es u.a. praktisch unmöglich, eine des Lagers durchzuführen, nachdem das Gewebe mit Hilfe derartigen Klebemittels befestigt ist. Während des Vorangs© der Formung gleitet das Gewebe in der Praxis auf dem oder B&sisblech, wenn das Klebemittel noch nicht aus-

polymerisiert ist. Wenn andererseits das Klebemittel bart ist, bewirkt die Verformung das Aufbrechen oder Zer-Se? Befestigung. Dieses Herstellungsverfahren für Gleitlag®? twist somit den Haehteil auf, daß es sehr langsam und ist, weil es sich nicht für eine industrielle Auseignet« Weiterhin lassen auf diese Weise hergestellte und Stützlager keine großen Geschwindigkeiten der Welle

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su well die sehr schlechte Wärmeübertragung durch daa Klebemittel und die Glaswolle zu einer Temperaturerhöhung führt, die bedeutend werden kann und die die Betriebseigenschaften des Lagers begrenzt.

Es ist weiterhin bekannt, derartige doppelseitige Gewebe, die eine Schicht aus Teflon-Fäden oder -Pasern umfassen, durch Verlöten mit Zinn von Metalldrähten, die mit den Teflonfäden verwebt sind, su befestigen.

Bei nach derartigen Verfahren hergestellten Gleit- oder Stütslagern wurde jedoch festgestellt, daß die die Berührung*- oder Gleitoberfläche bildenden Teflonfäden oder -fasern nicht in ausreichender Weise festgehalten werden, sei es während des Abschneidens der Stücke vor der Verformung oder selbst während ihrer Benutzung.

Diese Gleit- oder Stützlager weisen in der Praxis eine gewisse Ausfaserung und ein Kriechen der Teflonfäden auf, was die Betriebseigenschaften und die Lebensdauer dieser Stücke begrenst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Gleit- und Stützlagern mit einem sehr geringen Reibungskoefflsient wobei gleichzeitig die Belastung bis su 60 kg/mm groß sein kann, wobei diese Herstellung sehr schneller und viel einfacher erfolgt als dies bei bekannten Verfahren möglich ist und wobei ein erheblich niedrigerer Herstellungspreis ersielt wird.

£>«r Erfindung liegt die Aufgabe sugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art su schaffen, bei dem es möglich ist, ein Gewebe, das eine Seite aus Teflon-Fäden oder -Fasern aufweist, ausreichend fest auf einem im wesentlichen ebenen Stütz- oder Basisteil so zu befestigen, da* ein Tiefziehen oder eine

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Verformung der Einheit nach der Befestigung möglich ist, wobei das Gewebe vollständig der Streckung und Verformung des Basisteils während der Verformung folgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht weiterhin die Herstellung von Gleit- und Stützlagern, deren Wärmeübertragung ausgezeichnet ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine beträchtliche Verbesserung des Pesthaltens der Teflonfäden und damit der Verhinderung des Ausfaserns und des Fließens dieser Fäden, was bei bekannten Gleit- und Stützlagern die Lebensdauer verringert.

Die Erfindung ist in gleicher Weise auf eine Verbesserung des Lötvorganges des Gewebes derart gerichtet, daß die Herstellung von Gleit- und Stützlagern vereinfacht und weniger schwierig ist.

Weiterhin ist die Erfindung auf eine Vorrichtung gerichtet, die die Durchführung des Lötens des doppelseitigen Gewebes auf den Tiefziehblech kontinuierlich und unter einem konstanten Druck ermöglicht.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung umfaßt das Verfahren sur Herstellung der Gleit- und Stützlager die folgenden Schritte:

Zunächst wird die metallische Seite eines doppelseitigen Gewebes, das aus Metallfäden und aus Fäden aus einem thermoplastischen Fluorkarbon-Harz, wie s.B. Teflon, besteht, kontinuierlich durch Auflöten mit Zinn auf einem ebenen Tiefziehblech mit beliebigen Abmessungen befestigt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Gewebe mit Kettenwirkung verwendet, das aus Kettfäden aus Teflon und aus Schußfäden aus Kupfer besteht.

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Bei einer «eiteren Ausführungsform kdnnen die verwendeten Metallfäden tut nicht oxydierbaren Stahl bestehen«

Die Sehmeistemperatur beim Löten mit Sinn liegt ungefähr bei 23O⁰C während die Teflon-Fasern ungefähr einer Temperatur von 29O⁰C widerstehen, woraus su erkennen ist, da* es möglich ist, die «um Verlöten erforderliche thermische Behandlung durehsuführen, ohne daft eine Verschlechterung der das Gewebe bildenden Teflon-Pasern hervorgerufen wird.

Das verwendete Lot kann durch eine Legierung von Zinn und einem anderen Metall derart gebildet sein, daft die Sohaelstemperatur unter 230° liegt. Bin Beispiel far ein derartiges Lot ist das Butektikum, das 6*3 % Zinn und 37 % Blei einschließt und das bei 183°C sebmilst.

Naoh dem Lötvorgang wird das vorstehend beschriebene doppelseitige Gewebe vorzugsweite mit einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt, wie s.B. Paraffin,getrankt, das bei Umgebungstemperatur erhärtet und Antifriktionseigensehaften aufweist. Das verwendete Material kann das Gewebe imprägnieren, während es sieh im flüssigen Zustand befindet.

Diese Ausführung ermöglicht das Sehneiden des mit dem Gewebe bedeckten Bleches unter Vermeidung eines später erfolgenden Ausfasems des Gewebes· Die Tatsache, d&A das Teflon-Gewebe auf dem verslnnten Bleoh mit Hilfe von lupferfäden oder -drähten aufgelötet 1st, ermöglleht das Abtrennen oder Absehneiden sowie das Verformen der Laser, wobei diese Vorgänge im Tall der Verwendung eines bekannten Gewebes und eines üblichen Klebemittels, das nach dem Harten oder Trocknen aufgrund des Fehlens einer ausreichenden Elastislt&t keine Verformung verträgt, unaöglich wären.

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einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird naoh dom I-ÖtTorg&ng auf die äußere ebene Fläche dos Oe web β β eine Sohlen* aus einem wäraehärtbaren Bars im kaiton Zustand oder bei ®£ner Temperatur aufgebracht, die nicht ausreicht, um die vollständige Aushärtung duroh Polymerisation des Harses su bewirken « Zn der Praxis führt man eine Erwärmung des wärmehärtbaress Barsee so weit durch, bis sich dieses verflüssigt und d£· Teflonfasern oder -fäden vollständig imprägniert, worauf das wärmehärtbare Kar* derart gekühlt wird, daß es eine ausreichende Festigkeit erreicht und die Teflonfasern während der späteren Vorgänge des Abschneidens und des Verformen» festhalten kann ohne daß es hierdurch einen stärkeren Polimerisationsgrad erreicht«

Vorsugsweise wird bei einer Temperatur gearbeitet, die zwischen IiO⁹C und 15O⁰C während einer Dauer von einer bis fünfzehn Minuten liegt, derart, daft die naoh dem Kühlen des wärmehärtbaren Harses ersielte Härte unter 95 Shore und vorzugsweise unter 90 Shore liegt.

Erfin&tingsgemäft ist es wesentlich, daft ein wärmehärtbar·· Harz verwendet wird, das dies· Härte durch eine derartige teilweise Polys&risationsbehandlung erreichen kann und dessen Temperatur für die vollständige Polymerisation unter der Schmelztemperatur &@s für die Befestigung des Gewebes auf. dem Tiefziehblech verwendeten Lotes liegt.

der ersielten Harssohieht muA so gewählt werden, daft ffeflonfäden oder -fasern trotedem noch außen austreten.

sind es die Teflonfäden oder -fasern, deren Reibungelcotffisient extrem niedrig ist und die später die Qleitoberflache hilact-'i müssen, und nicht das w&naehärtbare Hare, das seinerseits in £*£■■ Hauptsache die Aufgabe hat, die Teflonfäden derart su daft sie festgehalten werden und daft die aktiv· Ober-

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fliehe des Gleit- oder Stütslagers versteift wird.

Ss wird jedoch vorsugsweise ein wärmehärtbare· Rar« verwendet, dessen Reibungskoeffizient im vollständig polymerisieren Zustand so niedrig wie möglich ist, well die Pasern der Teflonfäden durch die Kapillarwirkung des Harzes während des Aufbringen» benetzt werden. Es verbleibt daher etwas Bars auf der Reiboberfläche, die durch die Teflonfäden gebildet ist.

Nach diesem Vorgang und aufgrund der Wahl einer Temperatur, die unter der Temperatur für die vollständige Polymerisation des Harzes liegt, erzielt man damit eine Harzschicht, die ausreichend fest ist, um die Fäden während des nachfolgenden Schneidens festzuhalten, die jedoch nicht brüchig ist, so daft sie nicht durch die Verformung und durch das Waisen der Gleitoder Stützlager zerstört wird.

Danach wird das ebene Blech, auf das so das doppelseitige Gewebe aufgelötet ist, das seinerseits mit der Schicht aus teilweise polymerislertem Harz bedeckt ^νΤβ§7πΙπΑ aie so gewonnenen Stücke werden derart verformt, daß die gewünschten Gleit- oder Stützlager gewonnen werden.

Nach der Verformung der Stücke erfolgt die vollständige Aushärtung durch vollständige Polymerisation des wärmehärtbaren Harzes bei einer Temperatur, die unter der Schmelztemperatur des Zinnlotes liegt. -

Die vollständige Polymerisation wird in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Erwärmen in einem !!eisschrank herbeigeführt. Dieser Vorgang kann beispielsweise in an sieh bekannter Weise bei einer Temperatur von 15O⁰C bis l8o°C während einer Dauer durchgeführt werden, die swisohen 30 Minuten und 10 Stunden liegt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, da& das Zinnlot bei ungefähr l83°C schmilzt und es daher erforderlioh

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ist, daft di· Temperatur nicht diesen Wert Oberschreitet, damit keine gefahr der Zerstörung der Befestigung des Gewebes auf des Tiefziehblech entsteht.

Auf diese Weise wird ein Gleit- oder Stützlager ersielt, dessen Gleit- oder Berührungeoberfläche eine ausgezeichnete Festigkeit ■aufgrund des Vorhandenseins des polymerisieren Harzes und einen extrem niedrigen Reibungskoeffizient aufgrund des Vorhandenseins der Teflonfasern aufweist, die außerhalb der HaPzschioht er* scheinen.

Die auf diese Weise erzielten Gleit-oder Stützlager können einen Betriebslagerdruck von bis zu 40 kg/mm und selbst bis zu 60 kg/mm aushalten, wobei sich diese Beschränkung tatsächlich mehr auf Grund der Festigkeit des verzinnten Bleches als auf Grund der Eigenart des Gewebes ergibt. Es seien diese Ergebnisse-mit den Ergebnissen verglichen, die im Fall von klassischen Lagern erzielt werden, die eine Sinterbronzebüchse aufweisen, in deren Poren ein Teflonharz eingebracht ist. Der maximale Nutzdruck liegt in der Praxis für derartige bekannte Lager ungefähr bei 15 kg/mm , was sich aus der niedrigeren Festigkeit des Teflonharzes und der Sinterbronzebasis ergibt«

Schließlich ermöglicht die Tatsache, daß die Teflonfäden des Gewebes direkt mit den Metallfäden und dann mit dem erstarrten Zinn des Bleches in Berührung stehen, eine ausgezeichnete Wärmeübertragung vom Inneren des Lagers zum äußeren Lagerring. Aufgrund dieser speziellen Ausbildung der erfindungsgemäßen Gleit- und Stützlager kann eine größere Drehgeschwindigkeit der Welle für eine vorgegebene Belastung zugelassen werden.

Besonders ausgezeichnete Betriebseigenschaften für die Gleit- und Stützlager gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sioh aufgrund der Einbettung der Teflonfäden durch das polymerisiert· Harz.

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Di· nach deft erfindungsgemäBen Verfahren hergestellten Oleit- und Stütslager weisen insbesondere eine beträchtliche Widerstandsfähigkeit gegen wiederholte Schwingungen unter groton Belastungen auf.

Als wärmehärtbare Harte, die bei den erfindungsgemäfien Verfahren verwendet werden können, seien beispielsweise Phenolharze, wie z.B. Bakelit, genannt, die durch Kondensation von Phenol mit Formaldehyd gewonnen werden. Besonders ausgezeichnet· Ergebnisse können jedoch unter Verwendung von Polyimid-Harsen ersielt werden.

Das Aufbringen der Schiebt aus wärmehärtbaren Hare kann durch Bestreichen der äußeren Fläche des Gewebes mit einem vorpolymerisierten Hars in Lösung in eines Lösungsmittel bei üblicher Temperatur erfolgen. Das Lösungsmittel wird dann durch Erwärmen während einiger Minuten bei einer ausreichenden Temperatur verdampft, die im allgemeinen in der Größenordnung von 10O⁰C liegt· Auf diese Weise wird eine gute Imprägnierung des Qewebes mit dem Bars und eine ausreichende Verfestigung des Barsee sur Durchführung des Absetmeidens des Tiefslehbleehes ohne die Gefahr eines Ausfaserns der Teflonfäden und sur Verformung der abgeschnittenen Stücke ohne Zerbrechen der nicht vollständig polymerleierten Harssohieht erreicht·

Im Fall von Polyimid-Harsen, dl· bei 150⁰C während einer maximalen Zeitdauer von 1 Stunde im flüssigen Zustand ohne Beginn der Polymerisation gehalten werden können, kann dae vorpolymerisierte Hars im flüssigen Zustand direkt auf das Gewebe gegossen werden, das vorher duroh Verlöten mit Zinn mit dem Tiefsiehbleeh verbunden wurde, wobei die Imprägnierung wieder durch Kapillarwirkung erfolgt.

Die Abscheidung der Haftschicht kann in gleicher Weise gernU einer bevorsugten Ausftthrungsfora der Erfindung durch elektro-

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statisches Projizieren eines Prepolyaerlsates des Bars·· in Pulverform erfolgen. Auf diete Veite wird eine ausgezeichnete Durchdringung dureh Einführung der Teilchen det Pulver« in die Zwischenräume des Gewebes ersielt. Bine Erwärmung der pulverfurmigen Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Polymerisationstemperatur wahrend einer sehr kurzen Zeit, auf die eine sehr schnelle Verringerung der Temperatur folgt, ermöglicht das Einbetten des doppelseitigen Gewebes In einer Harsechioht, die fest, jedoch nicht vollständig polymerisiert ist, wobei die TeflonfSden jedoch noch außerhalb dieser Schicht erscheinen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungeform des erfindungsgemäften Verfahrens erfolgt der Vorgang des Verlötens kontinuierlich in folgender Weise:

Hin geschichtetes Band, das durch das Obereinanderlegen eines doppelseitigen Qewebebandes, das durch Metallfäden, vorzugsweise aus Kupfer oder aus inoxydierbaren Stahl, und Teflonfäden besteht, eines Zinnlötetreifens, der mit der metallischen Seite des Gewebes in Berührung steht und eines Tiefsiehbleohes, das die Form eines endlosen Bandes aufweist, gebildet 1st, wird einer Temperatur ausgesetzt, die über der Schmelztemperatur des Zinns jedoch unter der Temperatur liegt, bei der eine Verschlechterung der Teflonfiden auftritt.

Das mf diese Weise gebildete geschichtete Band wird vorzugsweise einem la wesentlichen konstanten Druck zumindest während des eigentlichen LCtVorganges und während der darauffolgenden Abkühlung ausgesetzt·

Das geschichtete Band kann ebenfalls In vorteilhafter Welse dem gleichen konstanten Druck vor dem IAtvorgang derart ausgesetzt werden· daft die geschichtete Einheit vom Beginn des Erweichen« des SlnnlStstreifens festgehalten wird.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungaforra wird du geschichtete Band aufeinanderfolgend einer Kühlung, einer ßnrtnwni auf dl· Wttemperatur und dann einer Kühlung ausgesetst, wobei kontinulerlieh der konstante Druck auf das Band ausgeübt wird·

Auf diese weise wird eine genaue Kontrolle Ober die Dauer und die Temperatur des Lötens erreicht·

Die Erfindung besieht sich in gleicher Welse auf eine Vorrichtung, die insbesondere das Verlöten des vorstehend genannten doppelseitigen Gewebebandes nach den erfindungegemäßen Lötverfahren ermöglicht· Es sei jedoch bemerkt, daß die im folgenden beschriebene Vorrichtung in gleicher Weise allgemein das kontinuierliche Verlöten von metallischen Oberflächen von swel Enden «it Zinn mit Hilfe eines Lötstreifens ermöglicht, der «wischen diese beiden Bänder gelegt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Eingang»-Antriebevorrichtung, die an die Dicke des geschichteten Bandes angepaßt ist, das durch die beiden su verlötenden Bänder und den Zinnlötet reif en gebildet ist· und eine Heisvorrichtung, die eine Erhöhung der Temperatur des geschichteten Bandes während des Durchganges duroh die Vorrichtung auf einen Wert ermöglicht, der über der Schmelztemperatur des verwendeten Lotes liegt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt weiterhin eine elastische Membran, die beispielsweise in Form eines dünnen Stahlblättehens oder eines unechten Blatttfoldstreifens ausgeführt sein kann» und die mit Hilfe von geeigneten Einrichtungen mit dem geschichteten Band während seines Durchganges duroh die Vorrichtung in Berührung gehalten wird.

Diese Membran erstreckt sich über die Breite des geschichteten Bandes und über eine Länge, die sumindest\Ser eigentlichen Löt-

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station entspricht. Di· Einrichtungen ium Andrücken der elastischen Membran weisen «ine Öffnung auf« die die Einführung eines DruekströBungenittel» derart ermöglicht , daft die elaetisohe Membran den Druck dieses StrSmungeeediums auegesetzt wird und diesen Druek auf das geschichtete Band während dessen Durchlaufen durch die Vorrichtung übertragt. Auf diese Weise wird «umindeb wehrend des eigentlichen Lötens ein konstanter und in einfacher Weise einstellbarer Druck erreicht, wodurch die Durchführung des erfindungagemäßen Lotverfahrene ermöglicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung«form der erfindungsgemäßen Lötvorrichtung umfaßt diese weiterhin Tor und hinter der Heiz* vorrichtung zwei Kühlblöcke, die die Erzielung einer sehnelleren Erhßhung und Erniedrigung der Temperatur ermöglichen. Bei dieser Ausfflhrungsform wirk; die elaetisohe Membran in gleicher Weise auf die KOhlzonen.

Die Erfindung besieht sich in gleicher Weise auf Gleit- oder Stützlager, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind· Bei diesen Gleit- oder Stüt«lagern bilden die aus thermoplastischen Fluorkarbon-Hare, wie s.B. Teflon, bestehenden und die Reibung verringernden Fäden oder Fasern, die Außenfläche des Gewebes und sind insbesondere in eine Parafflnschioht oder eine Schicht aus polymerisiertem wärnehSrtbaren Hare eingebettet, wobei die die Reibung verringernden Fäden oder Fasern oberhalb der Schicht derart erscheinen, daß sie die Berührungsoberfläche mit einem geringen Reibungskoeffizienten bilden.

Die Bindung des zweiseitigen, bei der Herstellung der Gleit- und Stützlager verwendeten Gewebes ist vorzugsweise gewebeartig, wobei die Kettfäden ausschließlich aus Teflonfäden und die Schußfäden sur Hälfte aus Metallfäden, wie s.B. Kupferfäden oder Fäden aus nicht-oxydierbaren Stahl und zur Hälfte aus Teflonfäden bestehen.

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Der Vorging des Waisen* erfolgt In fall· der Htnttllung von Gleitlagern vorsugsweise derart» da* dl· Sehuftffden «it den Mantellinien susaanenfallen. Ee let tu erkennen, da* auf dieee Welee die Teflonfäden, die den Gleitkontakt bilden, in Bewegungsrichtung ausgerichtet eind.

Die Erfindung wird in folgende» anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungebeispielen noch näher erläutert.

In der Zeiohnung zeigen:

Fig. 1 eine sehematieehe Darstellung der verschiedenen Verfahrensschritte der Herstellung der erflndungsgenlAen Gleit- und Stutelager;

Fig. 2 eine perspektivische auseinandergesogene Darstellung der erflndungsgemäßen Lötvorrichtung;

Fig. 3 eine teilweise vergrößerte Sohnittansieht eines Gleit- oder StütElagers gen&A der Erfindung.

In Fig. 2 1st su erkennen, daft das doppelseitige Gewebe die Form eines kontinuierlichen Bandes i aufweist, das auf eine Spule 2 aufgerollt 1st. Die Teflonseite befindet sieh in Inneren. Das doppelseitige Gewebe 1 wird sunftehst in ein Entfettungsbad 3 getauoht und dann in einen Bad H gespült.

Ein Tiefsiehblech, das in Fora eines endlosen Bandes 5 auf eine Spule 6 aufgerollt ia% wird seinerseits lh den Bad 7 entfettet und in den Bad 8 gespült.

Ein Zinn-Lötstreifen 9 in Fora eines endlosen Bandes, das auf eine Spule 10 aufgerollt ist, wird in einen Bad 11 mit Fluisdttel behandelt, bevor er sur gleichen Zelt wie das Gewebe 1 und das

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Blech 5 in dl· Antriebsvorrichtung 12 derart eingeführt wird» da£ «in geschichtetes Band 13 gebildet wird, wobei eioh der Lötstreifen 9 Bwieohen dem Tiefziehblech 5 und der Metallseite des doppelseitigen Oewebebandes 1 befindet.

Di« so gebildete Einheit wird dann mit Hilfe einer Heizvorrichtung 14 einer Temperatur ausgesetzt, die ausreicht, um das Schmelzen de· LÖtstreifene su erreichen. Die Heizvorrichtung 14 weist Einrichtungen 15 auf, die es ermöglichen, das geschichtete Band einem konstanten Druck während des Lötvorganges auszusetzen. Es sei bemerkt, daß die Temperatur und die Verweildauer in der Heizvorrichtung 14 so gewählt sind, daft sich keine Verschlechterung oder Zerstörung der Teflonfäden ergibt.

Nach den Durchlaufen einer Kalibriervorrichtung 16 wird das geschichtete Band 13 an der Station 17 gespult und an der Station 18 getrocknet. Die äußere Oberfläche des nun auf das Tiefsiehbleoh 5 aufgelöteten Gewebes 1 wird mit einer Schicht eines wärmehärtbaren vorpolymerisierten Harses in Pulverform bedeckt, das mit Hilfe der elektrostatischen Vorrichtung 19 auf das Band projiziert wird. Das auf diese Weise abgeschiedene Ha» wird an der Station 20 einer Temperatur ausgesetzt, die ausreicht, um das Sohnolsen su erzielen, wobei die Dauer dieser Erwärmung sowie die Höhe der Temperatur jedoch nicht ausreicht, um eine vollständig« Polymerisation des Harses su erzielen. Am Ausgang der Station 20 wird die Temperatur verringert und man erzielt eine fest« Schicht des teilweise polymerleierten Harses.

Das geschichtete Band 13, das inzwischen aufeinanderfolgend Lage des Tiefziehblech««, «in« verlötete !der metallischen £

eine Seite

des doppelseitigen Gewebes, «in« Schicht aus teilweise polysserisi«rt«n Harz und schließlich die Teflonseite des Gewebes umfaßt, wird dann der Wirkung einer Tiefziehpresse 21 ausgesetzt.

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Xn der in Fig. 1 dargestellten speziellen Ausführungsform eur Herstellung von Gleitlagern wird das auf diese Weise ersielte abgeschnittene Stück 22 in swei Schritten in der Presse 23 geformt«

Darauf werden die auf diese Weise hergestellten Gleitlager 24 an der Station 25 derart gewaschen, daß unerwünschte Teilchen, die sieh bei den mechanischen Verfahren des Absohneidens und der Formung an den Lagern abscheiden, beseitigt werden.

Schließlich werden die Gleitlager 24 in einen Ofen 26 eingebracht, in den die Temperatur derart in Abhängigkeit von der Verweildauer in dea Ofen gewählt ist, daß das an der Station aufgetragene wärmehärtbare Hare vollständig polymerisiert wird und die Teflonfäden in einer extrem harten Schicht einbettet, wobei die Fäden jedoch außen hervortreten, derart, daß der Gleitkontakt siehergestellt ist·

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 mit den Besugsttiffern 14 und 15 bezeichnete Wtatation ausführlicher dargestellt. Aus dieser Figur ist su erkennen, daß die Vorrichtung im wesentlichen einen Rahmen 37 und einen oberen Membranklemmteil 28 umfaßt, swisohen denen eine dünne elastische Membran 29, die beispielsweise ein unechter Blattgoldstreifen sein kann, luftdicht abgeschlossen befestigt ist.

Der mittlere Teil des oberen Membranklemmteiles 28 weist Ausnehmungen 30 auf, in die Heizwiderstände eingeführt werden können. Eine Einlaßöffnung 31 durchläuft den oberen Merabranklemrateil 28 und kann mit einer Druckströmungemittelquelle, wie s.B. einem Luftkompressor, verbunden sein.

Der dünne, gegebenenfalls aus unechtem Blattgold bestehende Streifen 29 ist swisohen dem oberen Membranklemmteil 28 und den Rahmen

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27 >it Hilfe von Gewindebolzen, die in Gewinde, wie e.B. 32, eingeschraubt sind, eingeklemmt.

Der Rahmen 27 weist Ausnehmungen 27a auf, die den Durchgang des geschiohteten Bandes 13 durch die Vorrichtung hindurch ermöglichen _c

Die aus dta oberen Membranklemmteil 28, der Membran 29 und dem Rannen 27 bestehende Einheit ist auf einer Metallplatte 33 befestigt« auf der sieh das «u verlötende beschichtete Band 13 in Richtung des Pfeiles 3* verschiebt.

Das geschichtete Band 13» dessen Dicke in der Figur stark vergrößert ist, wird in die Vorrichtung in Form von 3 übereinander angeordneten getrennten Bändern 1,9 und 5 eingeführt. Es wird seitlich durch einstellbare Anschläge 35 geführt und verläßt die Vorrichtung in Form von swei miteinander.verlöteten Bändern.

Die Metallplatte 33 ist Ihrerseits auf swei seitlichen Kühlblöcken 36 und einem mittleren Reisblook 37 befestigt. Die Elemente 36 weisen Kühlkanal» 38 für eine Kühlflüssigkeit auf, während das Heizelement 37 querverlaufende Kanäle 39 aufweist, in die elektrische Heiswiderstände eingeführt werden können.

Es ist se erkennen, daft auf diese Weise das geschichtete Band zunächst durch den ersten Kühlblock 36 einer Kühlung derart aus·* gesetst wird, daß keine Erweichung des Lotstreifen« 9 vor dem Erreichen der mittleren Reizzone auftreten kann, in der der eigentlich· Lötvorgang erfolgt.

Xn diesem mittleren Bereich bewirken die in den Kanälen 39 des Heisoloekes 37 und die in den Kanälen 30 des oberen Klemmteiles 38 angeordneten Heiselemente eine Erhöhung der Temperatur, die ausreicht, um den Lötstreifen 9 sum Sohmelzen zu bringen, während das geschichtete Band 13 dem Druck des Druckströmungsmittels aus-

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Seiet st ist» das über die KinlftBOffnung 31 eingeftlhrt wird, wobei dieser Druck gleichmäßig in konstanter Weise über die Membran 29 übertragen wird.

Nach de« Durchlaufen der mittleren Heissone wird das geschichtete Band 13 mit Hilfe des swelten Kühlblockes 36 einer Kühlung aus ge setet.

Aus Hg. 2 ist weiterhin zu erkennen, daß die Abmessungen der Membran 29 und des Rahmens 27 derart sind, daß das geschichtete Band dem Strömungsmitteldruck wahrend der gesamten Zeit seines Durchlaufe über die Metallplatte 33» und zwar sowohl während der KOhlphasen als auch wfhrend der Reisphase ausgesetzt ist.

Es 1st su erkennen, daß mit Hilfe der erfindungegemäßen Lötvorrichtung der auf das geschichtet« Band 13 während des gesamten LotVorganges ausgeübte Druck auf einem konstanten und in einfacher Weise einstellbaren Wert gehalten wird.

In Fig. 3 ist eine stark vergrößerte Sohnittansicht eines Teiles eines Oleit-Stütslagers dargestellt, das mit Hilfe des erfindungegemäßen Verfahrens hergestellt 1st.

Aus dieser Figur ist su erkennen, daß das Qleit-Stütslager durch eine Folge von Sohiehten gebildet ist, wobei die untere Schicht das Tiefsiehblech 5 1st, das mit einer Zinnlötschicht HO bedeokt 1st, in die die Metallfäden 41 eingebettet sind, die einen Teil der Schußfäden des doppelseitigen Gewebes 1 bilden. Eine polymerisierte Schicht aus wärmehärtbaren Harz 42 hält die Teflonfäden 43 fest, die die Kettfäden des doppelseitigen Gewebes 1 bilden. Die Dicke dieser Haloschicht 42 1st jedoch derart, daß die Fäden 43 außen erscheinen und die Gleitkontakt- oder Lagerflttohe des Oleit-SMitklägers bilden.

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Aue Tig. 3 ist su erkennen, daß die Teflonfäden 45, die einen Teil der Schußfäden des doppelseitigen Gewebes 1 bilden, in die Harzschicht 42 eingebettet sind und von dieser vollständig festgehalten .werden.

Es sei jedoch bemerkt, daß, wie es klar aus Fig. 3 zu erkennen ist, die Lotschicht 40 die Befestigung des doppelseitigen

Gewebes i auf dem Tiefsiehblech 5 sicherstellt und daß die wärmehärtbare R&rssohicht 42 nur die Aufgabe hat, das Anhaften der Teflonfäden 44 und 45 aufrecht zu erhalten und nicht das Gewebe 1 auf. den Tiefsiehblech 5 «u befestigen. : ■ ·.·■■

Die folgenden Beispiele zeigen die äußerst interessanten Betriebseigenschaften, die mit Hilfe von Gleitlagern und StOtzlagern erzielt werden können, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.

Beispiel %: .

Es wird ein doppelseitiges Gewebe verwendet, dessen Bindung gewebeartig ist. Die Schußfäden sind einerseits durch Kupferfäden oder Drähte nit 4 Adern mit einem Durchmesser von 0,06 mm und in der Größenordnung von 25 Fäden pro cm und andererseits durch Teflonfäden mit 400 Denier in der Größenordnung von 25 Fäden pro cm gebildet·

Die Kettfäden oder die Kette ist ausschließlich durch Teflonfäden mit 400 Denier in der Größenordnung von 60 Fäden pro cm gebildet. Das Gewicht des Gewebes beträgt 760 g/m. und der prozentuale Gewichtsanteil des Kupfers beträgt 38*.

Die mttallisehe Seite dieses Gewebes wird auf einem Tiefziehblech mit i_s5 an Dicke durch Verlöten mit Zinn befestigt«

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Das Gewebe wird mit einer Schient eines vorpolynerisierten Phenolharze» bedeckt» das in einen Lösungsmittel gelöst ist und die gesamte Einheit wird während 10 Minuten einer Temperatur Ton HO⁰C und eine» Druok von 1 Par ausgesetzt·

Darauf wird die Außenseite des Gewebes erneut alt einer Schicht der gleichen Lösung des vorpolymerisierten Phenolharze· bedeckt, die während 10 Minuten einer Temperatur von 15O⁰C ohne Druck ansgesetst wird. Es wird festgestellt, daft das Hars auf diese Welse eine teilweise Polymerisation erfährt und dafi es fest, jedoch nicht brüchig wurde. Die gemessene Härte der Haloschicht betrug 90 Shore. Die Teflonfäden erscheinen an der Oberfläche der Har*- schioht.

Darauf wird ein Stück abgeschnitten, das derart geformt wird, daft sieh eine Lagerbüchse oder -schale mit einem Durchmesser von *5 mm und einer Länge von 20 mm ergibt, wobei die Schußfäden mit den Mantellinien susammenf allen.

Die geformte Lagerbüchse oder Lagerschale wird während 6 Stunden einer Temperatur von 160⁰C ausgesttst, so daft eine vollständig« Polymerisation des Phenolharze erreicht wird, das sich In Bakelit umformt.

Die auf diese Weise behandelte Lagerbüchse oder -schale wird mit 2000 daN belastet, was einen Druok von 2,2 kg/mm entspricht. Die Lagerbüchse oder -schale wird Schwingungen mit einer Frequen« von 1 Hz und einem Auslenkwinkel von ♦ oder - 15° ausgesetst.

Es wurde festgestellt, daft die. Lagerbüchse oder -sohale diese Belastung ohne feststellbare Verschlechterung während einer Dauer von 278 Stunden und über ungefähr 1 Million Schwingungen aushält· Die mittlere Versuchstemperatur betrug 48⁰C (was ungefähr 20° oberhalb der Umgebungstemperatur entspricht).

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Beispiel 2

Dae Gewebe wird in der gleichen Weise auf einen identischen Tiefziehblech durch Löten befestigt·

Die äußere Fläche des Gewebes wird durch elektrostatische Projektion mit einer pulverförmigen Schicht eines Vorpolymerieate von Polybismaleinimid bedeckt« das durch Kondensation eines aromatischen Diamine auf einen aromatische Dianhydrid gewonnen wurde« das ein Polyiroidharz ist, das unter dem Handelsnamen "KINSL" von der Socle te HHOHE POULENC hergestellt wird.

Darauf wird die pulverförmige Schicht bei einer Temperatur von 15O⁰C während einer Dauer von weniger als einer Minute ge schmollen. Die Imprägnierung erfolgt fast momentan, und zwar aufgrund der Tatsache« daß bei dieser Temperatur die Viskosität des nicht polymerisieren geschmolzenen Harzes praktisch gleich der Viskosität von Wasser ist· Nach dem Kühlen erzielt man eine Harssohioht« die fest« jedoch η loht brüchig ist und die eine Härte von ungefähr 85 Shore aufweist« wobei die Teflon-Fäden am Äußeren erscheinen«

Nach dem Abschneiden und der Formung der Lagerbüchse oder -schale in einer Weise« die den Beispiel l entspricht« wird die vollständige Polymerisation des Polyimldharzes durch Erwärmen auf 17^⁰C während einer Dauer von 10 Stunden durchgeführt.

Die auf diese Weise hergestellte Lagerbüchse oder -schale wird den gleichen Dauerversuchebedingungen unterworfen

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wie in dem Beispiel 1 und es wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Dauer In Stunden: 375 bei 1 «350.000 Schwingungen.

Die mittlere Versuchstemperatur betrug 50⁰C (was ungefihr 25°C oberhalb der Umgebungstenperatur entsprach).

Die Erfindung wurde bisher speziell unter Bezugnahme auf die Verwendung eines Gewebes beschrieben« das Teflon-PSden aufwies·

Es ist jedoch verständlich, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt ist.

Es 1st für den Fachmann ohne weiteres erkennbar, daß die Teflon-Fäden ohne weiteres duroh andere Fäden ersetst werden können, die aus einem Material hergestellt sind, das vergleichbare reibungsvermindexndB Eigenschaften aufweist und das insbesondere ein anderes thermoplastisches fluorcarbonisiertes Harz sein kann.

In gleicher Welse ist die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Gewebes beschränkt, sondern umfaflt in gleicher Weise die Verwendung eines nicht gewebten oder filzartigen Materials als Berührungsoberflache. In diesem Fall sind die Teflon-Fäden und die Metallfäden in unregelmäßiger Welse miteinander verwebt oder verflochten, und «tar derart, daß die eine der Flächen dieses Materials in der Hauptsache aus Teflon-Fäden besteht und die andere Seite in der Hauptsache aus Metallfäden besteht.

Paten tanaprüohet 309831/1119 ./.

Claims

-ZZ'

Patentansprüche t

Verfahren zur Herstellung von Öle it- oder Stützlagern mit geringem Reibungskoeffizient« die eine Auflagefläche aus einem dünnen gewebten oder nicht gewebten Material aufweisen, das Metallfäden und reibungsvermindernde thermoplastische fluorcarbonislerte Harzfäden« wie z.B. PoIytetrafluoräthylen-Fäden umfaßt« wobei diese Fäden miteinander derart verwirkt sind« daß eine der Flächen dieses Materials in der Hauptsache Metallfäden und die andere Fläche im wesentlichen Fäden aus dem fluor carbonisieren thermoplastischen Harz« wie z.B. Polytetrafluorethylen umfaßt« wobei die metallische Seite durch Verlöten mit Zinn auf einem Tiefziehblech befestigt 1st und wobei das Verfahren den Schritt des Abschneidens und ggf. des Formens von Stücken nach dem Verlöten umfaßt, dadurch gekennzeichnet« daß nach dem Schritt des Auflötens des Materials (1) auf das ebene Tiefsiehblech (5) und ν or dem Schritt des Absohneldens der Stücke auf der aus Fäden aus thermoplastischem fluoroarbonislertem Harz« wie ζ 3. Poly te traf luoräthylen bestehenden Außenfläche des Materials (1) eine Schicht (42) aus einem Erzeugnis mit niedrigem Schmelzpunkt aufgetragen wird« das das Material (l) imprägnieren kann« wenn es sich im flüssigen Zustand befindet« derart« daß eine feste« Jedoch nicht brüchige Schicht (42) mit einer derartigen Dicke erzielt wird« daß die Fäden aus thermoplastischem fluoroarbonisiertem Harz« wie z.B. Poly te traf luoräthylen außen erschein

2« Verfahren nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« daß das Erzeugnis mit niedrigem Schmelz-

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punkt ein wärinehärtbares vorpolyinerisiertes Harz ist und daß diese Schicht (42) einer Temperatur ausgesetzt wird» die nicht zur vollständigen Polymerisation des Harzes ausreicht« die jedoch ausreicht» um eine feste« jedoch nicht brüchige Schicht (42) mit einer derartigen Dicke zu erzielen* daß die die Reibung vermindernden Fäden außen «rsoheinen,und UnM nach dem abschließenden Schritt der Formung der Stücke die Härtung des Harzes durch vollständige Polymerisation dieses Harzes bei einer Temperatur durchgeführt wird, dl« unttr d»r Schmelztemperatur der Lötschicht (40) liegt.

3 ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugnis Paraffin 1st.

4·. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wHrmehärtbare Hara ein Phenol-Harz ist«

5. Verfahren naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wänaehärtbere Hare ein Polyimid-Harz ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, der die Schicht (42) vor der Verformung ausgesetzt wird, zwischen 110⁰C und 15O⁰C liegt und daß die Dauer der Warnebehandlung zwischen einer und fünfzehn Minuten derart liegt, daß die erzielte Härte des Harzes unter 95 Shore liegt.

7» Verfahren naoh einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung

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der Schicht (42) des vorpolymerisierten Harzes durch Auf» streichen einer Lösung im flüssigen Zustand erfolgt, die das vorpolymerlsierte w&rmehftrtbare Harz in einem Lösungsmittel enthalt« und daß das Lösungsmittel darauf durch Verdampfen bei einer Temperatur« die unter der Polymerisationstemperatur des Harzes liegt« entfernt wird.

8· Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6« dadurch gekennzeichne t« daß die Abscheidung der Schicht (42) des vorpolymerisierten Harzes durch elektrostatische Projektion des polymerisierten wärmehärtbaren Harzes in Pulverform erfolgt und daß anschließend das vorpolymerisierte Harz geschmolzen wird« indem es einer Temperatur ausgesetzt wird« die unter der Polymerisationstemperatur des Harzes liegt.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6« dadurch gekennzeichnet« daß die Abscheidung der Schicht (42) des vorpolymerisierten Harzes durch Aufstreiohen im flüssigen Zustand bei einer Temperatur erfolgt« die unter der Polymerisationstemperatur des Harzes liegt·

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche« dadurch gekennzeichnet« daß der Schritt des Auflötens kontinuierlich dadurch erfolgt« daß ein geschichtetes kontinuierliches Band einem konstanten Druck und einer Temperatur ausgesetzt wird« die über der Schmelztemperatur von Zinn« Jedoch unter der Temperatur liegt« bei der eine Verschlechterung der die Reibung vermindernden Fäden auftritt« wobei das geschichtete kontinuierliche Band (13) durch übereinanderlegen

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eines Bandes (1) aus einen dünnen gewebten oder nicht gewebten Material, das Metallfaden und die Reibung vermindernde Fäden umfaftt, eines Zimlötetreifens (9)» der mit der eetallisohen Seite des Materials (1) in Berührung steht und eines Tiefziehblech«* (9) gebildet ist, und daß das geschichtete Band (12) vor und nach dem eigentlichen Löten gekOhlt wird, wobei der gleiche konstante Druck aufrecht erhalten wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere naoh Anspruch 10, die das kontinuierliche Verlöten mit Zinn von metallischen Oberflächen von awei Bändern mit Hilfe eines zwischen den Bändern angeordneten Lötstreifens ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen mittleren Heizblock (57), zwei seitliche Kühlblöcke (36) und eine elastische Membran (29) umfaßt, die mit der Oberfläche des einen Bandes (l) in Berührung steht und sich Über die Breite des Bandes sowie über eine Länge erstreckt, die zumindest gleich der Länge des Heizblookes (37) ist, daß die Membran (29) luftdicht zwischen einem Rahmen (27) und einem oberen Membranklemmteil (28) eingeklemmt ist, das eine öffnung (31) aufweist, die die Einführung eines Druokstrumungsmittels ermöglicht, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die das Hindurchführen und das Halten der Bänder (l, 5* 9) zwischen den Heiz- und Kühlblöcken und der elastischen Membran derart ermöglichen, daß das aus den beiden vorher genannten Bändern (1, 5) und dem Lötstreifen (9) bestehende geschichtete Band (13) einem konstanten Druck und aufeinanderfolgend einer Kühlung, einer Aufheizung und einer Kühlung ausgesetzt wird.

12. Vorrichtung naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastische Membran (29)

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in gleicher Welse über die Kühlzonen erstreckt.

13· Gleit- oder Stützlager» dadurch gekennzeichnet« daß es nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 Die IO hergestellt ist.

14. Gleit- oder Stützlager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es in Aufeinanderfolge eine Blechs chi ent (5)< eine Zinnlötschicht (40), in der Metallfäden (41) eingebettet sind, die eine der Flächen eines doppelseitigen Gewebes (l) bilden, und eine polyraerisierte Schicht (42) aus einem wärmehärtbaren Harz umfaßt, in die Polytetrafluoräthylen-Päden, die die andere Seite des genannten Gewebes (l) bilden» teilweise eingebettet sind, wobei d&e Polytetrafluoräthylen-Päden jedoch außen erscheinen·

15« Gleit* oder Stützlager nach einem der Ansprüche

12 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelseitige Gewebe eine gewebeartige Bindung aufweist und daß die Kettfäden ausschließlich Poly te traf luoräthylen-Fäden (4?) und die Schußfäden abwechselnd Metallfäden (4l) und Polytetrafluoräthylen-Päden (45) sind.

16. Gleit- oder Stützlager nach einem der Ansprüche

13 bis 15* dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfäden (4l) des Gewebes aus Kupfer bestehen.

17· Gleit- oder Stützlager nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfäden (4l) des Gewebes aus nicht oxydierbarem Stahl bestehen.

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