DE2528832A1

DE2528832A1 - Reibungsarmes gleitlager sowie verfahren und textiler lagerwerkstoff zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2528832A1
Application number: DE19752528832
Authority: DE
Inventors: Richard J Matt; Richard T Thompson
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1974-10-01
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1976-04-15
Also published as: CA1031024A; GB1511163A; DE2528832C2; JPS608368B2; JPS5162243A; FR2286974B1; FR2286974A1

Description

P,t<.r.M,wäiie Ref. No. 72-46

I,:. I -.Uner

D^-:;..-:: ■ !■ Müller As/F

D 'J München 80 !,.leile-Gralin-Suk i», TeL 47 Sl S5

Textron, Inc., 40 Westminster Street, Providence. R.1.02903 (V.St.A.)

Reibungsarmes Gleitlager sowie Verfahren und textiler Lagerwerkstoff zu dessen Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein reibungsarmes Gleitlager (im weitesten Sinn, einschließlich z.B_o einer Spindelmutter) sowie ein Verfahren und einen textilen Lagerwerkstoff zu dessen Herstellung-Ais reibungsarme Komponente reibungsarmer textiler Gleitlager werden derzeit Fäden aus Tetrafluoräthylen (TFÄ) verwendet, die jedoch gewissen Einschränkungen des Gebrauchs unterliegen, die deren Anwendungsbereich einengen. Beispielsweise führen Höchst- oder Überbelastungen zu untragbarem Verschleiß und vorzeitiger Zerstörung. Die Höchsttemperatur im Betrieb ist wegen weiterer mechanischer Qualitätsverminderungen unter Belastung bzw. bei erhöhter Temperatur in untragbarer Weise begrenzt. Viele dieser unerwünschten Vorbehalte ergeben sich wahrscheinlich aus der Annahme, daß an den Gleitflächen vorwiegend TFÄ vorhanden sein muß.

Die Erfindung schafft daher eine verbesserte Konstruktion

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eines Lagerelementes (wie eines Gleitlagers, einer Spindelmutter o.dgl.) sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Bei einem Lagerelement der erwähnten Gattung ist gemäß der Erfindung die Auskleidung aus einer Maschenware hergestellt.

Ferner schafft die Erfindung einen Gleitkörper in dem im Verlauf einer normalen primären Bewegungsbahn für einen Punkt auf einer mit der Lagerauskleidung unter Belastung in gleitender Berührung stehenden Fläche die Anzahl der die Bahn kreuzenden Fäden im wesentlichen ein Maximum ist.

Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren und einen textlien Lagerwerkstoff in solcher Weise, daß ein nach gegebener Größe und Vorschrift hergestellter Textilwerkstoff in wirksamer Weise für eine große Mannigfaltigkeit von Gleitkörpergrößen und -ausbildungen brauchbar ist.

Dies soll gemäß der Erfindung mit einer Konstruktion erzielt werden, die von Natur aus verhältnismäßig wirtschaftlich in der Herstellung ist, hinsichtlich der Leistungsfähigkeit den derzeitigen Lagern bzw_o Gleitkörpern hoher Qualität innerhalb deren begrenzten Verwendungsbereichs mindestens gleichwertig ist und gegenüber den derzeitigen Lagern den Leistungsbereich hinsichtlich nutzbarer Lebendauer, maximaler Belastbarkeit und maximal zulässiger Betriebstemperatur noch erweiterte

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Die Erfindung zielt also auf einen Gleitkörper bzw. ein Lagerelement mit textiler Auskleidung ab, die aus einer Maschenware aus einem Garn hergestellt ist, das in erster Linie aus reibungsarmen Fäden und aus Fäden hoher Festigkeit besteht,

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wobei die an der Lagergleitflache freiliegenden Fäden hauptsächlich derart ausgerichtet sind, daß sie zur vorwiegenden Richtung der angestrebten Relativbewegung unter Belastung an der Gleitfläche allgemein quergerichtet liegen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Figo 1 ist eine teilweise längsgeschnittene und teilweise weggebrochene Seitenansicht eines fertigen Lagers gemäß der Erfindung;

Figo 2 ist eine perspektivische Darstellung eines zugeschnittenen Abschnittes von Auskleidungsmaterial zur Verwendung bei der Herstellung des Lagers gemäß Fig. 1;

Jf ig. 3 und k sind photographische Vergrößerungen der Innen-bzw. Außenfläche des Auskleidungsmaterials gemäß Fig. 2, die beide derart ausgerichtet sind, daß die Achse der Ausklei· dung horizontal (in der Zeichnung von links nach rechts) verlaufti

Fig. 5 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 2 zur Veranschaulichung des Auskleidungsabschnittes gemäß Fig. 2 in gestülptem Zustand;

Fig. 6 bis 9 sind Längsschnitte zur Veranschaulichung von Abwandlungen der Konstruktion gemäß Fig₀ 1; und

Fig.10 und 11 sind teilweise aufgeschnittene perspe-ktivische Darstellungen weiterer abgewandelter Ausführungsformen.

Gemäß der Erfindung werden in höherem Maß Fäden eines aromatischen Polyamids, beispielsweise des unter der Bezeichnung Nomex

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bekannten, hoch-hitzebeständigen Nylon der Fa. DuPont, verwendet, die in dem Verbundgarn zur Verwendung als reibungsarmer Lagerwerkstoff in einem Lagerkörper mit Textilauekleidung mit den TFÄ-Fäden zusammenwirken sollen, wobei die Auskleidung und ihre Vereinigung mit dem Rest des Lagerkörpers durch ein ausgehärtetes Kunstharz vervollständigt und verfestigt ist. Die Fäden aus aromatischem Polyamid sorgen für hohe Festigkeit und Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen und sind in dem Garn in einem Anteil von mindestens 50 Vol.-% sämtlicher fadenförmigen Komponenten (einschließlich des TFA) vorhanden; vorzugsweise sind die TFA-Fäden in einem Anteil von 35 bis 45 Vol.% vorhanden, was einem Anteil von 20 bis 30 % der Gleitfläche entspricht. Bei der Erfindung ist e"» wesentlich, daß die Fäden des Garnes verhältnismäßig lose sind und daß sie einem so geringen Maß an Drall unterworfen werden, wie dies möglich und mit der Handhabung des Garnes noch vereinbar ist, die bei dem Verfahren des Aufbauens eines textlien Lagerwerkstoffes erforderlich ist, bei dem das Garn als Hauptkomponente des Materials der Lagergleitfläche auftritt. Das Garn kann also von der eingehender in der US-PS 3 765 978 (Matt) beschriebenen Art und vorzugsweise, wie ebenfalls dort beschrieben, nach Aufbau des Textilstoffes zur Beseitigung von Schlichtmitteln gewaschen sein.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Maschenware unter Verwendung eines Garnes der angegebenen Art. Eine solche Maschenware kann in bequemer Weise schlauchförmig hergestellt werden, obwohl auch ein ebenes gewirktes oder gestricktes Warenstück verwendbar ist, und die Erfindung befaßt sich ferner speziell mit der Ausrichtung der Garnfasern an der fertigen Lagergleitfläche, bezogen auf die vorwiegende Richtung der für das Lager vorgesehenen Gleitbewegung unter Belastung.

Die Beschreibung erfolgt zweckmäßigerweise zunächst anhand eines Zapfenlagers 10 (Fig. 1) für eine vorwiegend umlaufende relative

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Gleitbewegung zwischen dem Lager 10 und einer zylindrischen ¥elle 11. üer voll ausgezogene zweispitzige Pfeil 12 soll die gewünschte umlaufende Gleitbewegung der Welle 11 im Lager 10 für einen gegebenen Punkt der Gleitfläche an der ¥elle 11 in bezug auf die benachbarte, freiliegende Innenfläche des Lagers 10 andeuten. Das Lager 10 ist als Verbundring dargestellt, der innen eine zylindrische Bohrung aufweist, die von der Innenfläche einer schlauchförmigen, gestrickten oder gewirkten reibungsarmen Auskleidung 13 mit dem oben beschriebenen Aufbau gebildet ist. Die Auskleidung 13 ist von einem Stützkörper umgeben und mit diesem fest verbunden, der ein Metallring sein kann, hier jedoch als bis zum vollen Außendurchmesser des Lagers 10 aufgebauter Hing aus straff gewickelten Glasfaden dargestellt ist, die alle nach Abbinden einer Harztränkung innerhalb eines dauerharten Körpers eingelagert sind. Eine solche Stütze 14 und deren feste Verbindung mit der textlien Auskleidung sind in der US-PS 3 692 375 (Matt u.a.) beschrieben.

Gemäß der Erfindung ist die Maschenware für die Auskleidung 13 derart beschaffen, daß mindestens an einer Seite derselben Fäden einer bestimmten Ausrichtung freiliegen, und die Auskleidung wird an dem Lager derart ausgerichtet angebracht, daß die Ausrichtung dieser freiliegenden Fäden an der Lagergleitfläche zur vorherrschenden Richtung der Gleitbewegung allgemein quergerichtet ist. Für das Zapfenlager gemäß Fig.1 gibt also der gestrichelt eingezeichnete, zweispitzige Pfeil 15 die Ausrichtung der freiliegenden Fäden an, die nach den gesammelten Erfahrungen bestens für die Herstellung eines Zapfenlagers 10 geeignet ist, bei dem die vorherrschende Richtung der Gleitbewegung unter Belastung die Umlaufrichtung ist, d.h. an der Zwischenfläche des Lagers in der Umfangsrichtung liegt.

Aus noch zu erläuternden Gründen wird die Auskleidung 13 vorzugsweise als sogenannte glatte Ware oder Kettenware hergestellt. Das Schlauchprodukt dieser Konstruktion ist in Fig„ 2 für einen

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kurzen Abschnitt dargestellt und die photographischen Vergrößerungen der Fig. 3 und 4 veranschaulichen die freiliegenden Rechtsmaschen an der Wareninnenfläche 16 bzw. die Linksmaschen der Warenaußenseite 17. Die vorherrschende Ausrichtung der freiliegenden Fäden ist auf diesen Aufnahmen leicht anhand der weißen Stellen zu beobachten, die auf die vorhandenen Nomexfäden zurückzuführen sind. Wie ersichtlich, verlaufen also an der Innenfläche 16 die freiliegenden Fäden hauptsächlich in der Achslängsrichtung dee Warenschlauches, d.h. in Richtung der Maschenstäbchen; andererseits verlaufen, wie ebenfalls ersichtlich, an der Außenfläche 17 die freiliegenden Fäden hauptsächlich und im allgemeinen in Richtung quer zur Schlauchachse.

Bei der praktischen Herstellung wird das Zapfenlager gemäß Fig,1 auf einen länglichen zylindrischen Dorn aufgebaut, dessen Profil derart aufgebaut ist, daß es den einwandfreien Sitz in bezug auf den Durchmesser der Welle 11 im fertigen Erzeugnis bestimmt. An dem Dorn wird ein Trennmittel angebracht, und dann wird ein vorher gewaschener und getrockneter länglicher Abschnitt einer Maschenware gemäß der Beschreibung (mit dem Dorn entsprechenden Abmessungen) an dem Dorn angebracht, wobei darauf geachtet wird, daß die Fläche 16 mit längsausgerichteten Fäden, die den Charakter der fertigen Lagergleitfläche bestimmt, einwärtsgewendet ist. Vorzugsweise wird das eine Ende des Waren* Schlauches mittels eines Klebbandes am einen Ende des Dornes befestigt, der Rest des WarenSchlauches wird dann zur Beseitigung von Runzeln entlang des Dornes ausgeglättet und dann an seinem anderen Ende ebenfalls mit Klebband befestigt. Nun wird die Ware durch Benetzen (Tränken) mit Harz gründlich imprägniert} und während das Imprägnierharz noch flüssig ist (Stadium A), wird der Stützkörper 14 auf der Außenseite der Auskleidung aufgebaut, indem der Dorn in Drehung versetzt wird und harzbenetzte Glasfäden zur Schaffung dichter Schichten eines wendelförmig gewickelten Glasstützkörpers unter Zugspannung entlang des Dornes an diesen herangeführt werden. Im Falle eines

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Zapfenlagers wird durch die Zugspannung dieses Wickels die Ware radial einwärts zusammengedrückt, so daß das Garn an der Lagergleitfläche an den gewünschten Lagergleitflächenumriß flach angepreßt wird, wodurch gewährleistet wird, daß (a) soviel Fadenmaterial wie möglich an der Lagergleitfläche freiliegt und (b) das Merkmal der vorwiegenden Ausrichtung der freiliegenden Fäden an der Warenseite 16 erhalten bleibt. "Flachdrücken" soll nicht besagen, daß die Einzelfäden notwendigerweise plattgedrückt werden, sondern daß die lose aneinander« liegenden Fäden des Garnbündels an der Lagergleitflache seitlich auseinandergedrängt werden und daß die Maschenschleifen der Ware hinsichtlich des von ihnen eingenommenen Raumes verkleinert werden, wodurch die an der Lagergleitfläche freiliegenden Einzelfadenlängen wirksam vergrößert werden.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der beschriebene Warenschlauch aus lose vereinigten TFÄ-Fäden und Fäden aus aromatischem Polyamid sich zur Anwendung eignet, wenn die Gleitbewegung unter Belastung zu der für das Zapfenlager gemäß Fig.1 beschriebenen Richtung 12 quergerichtet ist. Für ein Zylinderringlager gemäß der Darstellung in Fig. 1, bei dem jedoch die relative Gleitbewegung unter Belastung vorwiegend längsgerichtet ist, d.h. in Richtung des gestrichelten Doppelpfeiles 15 erfolgt, braucht eine abgeschnittene Länge des gleichen Warenschlauches lediglich gestülpt zu werden (Fig. 5)» so daß zur Verwendung als Gleitlagerfläche bei dieser Lagerkonstruktion die in Umfangsrichtung ausgerichteten Fäden der Warenseite 17 an der Innenseite freiliegen. Sämtliche anderen Herstellungsschritte bleiben die gleichen wie bereits beschrieben, und dies hat zur Folge, daß das fertige Lager an seiner Innenfläche hauptsächlich in der Umfangsrichtung ausgerichtete Fäden aufweist. Bei einer längsgerichteten Gleitbewegung (beispielsweise Hin- und Herbewegung entlang einer Welle 11 kreuzt also jedes gegebene Flächenelement der belasteten Fläche der Welle

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an der Lagergleitfläche auch hier eine maximale Anzahl von Fäden,

Die übrigen Figuren der Zeichnung veranschaulichen einige der mannigfaltigen Anwendungsmöglichkeiten des oben beschriebenen und besprochenen Erfindungsgedankens und die Ausführungsformen gemäß Fig. 6 bis 9 eind anschauliche Beispiele für die Verwendung des beschriebenen Warenschlauches· bei dem die längsausgerichtete (rechte) Warenseite 16 wegen der vorherrschend umlaufenden Relativbewegung des Lagers unter Belastung vorzugsweise die Lagergleitfläche bildet. Beispielsweise zeigt Fig.6 ein Pendellager mit Drehschwingfreiheit zur Selbstausrichtung mit einem Innenring 20 und einem Außenring 21 und einem Maschenwarenschlauch der angegebenen Ausbildung als Auskleidung 22 der Bohrung des Außenringes 21, wobei die Seite mit den längsausgerichteten Fäden (rechte Warenseite) 16 dem kugelförmigen Umriß 23 des Innenringes 20 angepaßt ist und sich in Richtung der Achse Zk des Lagere erstreckt. Das Lager kann nach dem Verfahren gemäß US-PS 3 697 3^6 (Van Dorn) zu mehreren in einem Arbeitsgang hergestellt werden, indem mehrere Innenringe hintereinander und in Axialabständen voneinander auf einem Dorn aufgereiht werden, an dem so entstehenden Außenprofil ein Trennmittel angebracht wird, dann ein Abschnitt der Schlauchware in der Ausrichtung gemäß Fig. 2 aufgezogen, ausgeglättet und auf dem Dorn mit Harz getränkt wird, und anschließend unter Zugspannung ein wendeiförmiger Wickel aus harzbenetzten Stützfäden aufgebaut wird, so daß die Lagergleitfläche der Auskleidung radial einwärts zur straffen Anlage an den konvexen kugelzonenförmigen Umriß Jedes der aufgereihten Innenringe 20 gedrückt wird. Nach Aushärten des Harzes werden gemäß der soeben genannten Patentschrift (Van Dorn) die einzelnen Lager durch Radialschnitte voneinander getrennt.

Fig. 7 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einer Spindelmutter 25, deren Gewindeflächen für den reibungsarmen

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Lauf am Gewinde einer Leitspindel 26 ausgekleidet sind. Die Auskleidung 27 der Leitspindelmutter besteht auch hier aus einem Warenschlauch in der Ausrichtung gemäß Fig. 2, d.h₀ sämtliche an der Innenfläche freiliegenden Fäden sind vorwiegend in Längerichtung der Fläche 16 ausgerichtet (rechte Wareneeite). Die Mutter 25 ist unter Verwendung einer Leitspindel 26 als Originalprofil hergestellt, das in geeigneter Weise mit Trennmittel überzogen wird, und das übrige Verfahren gleicht weitgehend dem oben für das Pendellager beschriebenen Verfahren, d.h. der Warenschlauch wird entlang der Spindel 26 lose ausgebreitet, mit Harz getränkt und dann mit harzbenetzten Glasfaden bis zur gewünschten Stützkörperdicke straff umwickelt; vor Anbringen des wendeiförmigen Wickels an der ganzen Auskleidung empfiehlt es sich, zunächst alle harzfeuchten Glasfaden zusammenzufassen und zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Schraubengewindegängen (z.B. bei 28) zu verwenden, so daß diese Fäden die Auskleidung radial einwärts (und axial auswärts) gegen sämtliche Begrenzungsflächen der Gewindenuten andrücken, und die Glasfäden anschließend zu einem Band auseinanderzubreiten, aus dem der Wickel in der in der US-PS 3 692 375 beschriebenen und dargestellten Weise weiter aufgebaut wird. Das ausgehärtete Erzeugnis wird auf die gewünschten Einzellängen der Spindelmuttern 25 abgeschnitten.

Fig. 8 und 9 veranschaulichen sogenannte Schräglager (zur Aufnahme sowohl radialer als auch axialer Belastungen), bei denen natürlich die vorwiegende Bewegungsrichtung unter Belastung die Umfangsrichtung ist, so daß an derLagergleitflache längsgerichtete Fäden (rechte Warenseite) gefordert werden. In Fig. 8 weist ein Innenring 30 eine innere zylindrische Lagergleitfläche 31, eine plane (radiale) Gleitfläche 32 und eine äußere zylindrische Gleitfläche 33 auf. Diesem geforderten Umriß wurde die Warenseite 16 des harzgetränkten WarenSchlauches durch straffes Wickeln der harzfeuchten Stützfäden angepaßt.

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Auf diese Weiae wurde ein mit ausgehärtetem Harz imprägnierter Außenring 34 eit der gewünschten dauernden Ausrichtung der Auskleidung 35 aufgebaut. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist die Gleitfläche eines Innenringes J6 kegelförmig, und zum Aufbauen des auegekleideten und später auszuhärtenden Außenringes 37 1st die Warenseite 16 durch Aufwickeln harzfeuchter Glasfaden unter Zugspannung dem gleichen kegelförmigen Umriß und Andruck angepaßt.

Die Ausbildungen gemäß Fig. 10 und 11 sind weitere Beispiele für die Auerichtung eines Maschenwarenschlauches aus Auskleidungsmaterial gemäß Fig_e 5, bei der die vorherrschende Fadenausrichtung an der Lagergleitfläche in Umfangsrichtung liegt, indem die linke Varenseite 17 des Materials benutzt wird. Gemäß Fig. 10 hat ein ringförmiger Lagerkörper oder Ring 40 eine ausgekleidete Bohrung mit polygonalem Querschnitt, der, wie dargestellt» dem quadratischen Querschnitt einer Stange angepaßt 1st und die vorwiegende Richtung der relativen Gleitbewegung unter Belastung ist die einer hin— und hergehenden Längsbewegung entlang der Stange 41. üie Auskleidung 42 ist durch die Wahl eines entsprechend: dimensionierten Warenschlauches und durch, Ausrichtung desselben gemäß Fig. 5 bestimmt, indem der Warenschlauch an der Stange 4i angebracht und dann mit Harz getränkt wird. Dann wird ein Wickel aus harzfeuchten Glasfäden unter Zugspannung in Umfangsrichtung aufgebaut, wobei die Ware radial zusammengedrückt wird und die Wareninnenseite 17 schmiegend an die Stange 41 angepaßt wird. Nach dem Aushärten wird der so aufgebaute Ringkörper 40 auf Länge zugeschnitten und, wenn erwünscht, außen profiliert. Fig. 11 veranschaulicht die Anwendung des Erfindungsgedankens bei durch Nut und Feder oder durch eine Vielkeilverbindung miteinander verbundenen Teilen, wofür hier ein Stab 4-5 mit einer ausgedehnten keilförmigen Ausbildung 46 für die gleitende, jedoch drehfeste Aufnahme eines Lagerringes 47 mit Auskleidung als

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Beispiel dient. Mit Rücksicht auf die im Gebrauch des Lagerteiles 47 auftretende Längsbewegung ist als Fadenrichtung an der Lagergleitfläche die Umfangsrichtung gewählt, Indem der Außenfläche des Stabes 45 die linke Warenseite 17 zugewendet ist. Zur besseren Anpassung der Auskleidung 48 an die Radialwände eines Keiles 46 wird gegen die befeuchtete Ware ein (beispielsweise aus Polyamid stranggepreßter) allgemein dreieckprismatischer Einsatz 49 angelegt, um am Anschluß jeder dieser Wände an der benachbarten zylindrischen Stabfläche eine Anpassung zu erzwingen. Beim Aufbau des Wickels aus harzfeuchten Glasfäden unter Zugspannung werden also sämtliche Fäden an der Lagergleitfläche gegen sämtliche freien Stabflächen angedrückt»

Es ist zu ersehen, daß die beschriebene Erfindung die umrissene Aufgabe voll erfüllt. Durchgeführte Prüfungen an Zapfenlagern, bei denen in erster Linie Drehbewegungen unter Belastung auftreten, zeigten» - daß die beschriebene Querausrichtung der Fäden der Maschenware an der Gleitfläche (in bezug auf die Richtung der Gleitbewegung an der Lagergleitfläche) Lager ergibt, die die zehnfache Lebensdauer haben wie ähnlich aufgebaute Lager, in denen die Fadenausrichtung allgemein in Richtung der Gleitbewegung an der Lagergleitfläche liegt. Die so untersuchten Lager waren 25 mm (1") breit mit einer Bohrung von 25 mm (1^H) Durchmesser und mit einem Außendurchmesser von 31»5 mm (1,25^H)· Die Radialbelastung eines Lagers betrug jeweils 6,3 Tonnen (7 tons), und jedes Lager wurde einer hin- und hergehenden Drehbewegung (Drehschwingbewegung) mit 10 Perioden je Minute und - 25 Verdrehung je Periode ausgesetzt. Das in der Konstruktion der Maschenware für die schlauchfbrmigen Auskleidungen verwendete Garn war ein Garn aus 4OO/6O/O TFX und zwei Garnen aus 200/100/0 Nomex, Typ 430, mit drei Windungen je Zoll lose vereint. Der Warenschlauch war eine glatte Maschenware mit 25 mm (iⁿ) Nenndurchmesser mit einer Breite von

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35 mm (1 3/8 ") im ebenen entspannten Zustand, zu deren Herstellung insgesamt 56 Nadeln verwendet wurden, und der Schlauch wurde vor dem Imprägnieren mit Harz gewaschen und getrocknet.

Obwohl die Erfindung oben nur anhand bevorzugter Ausführungsformen und Verfahrensweisen eingehend beschrieben wurde, sind natürlich Abwandlungen ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken möglich. Beispielsweise können die gleichen Grundsätze der Fadenausrichtung in bezug auf die + in gleicher Weise verwendet werden (a) beim Bau von Lagern mit ebener Gleitfläche (wobei eine ebene Maschenware benutzt werden oder ein Warenschlauch zur Erzeugung eines eben auslegbaren Warenstückes in der Längsrichtung aufgeschnitten werden kann) und (b) beim Bau von Drehlagern, bei denen der mit dem Lagerwerkstoff versehene Teil den Lagerwerketoff an seiner Außenseite trägt. Natürlich sollte bei jeder Anwendung eines solchen Warenschlauches an einer konvexen Außenfläche für die Drehlagerung (d.h. für die Lagerung bei vorwiegend drehender Relativbewegung unter Belastung) der ähnlich profilierten konkaven Fläche eines äußeren Lagerteiles die Ausrichtung des WarenSchlauches gemäß Fig. 5 verwendet werden, damit die längsausgerichtete (rechte) Warenseite l6 der Lagergleitfläche zugewendet ist.

+ vorwiegende Richtung der Gleitbewegung unter Belastung

Patentansprüche

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Claims

Pat entansprüche

Reibungsarmes Lagerelement für die Lagerung einer Last in entlang einer hinsichtlich der Richtung bestimmten gewünschten Bewegungsbahn gleitbarer Weise, in der Form eines Ringkörpers mit einer inneren und einer äußeren, sich in axialer Richtung erstreckenden Fläche, von denen sich die eine in der Bewegungsbahn befindet, gekennzeichnet durch eine freiliegende Fläche einer harzgetränkten und ausgehärteten, schlauchförmigen Maschenware aus lose gezwirntem Garn, bestehend aus Tetrafluoräthylenfäden (TFÄ—Fäden) und Fäden aus aromatischem Polyamid, dessen an der genannten Fläche freiliegende Fäden hauptsächlich in einer zu der genannten, hinsichtlich der Richtung bestimmten gewünschten Bewegungsbahn allgemein querliegenden Richtung ausgerichtet sind.

2. Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hinsichtlich der Richtung bestimmte gewünschte Bewegungsbahn eine vorherrschende Komponente in der Umfangsrichtung aufweist und die an der genannten Fläche freiliegenden Fäden hauptsächlich in Richtung der Schlauchachse der Maschenware ausgerichtet sind.

3· Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche zylindrisch ist.

4. Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche kugelförmig bzw. kugelzonenförmig ist.

5· Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Umriß der Fläche eine wendeiförmige Folge von Gewindegängen ist.

6. Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche aneinandergrenzende zylindrische Flächen und radiale Planflächen aufweist.

7· Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche kegelförmig ist.

8. Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn der Gleitbewegung eine vorherrschende
Komponente in der Achsrichtung aufweist und die an
der genannten Fläche freiliegenden Fäden hauptsächlich allgemein in der Umfangsrichtung ausgerichtet sind.

9« Lagerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche zylindrisch ist.

10. Lagerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche polygonal mit konstantem
Querschnitt ist.

11. Lagerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Fläche aus aneinandergrenzenden
zylindrischen und radialen Flächen besteht, wobei die (oder jede) Radialfläche sich in einer Ebene befindet, die sich in der Längsrichtung der Achse der Zylinderfläche erstreckt.

12. Lagerelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der TFÄ-Fäden
an den Fäden aus TFA und aus aromatischem Polyamid
35 bis k5 Vol.-# beträgt.

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13. Lagerelement für die Auflagerung einer Last in entlang einer hinsichtlich ihrer Richtung bestimmten Bewegungsbahn gleitbarer Weise, bestehend aus einem Körper mit einer Lagerfläche, die zwei Dimensionen aufweist, von denen mindestens eine in der Richtung der Bewegungsbahn liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche eine freiliegende Fläche einer harzgetränkten und ausgehärteten Maschenware aus lose gezwirntem Garn, bestehend aus TFÄ-Fäden und Fäden aus aromatischem Polyamid, ist und die an der Fläche freiliegenden Fäden in einer zur Richtung dieser einen Dimension allgemein querliegenden Richtung ausgerichtet sind.

Ik. Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die TFÄ- und Polyamidfäden durchgehend (kontinuierlich) sind.

15. Verfahren zur Herstellung eines ringförmigen Lagers nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer mit reibungsarmer Maschenware ausgekleideten Fläche von vorherbestimmtem Umriß für die Aufnahme einer Last unter Gleitlagerbedingungen, wobei die Oberfläche der Maschenware allgemein entlang einer hinsichtlich der Richtung bestimmten Bewegungsbahn relativ gleitet, dadurch gekennzeichnet, daß ein lose gezwirntes Garn, bestehend aus TFÄ-Fäden und Fäden aus aromatischem Polyamid, ausgewählt wird, mit diesem Garn als vorherrschender Komponente eine Maschenware in Form eines Schlauches hergestellt wird, der so aufgebaut ist, daß die freiliegenden Fäden an der einen Seite des Schlauches hauptsächlich in Richtung dex» Schlauchaehse und an der anderen Seite des Schlauches hauptsächlich normal zur Schlauchaehse und in der Schlauchumfangsrichtung ausgerichtet

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sind, diese Ware mit ungehärtetem Kunstharz getränkt wird, die Umfangserstreckung einer ausgewählten Seite des Warenschiauehes einem ausgewählten Formgebungselement angepaßt wird, das eine Formungsfläche aufweist, deren Umriß dem vorherbestimmten Umriß, entspricht, wobei als ausgewählte Seite diejenige Seite gewählt wird, für die die Abweichung von der hauptsächlichen Ausrichtung der freiliegenden Fäden der hinsichtlich der Richtung bestimmten Bewegungsbahn größer ist, und daß das Harz ausgehärtet wird, während der Warenschlauch in dieser Stellung festgehalten ist.

16. Verfahren nach Anspruch 151 bei Anwendung zur Herstellung eines ürehlagers, bei dem die vorherrschende Richtungskomponente der Bahn der Gleitbewegung in Umfangsrichtung liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Seite des Waren* Schlauches ausgewählt wird, an der die freiliegenden Fäden hauptsächlich in Richtung der Schlauchachse ausgerichtet sind.

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß zylindrisch ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß kugel— bzw, kugelzonenförmig ist.

19« Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß ein Gewinde (eine wendeiförmige Folge von Gewindegängen) ist.

2Oo Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß aus aneinandergrenzenden

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Zylinderflächen und radialen Planflächen besteht.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß eine Kegelfläche ist.

22» Verfahren nach Anspruch 15» bei Anwendung zur Herstellung eines rohrförmigen Lagers, bei dem die vorherrschende Komponente der Bahn der Gleitbewegung in Achsrichtung liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Seite des Warenschlauches ausgewählt wird, an der die freiliegenden Fäden hauptsächlich in Umfangsrichtung des Warenschlau— ches ausgerichtet sind.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß zylindrich ist.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß polygonal und von konstantem Querschnitt ist.

25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Umriß aus aneinandergrenzenden Zylinderflächen und radialen Planflächen besteht, von denen die (oder jede) radiale Planfläche in einer Ebene liegt, die sich in der Längsrichtung der Achse der Zylinderfläche erstreckt.

26. Verfahren zur Herstellung eines reibungsarmen Lagers nach Anspruch I3, für die Lagerung einer Last in entlang einer hinsichtlich der Richtung bestimmten gewünschten Bewegungsbahn gleitbarer Weise, dadurch gekennzeichnet, daß ein lose gezwirntes Garn ausgewählt wird, das aus TFÄ-Fäden und aus Fäden aus aromatischem Polyamid besteht,

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daß das Garn zu einer Maschenware verarbeitet wird, an deren einer Seite die freiliegenden Fäden hauptsächlich in der einen Richtung liegen, die Ware mit einem ungehärteten Kunstharz imprägniert wird, ein Formungselement ausgewählt wird, das eine Formungsfläche mit einem der Bewegungsbahn entsprechenden Umriß aufweist, die Ware durch Anpassung an den Umriß der Formungsfläche geformt wird, wobei auch die freiliegenden Fäden an der einen Seite derart ausgerichtet werden, daß sie zur Richtung der gewünschten Bewegung auf der Bewegungsbahn allgemein quer ausgerichtet liegen, und das Harz ausgehärtet wird, während die Ware in dieser Weise angepaßt gehalten ist.

27» Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Formungsfläche des gewünschten Umrisses ein länglicher Dorn ausgewählt wird, dessen Außenfläche diesen Umriß aufweist, und daß das Anpassen der Maschenware an den Umriß durch straffes Bewickeln des Umfanga der imprägnierten Maschenware mit harzbefeuchteten Glasfaden als Stütze erfolgt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, zur Herstellung eines Lagerelementes, bei dem sich die Maschenware an der Innenseite des Stützkörpers befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Maschenware durch Aufbauen eines in Umfangsrichtung unter Zugspannung stehenden Wickels aus harzgetränkten Glasfäden in radialer Richtung verdichtet wird und dann das Imprägnierharz gehä-rtet wird.

29o Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die getränkte Maschenware während des ganzen Aushärtevorganges an das Profil der Formungsfläche straff angepreßt bleibt.

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30. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der TFÄ-Fäden an den Fäden aus TFÄ und aus aromatischem Polyamid 35 bis 45 Vol.-% beträgt.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Warenschlauch vor dem Tränken mit Harz in einem Schlichtelösungsmittel gewaschen wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenware eine glatte Maschenware ist.

33„ Reibungsarmer Gleitlagerwerkstoff in der Form einer Maschenware, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung bei mannigfaltigen Lagerausbildungen, einschließlich (a) eines Ringes, in dem sich eine Seite der Maschenware an einer Gleitfläche für eine Gleitbewegung im allgemeinen entlang einer Bewegungsbahn einer ersten Richtung in bezug auf die Achse des Ringes und (b) eines Ringes, in dem sich eine Seite der Maschenware an einer Gleitfläche für eine Gleitbewegung im allgemeinen entlang einer Bewegungsbahn einer zweiten Richtung, allgemein quer zur Richtung der ersten Bewegungsbahn befindet, die Maschenware ein Schlauch ist, der aus lose gezwirntem Garn, bestehend aus TFÄ-Fäden und Fäden aus aromatischem Polyamid hergestellt ist und an dessen einer Seite die freiliegenden Fäden vorwiegend in Richtung der Schlauchachse und an dessen anderer Seite die freiliegenden Fäden vorwiegend normal zur Schlauchachse und in Umfangsrichtung des Schlauches ausgerichtet sind, so daß für eine erste Lagerausbildung, in der die vorherbestimmte Bahnrichtung der Gleitbewegung vorwiegend eine Drehrichtung ist und bei

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der daher eine allgemein in Umfangsrichtung ausgerichtete Gleitbewegung auftritt, ein Abschnitt der Maschenware von gewählter Länge derart manipulierbar ist, daß die vorwiegend in Richtung der Schlauchachse ausgerichteten Fäden an die Lagergleitfläche gebracht werden, und andererseits für eine zweite Lagerausbildung, bei der die vorwiegende Bahnrichtung der Gleitbewegung die Längsrichtung ist, ein Abschnitt der gleichen Maschenware von gewählter Länge derart manipulierbar ist, daß die vorwiegend normal zur Schlauchachse in Schlauchumfangsrichtung ausgerichteten Fäden an die Lagergleitfläche gebracht werden, so daß der gleiche Schlauch aus Maschenware mit höchster Wirksamkeit bei der einen wie bei der anderen Lagerausbildung verwendbar ist.

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