DE2631919A1

DE2631919A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines gleitlagerbandes

Info

Publication number: DE2631919A1
Application number: DE19762631919
Authority: DE
Inventors: David Stanley Young
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1976-07-15
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DD127094A5; AU502874B2; ES449845A1; AT357754B; FR2318340A1; FR2318340B1; IT1062615B; JPS5212269A; YU175176A; AU1592976A; GB1556047A; US4386118A; CA1087045A; SU659076A3; MX143888A; ATA522176A; BR7604617A; CS196402B2; PL109603B1; ZA764214B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Gleitlagerbandes

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gleitlagerbandes, insbes. Verbundgleitlagerbandes, aus einem Polyarylensulfid, insbes. einem Polyphenylensulfid, auf einem Stützband und zum Aushärten und Vernetzen des Polyarylensulfids auf dem oder am Stützband oder einem Stützkörper, um ein Gleitlagerband herzustellen, aus dem insbes. Gleitlagerschalen gefertigt werden.

Bei der apparativen Einrichtung für die Durchführung eines derartigen Verfahrens besteht die Schwierigkeit darin, daß das notwenige Erwärmen und Aushärten bei einer Beschichtung von etwa 0,38 mm Dicke bis zu einer Stunde in Anspruch nimmt, so daß eine Anlage, in der sich das Stützband kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1m/min bewegt, wenigstens 60 m lang wäre. Bei der üblicheren Bandgeschwindigkeit von etwa 10 m/min ergäbe sich für die Anlage eine in oar Praxis völlig inakzeptable Länge.

609885/0848

/2

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich Gleitlagerbänder rascher und besser herstellen lassen.

Bei einem mechanischen Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagerbandes wird erfindungsgemäß an einer Fläche eines Trag- oder Stützbandes oder Stützkörpers eine Laufschicht aus Polyarylensulfid aufgebracht und erwärmt, um sie zum Schmelzen zu bringen, und die geschmolzene Laufschieht und das Stützband werden rasch abgekühlt.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird die Laufschicht aus Polyarylensulfid auf das Stützband aus Metall in Pulverform aufgebracht und an das Stützband angeschmolzen, um eine haftende, im wesentlichen nichtporöse Schicht zu bilden. Die Laufschicht und das Stützband werden dann von einer über dem Schmelzpunkt des Kunststoffs liegenden Temperatur innerhalb weniger Sekunden auf ungefähr Raumtemperatur abgekühlt. Ein geeignetes Verfahren zum raschen Abkühlen ist das Abschrecken mit kaltem Wasser. Dieses Abschrecken stellt einen bedeutenden Portschritt in den Maßnahmen zur Verhinderung von Sprödigkeit dar, die sich aus der bei langsamem Abkühlen auftretenden Kristallbildung ergibt, und macht den Werkstoff sehr duktil. Das Verbundgleitlagerband kann dann aufgehaspelt und im aufgehaspelten Zustand einer weiteren Wärmebehandlung zum Aushärten der Lauf schicht und auch gelagert werden, so daß kein großer Raumbedarf besteht.

Vorzugsweise sind einander benachbarte Windungen im Wickel durch zweckentsprechende Abstandsstücke im Abstand voneinander gehalten, so daß zwischen einander benachbarten Windungen des Wickels eine kontrollierte Luftströmung zum

Aushärten der Lauf schicht ermöglicht und auch verhindert wird, daß einander "benachbarte. Schichten von Polyarylensulfid "beim nachfolgenden Aushärten zusammenkleben.

Ein gebräuchliches Verfahren zum Aushärten ist das Erwärmen während einer Stunde auf 370 C.

Es ist möglich, eine Lagerbuchse oder Lagerschale nach ihrer Ausbildung abschließend auszuhärten und zu vernetzen.

Wenn das Polyarylensulfid mit dem Stützband nicht verbunden werden muß, kann das Stützband selbstverständlich auch die Form eines wiederverwendungsfähigen Tragbandes aus Metall haben, von dem sich das Polyarylensulfid nach beendetem Aushärten ablösen läßt, so daß sich ein festes, vollausgehärtetes Gleitlager- oder Laufschichtband ohne Bücken ergibt, das auch für viele derjenigen Zwecke verwendbar ist, für die sich Polyarylensulfid-Be Schichtungen eignen, beispielsweise zum Isolieren. Das Tragband kann mit einem Trennmittel behandelt sein, um das Ablösen des Laufschichtbandes zu erleichtern.

Um das Aushärten zu begünstigen, ist das Polyarylensulfid vorzugsweise ein vorbehandeltes Pulver, das bestimmte Basen von Metallen der I. und II. Gruppe des Periodischen Systems enthält (sh. die deutsche Patentanmeldung P 26 02 195.4).

Das Stützband kann aus Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung sein. Ein Stützband aus Stahl kann kupferplattiert sein und an der Kupferplattierung eine Beschichtung aus Süerbronze aufweisen, so daß das Polyarylensulfid auf die Bronze aufgebracht wird.

Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen und in der nachstehenden Beschreibung gekennzeichnet.

/4 ''0OSBb / 0 8 4 t?

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Varichtung beim Herstellen eines Verbundgleitlagerbandes,

Fig. 2 den Schnitt H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Verbundgleitlagerbandes gemäß Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 und 5 perspektivische Ansichten je eines Teils von gegenüber Fig. 3 abgewandelten Ausführungsformen des Verbundgleitlagerbandes.

Ein etwa 1,63 mm dickes, kontinuierliches Stützband 11 aus Aluminiumlegierung wird von einer von Rollen oder Walzen gebildeten Transportvorrichtung 12 durch eine in der GB-PS 1 249 981 in Einzelheiten beschriebene, als Verteilkasten ausgebildete Vorrichtung 13 hindurchgeführt, die ungehärtetes Polyphenylensulfid 14 in Pulverform enthält. Wenn sich das Stützband 11 in der von einem Pfeil 15 angegebenen Richtung durch die Vorrichtung 13 hindurchbewegt, nimmt es etwas von dem Polyphenylensulfid 14 in Pulverform mit und führt es an der Auslaßseite der Vorrichtung 13 durch einen waagerechten Schlitz 16, der oben von einem Verdichter 17 begrenzt ist, welcher dureh einen Motor 18 in vertikaler Richtung hin- und herbewegbar ist. Gemäß der GB-PS 1 249 981 besteht die Wirkung des Verdichters 17 darin, daß er das pulverförmige Polyphenylensulfid 14 am Stützband 11 verdichtet, so daß es mit dem Stützband 11 als Laufschicht 19 zu einer Erwärmungsvorrichtung 21 gelangt, die beim gezeigten Beispiel als induktive Erwärmungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Rollen oder Walzen der Transportvorrichtung 12 verhindern, daß sich das Stützband 11 in seiner Querrichtung konkav oder konvex verformt. Ein an beiden Seiten der Vorrichtung 13»

/5 109885/0848

in Arbeitsriehtung unmittelbar vor dem Schlitz 16 angeordnetes Paar Füße 22 dient zum Zentrieren der Ränder des Stützbandes 11.

In der Erwärmungsvorrichtimg 21 wird die !Temperatur auf zwischen 290 ⁰C und 310 ⁰C getrieben, damit das Polyphenylensulfid 14 schmilzt und am Stützband 11 eine kontinuierliche, kohärente Laufschicht 19 bilden kann. Durch Erwärmen des Stiitzbandes 11 und des Polyphenylensulfids 14 während etwa 10 Minuten auf eine Temperatur zwischen 330 ⁰C und 350 ⁰C ist es auch möglich, das Polyphenylensulfid 14 teilweise auszuhärten.

Das Stützband 11 und die Laufschicht 19 werden unmittelbar nach dem Austreten aus der Erwärmungsvorrichtung 21 in einer beim gezeigten Beispiel als Wasserbad ausgebildeten Abschreckvorrichtung 22* rasch auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Die Abschreckvorrichtung 22^f weist an der Seite zur Erwärmungsvorrichtung 21 hin einen Einlaufschlitz 23 auf und ist über und unter der Bewegungsbahn des vom Stützband 11 und der Laufschicht 19 gebildeten Verbundgleitlagerbandes mit quergerichteten Strahlrohren 24 versehen. Ferner hat sie einen Auslaß 25 für dem Kreislauf wieder zuzuführendes Wasser und einen Auslaß 26 für Wasserdampf.

Die Kühlung ist so ausgelegt, daß die Temperatur in weniger als 5 Sekunden, vorzugsweise in etwa 2 Sekunden auf Raumtemperatur herabgesetzt werden kann. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der es durch die Erwärmungsvorrichtung 21 hindurchtransportiert worden ist, kann das Verbundgleitlagerband bei dieser Temperatur in der Abschreckvorrichtung 22· verweilen.

Anschließend an die Abschreckvorrichtung 22* wandert das Verbundgleitlagerband durch eine Trockenkammer 27* Diese ist

/6 8

mit quergeri elite ten Leitungen 28 versehen, die über und unter der Bewegungsbahn des Verbundgleitlagerbandes angeordnet sind und Trocknungsluft auf beide Seiten des Verbundgleitlagerbandes blasen. Ferner hat die Trockenkammer 27 einen Auslaß 29 für die Luft.

Das Erwärmen in der Erwärmungsvorrichtung 21 und das rasche Abkühlen in der Abschreckvorrichtung 22* ergeben ein sehr duktiles Verbundgleitlagerband, das mit Wiekeldurchmessern bis herunter zu etwa 150 mm aufgehaspelt werden kann, ohne daß die Laufschicht 19 reißt oder bricht. Dementsprechend wird das aus der Trockenkammer 27 austretende Verbundgleitlagerband einem kontinuierlichen Tragband 31 zugeführt und um eine Welle 32 aufgehaspelt. Gemäß Fig. 3 ist das Tragband 31 breiter als das Verbundgleitlagerband, wobei die freiliegenden Ränder aufragende Ab standsstücke 33 aufweisen. Fig. 1 und 2 zeigen, in welcher Weise die Abstandsstüeke am Bücken des Tragbandes 31 einer innenliegenden Windung des Wickels wirken, um zwischen der freiliegenden Fläche der Lauf schicht 19 und dem gegenüberliegenden Rücken des Tragbandes 31 einer innenliegenden Windung einen Zwischenraum 34 beizubehalten.

Somit läßt sich das teilweise ausgehärtete Polyphenylensulfid 14 durch Erwärmen in Luft während 2 Stunden auf eine Temperatur zwischen 370 ⁰C und 380 ⁰C im fertigen Wickel vollständig aushärten. Die Luft kann in der in Fig. 2 mit Pfeilen 35 angegebenen Richtung strömen oder geleitet werden, so daß sie über alle freiliegende Flächen der Laufschicht 19 strömt. Dies macht es auch bei der angegebenen Dicke der Lauf schicht 19 von etwa 1,63 mm möglich, innerhalb 2 Stunden eine vollständige Aushärtung zu erreichen. Der Wickel aus Verbundgleit lager band hat genügend kleine Abmessungen, damit das Aushärten während des Aufhaspeins vorgenommen werden kann oder nachdem ein fertiger Wickel hergestellt und vom

/7 Θ09885/084Θ

weiter zulaufenden Verbundgleitlagerband abgetrennt worden ist, ohne daß eine sehr lange Aushärtungskammer benötigt wird. Danach kann der Wickel bis zur Verwendung gelagert werden, entweder mit mitaufgehaspeltem Tragband 31 oder nachdem das Tragband 31 durch Abwickeln entfernt und weiterer Verwendung wiederzugeführt worden ist. Vorzugsweise wird der Wickel zusammen mit dem Tragband 31 gelagert, das dann zum Zeitpunkt der Verwendung des Wickels zum Herstellen weiterer Wickel dem Arbeitsprozeß wieder zugeführt wird. Das Tragband 31 verhindert auch, daß die Laufschicht 19 während des Aushärtens mit dem Rücken der innenliegenden Windung des Tragbandes 31 zusammenklebt. Each beendetem Aushärten neigt die Laufschicht 19 jedoch nicht mehr dazu, am Stützband 11 zu haften, und das beschichtete Stützband 11 könnte demgemäß ohne das Tragband 3I einfach wiederaufgewickelt werden.

Wird jedoch vorgezogen, auf das wiederverwendungsfähige Tragband 31 zu. verziehten, weil mit einer Lagerzeit von beträchtlicher Dauer gerechnet wird und weil das Ab- und Wiederaufwickeln teuer ist, läßt sich das Stützband 11 auch mit einer größeren als der angestrebten fertigen Breite herstellen und mit aufgefalteten Rändern 36 ausbilden (Fig. 4). Die Scheitel der aufgefalteten Ränder 36 wirken in derselben Weise, um für die Zwecke des Aushärtens zwischen aufeinanderfolgenden Windungen des Wickels einen Luftzwisehenraum zu schaffen. Danach können die Ränder 36 maschinell abgetrennt werden, ohne daß der Wickel abgewickelt werden muß.

Bei einer anderen Ausführungsform hat das Verbundgleitlagerband lediglich über die Laufschicht 19 überstehende ebene Ränder 37. Beim Aufhaspeln des Wickels werden zwischen die Windungen endlose Abstandsstücke zugeführt, die gemäß Pig. beispielsweise als lange Federn 38 ausgebildet sind, die sich nach beendetem Aushärten einfach wegnehmen lassen. Die

609885/08Ä8

Windungen der Feder 38 haben selbstverständlich eine ausreichend große Steigung, damit die zum Aushärten zugeführte Luft zwischen den Windungen des Wickels unbehindert strömen kann. Abhängig von der angestrebten speziellen Gestalt des Verbundgleitlagerbandes kann es notwendig sein, die unbeschichteten Ränder 37 maschinell abzutrennen.

Statt das Verbundgleitlagerband gemäß Fig. 1 aufzuhaspeln, ist es möglich, aus dem Verbundgleitlagerband nach dem raschen Abkühlen und Trocknen Zuschnitte auszuschneiden und daraus Lager mit Laufschichtflächen zu formen und diese dann durch eine ähnliche Wärmebehandlung auszuhärten.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, das aus der Trockenkammer 27 austretende abgekühlte Verbundgleitlagerband zum Einstellen der Dicke der Laufschicht 19 durch ein Paar Kalibrierrollen oder -walzen zu leiten.

Nach dem abschließenden Aushärten ist es möglich, in die Laufschicht 19 vertiefte Taschen zur Aufnahme eines Schmiermittels einzuarbeiten.

Ein Stützband 11 aus Stahl könnte mit Kupfer plattiert und dann durch die Vorrichtung 13 geleitet werden, in der es ein Bronzepulver empfängt, das beim Durchlauf des Stützbandes 11 durch die beispielsweise als induktive Erwärmungsvorrichtung ausgebildete Erwärmungsvorrichtung 21 am plattierten Stützband 11 durch Sintern fixiert wird. Das Stützband 11 mit der Sinterschicht könnte dann zum zusätzlichen Aufbringen des Polyphenylensulfids 14 erneut der Vorrichtung 13 oder einer ähnlichen Vorrichtung zugeführt, erwärmt und durch Abschrecken abgekühlt werden.

/Ansprüche

BO9885/O840

Claims

A N S P KÜCHE

1.) Mechanisches Verfahren zum Herstellen eines Gleitlager-

des, insbes. Verbundgleitlagerbandes, bei dem auf eine Fläche eines Trag- oder Stützbandes oder Stützkörpers eine Laufschicht aus Polyarylensulfid, insbesondere aus Polyphenylensulfid, insbesondere in Pulverform, aufgebracht, erwärmt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschicht (19) erwärmt wird, um sie zum Schmelzen zu bringen, und daß die geschmolzene Laufschicht (19) und das Stützband (11) rasch abgekühlt werden.

2. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Laufschicht (19) wenigstens etwa 0,254 mm dick aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet , daß das rasche Abkühlen durch Abschrecken in kaltem Wasser erreicht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die rasche Abkühlung in weniger als 5 s vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß auf eine Temperatur erwärmt wird, die zum Schmelzen, jedoch nicht zum vollständigen Aushärten des Polyphenylensulfids (14) genügt.

6. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch, gekennzeichnet , daß das Stützband (11) und die Laufschicht (19) nach raschem Abkühlen zum Aushärten des Polyphenylensulfids (14) auf eine Temperatur von wenigstens etwa 370 ⁰C erwärmt werden.

/10

i09885/0848

2631913 - ίο -

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung bei 370 ⁰C während wenigstens einer Stunde durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschicht (19) durch das Schmelzen mit dem Stützband (11) zu einem Verbundgleitlagerband unlösbar verbunden wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschicht (19) mit dem Stützband (11) zu einem Gleitlagerband ablösbar verbunden wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Stützband (11) und seine Laufschicht (19) nach dem raschen Abkühlen zu einem Wickel aufgehaspelt werden, in dem die einander benachbarten Windungen in einen das Hindurchströmen von Luft ermöglichenden Abstand voneinander gehalten sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die einander benachbarten Windungen durch am Stützband (11) ausgebildete Abstandsstücke im Abstand voneinander gehalten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschicht (19) auf ein Stützband (11) mit Abstandsstücken an einem oder an beiden Rändern (3 6) bis kurz vor den Rändern (36) des Stützbandes (11) endend aufgebracht wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Stützband (11) und die LaufSchicht (19) einem zum Aufhaspeln dienenden, wiederverwendungsfähigen mit Abstandsstücken (33) versehenen Tragband (31) zugeführt und das Tragband (31), das Stützband (11) und die

G0988S/0848

- 11 Laufschicht (19) aufgehaspelt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 6 und nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Aushärten des Polyphenylensulfids (14) und/oder das Lagern des Stützbandes (11) und der Laufschicht (19) im aufgehaspelten Zustand derselben durchgeführt wird bzw. werden.

15. Vorrichtung zum Herstellen eines Gleitlagerbandes, insbes. eines Verbundgleitlagerbandes, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Tx-an Sportvorrichtung für ein Stützband, einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Laufschicht auf eine Fläche des Stützbandes und einer Erwärmungsvorrichtung für das Stützband und die Laufschicht, gekennzeichnet durch eine an die Erwärmungsvorrichtung (21) anschließende Abschreckvorrichtung (22') zum raschen Abkühlen des erwärmten Stützbandes (11) und der erwährmten Laufschicht (19).

1058 $09885/0848