DE874095C

DE874095C - Plain bearings made of non-metallic materials, in particular synthetic resin molded materials, in composite construction

Info

Publication number: DE874095C
Application number: DESCH5368A
Authority: DE
Inventors: Joachim Schulte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-12-05
Filing date: 1950-12-05
Publication date: 1953-04-20

Description

Gleitlager aus nichtmetallischen Werkstoffen, insbesondere Kunstharzpreßstoffen, in Verbundbauweise Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitlager aus nichtmetallischenWerkstoffen, insbesondere Kunstharzpreßstoffen, in Verbundbamveise für hochbelastete Wellen und Zapfen, beispielsweise solche von Walzwerkswalzen. Die bekannten Lager dieser Art gliedern sich hinsichtlich ihres Aufbaus im wesentlichen in zwei Gruppen. Die erste dieser Gruppen betrifft La,-er aus einheitlichen, d. h. über alle Lagerquerschnitte hin gleichen Werkstoffen, wie beispielsweise Pockholz, Preßstoffen mit ge- schichteten oder regellos eingebrachten Einlagen I "aus Holz, Cellulose oder Geweben. -je nach Werkstoffart er,-eben sich dabei für die Lager ganz unterschiedliche Gestehungskosten, Laufzeiten und Betricbseigenschaften. Die besten Ergebnisse zeitigen in der Regel die aus hochwertigen, geschichteten Preßstoffen, d. h. aus dem kostenmäßig am höchsten liegenden Werkstoff hergestellten Lager bzw. Lagerschalen.Sliding bearings made of non-metallic materials, in particular synthetic resin molded materials, in composite construction The invention relates to a sliding bearing made of non-metallic materials, especially synthetic resin molded materials, in a composite structure for heavily loaded shafts and journals, for example those of rolling mill rolls. The known camps of this type are essentially divided into two groups in terms of their structure. The first of these groups concerns La, -er from uniform, i. H. all stock cross-sections through the same materials, such as lignum vitae, Preßstoffen with overall coated or random on assets contributed I "made of wood, cellulose or tissues. -depending on type of material he -eben thereby for the bearing very different costs, lead times and Betricbseigenschaften. As a rule, the best results are obtained from the bearings or bearing shells made from high-quality, layered molded materials, i.e. from the material with the highest cost.

Bei der zweiten Gruppe der bekannten niätmetallischen Lager hat man, um die Gestehungskosten herabzusetzen, einen anderen Weg beschritten. Dabei wird in Anlehnung an die bekannten Mehrschichtenlager aus Metall die Lauffläche des Lagers aus einem hochwertigen Preßstoff mit geschichteten Einlagen aus Baumwollgewebe od. dgl., der übrige Teil des Lagerkörpers dagegen aus einem billigeren, mit Schnitzeln oder Schichten auf Holz- oder Celltilosebasis gefülltem Preßstoff hergestellt. Wie sich zeigte, sind derartige Preßstoffverbundlager hohen, stoßweisen Beanspruchungen, wie solche beispielsweise bei Walzwerken regelmäßig auftreten, nicht voll gewachsen. Schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit treten nämlich an den, am höchsten beanspruchten Querschnitten des Lagers, d. h. im Bereich der Zone des Hauptdruckes, Risse im Grundwerkstoff auf, die nach verhältnisinUig kurzer Zeit zum Durchbrechen des Verbundkörpers und damit zur Zerstörung des Lagers führen.In the case of the second group of known non-metallic bearings, a different approach has been taken in order to reduce the production costs. Based on the known multilayer bearings made of metal, the running surface of the bearing is made of a high-quality pressed material with layered inserts of cotton fabric or the like, while the remaining part of the bearing body is made of a cheaper pressed material filled with chips or layers based on wood or cellulose . As has been shown, such molded composite bearings are not fully able to withstand high, intermittent loads, such as those that regularly occur in rolling mills, for example. After a relatively short operating time, the most heavily stressed cross-sections of the bearing occur, i. H. In the area of the main pressure zone, cracks appear in the base material, which after a relatively short time lead to the breakout of the composite body and thus to the destruction of the bearing.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß das Lager im Bereich der hochbelasteten, d. h. durch Druck, Schlag und Reibung besonders beanspruchten Zonen über den ganzen Querschnitt hin aus hochwertigem, gegen druck-und schlagartige Beanspruchung widerstandsfähigem Werkstoff, vorzugsweise geschichtetem Kunstharzpreßstoff, im Gebiet der minderbelasteten Zonen da-gegen durchgehend aus weniger tragfähigem Werkstäff,beispielsweiseKunstharzschnitzelmassen auf Holz- oder Gellul-osebasis, Holz od. dgl., besteht. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Verbundlagers wird also jeder Lagerzone derjenige Werkstoff zugeordnet, der für die gerade vorliegen-.den Beanspruchungen die besten Latifeigenschafteri, die größte Druckfestigkeit und die größte Sicherheit gegen Bruch aufweist. Durch diese erfindungsgemäße Anpassung der Werkstoffkennzahlen andie Beanspruchungsverhältnisse lassen sich mithin die Gestehungskosten bis zu einem unteren Grenzwert absenken, ohne daß dadurch die Betriebssicherheit ,des Lagers im mindesten leidet.According to the invention these disadvantages are eliminated in that the bearing in the area of the highly stressed, d. H. Zones particularly stressed by pressure, impact and friction across the entire cross-section made of high-quality material resistant to pressure and sudden loads, preferably layered synthetic resin molding, in the area of the less stressed zones, on the other hand, consistently made of less load-bearing material, for example synthetic resin chips on wood or cellulose -ose base, wood or the like., Is. The inventive design of the composite bearing means that each bearing zone is assigned that material which has the best latitude properties, the greatest compressive strength and the greatest security against breakage for the stresses currently present. By adapting the material parameters according to the invention to the loading conditions, the production costs can be reduced to a lower limit value without the operational reliability of the bearing suffering in the least.

Um Überlastungen des Werkstoffes. und durch Kerbwirkung od. dgl. verursachte Brüche an denjenigen Stellen des Lagers, an denen der Querschnitt durch Schmiernuten, Bohrungen od. dgl. geschwächt ist, auszuschließen, kann es vorteilhaft sein, diese Zonen aus hochwertigem, vorzugsweise geschichtetem Preßstoff herzustellen, und zwar auch dann, wenn sie nicht unmittelbar im Bereich besonders hoher Druckbeanspruchungen liegen.To overload the material. and caused by a notch effect or the like Fractures at those points of the bearing where the cross-section is caused by lubrication grooves, Bores or the like. Is weakened, to exclude, it can be advantageous to do this To produce zones from high-quality, preferably layered molded material, namely even if they are not directly in the area of particularly high pressure loads lie.

Im einzelnen, sei die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, die Ausführungsbeispiele von bekannten und erfindungsgemäßen Verbundlagern wie folgt veranschaulicht.In detail, the invention is described with reference to the drawing, the embodiments of known and inventive composite bearings as follows illustrated.

Fig. i zeigt einen Querschnitt durch eine Preßstofflagerschale bekannter Ausführung in Verbundbauweise schematisch, Fig. 2 ein nach der Lehre der Erfindung ausgebildetes Preßstofflager in Verbundbauweise im Querschnitt schematisch und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Preßstofflagerschale, die in der Zone der Schmiermittelkanäle verstärkt ist, ebenfalls im Schema.Fig. I shows a cross-section through a known embodiment of a pressed material bearing shell in a composite construction, Fig. 2 shows a compressed material bearing designed according to the teaching of the invention in a composite construction in a schematic cross-section and Fig. 3 is a cross-section through a pressed material bearing shell which is reinforced in the zone of the lubricant channels, also in the scheme.

Bekannte Preßstoffverbundlager bestehen, wie Fig. i zeigt, im wesentlichen aus einem etwa kenzentrisch zur Lagerbohrung angeordneten Ring i aus geschichtetem, hochwertigem Preßstoff, der beispielsweise während des Preßvorganges mit dem Grundkörper:2 aus weniger tragfähigem, billigerem Preßstoff mit Schnitzelfüllung od. dgl. verbunden ist. Wenn die auf die Lagerschale wirkenden Hauptdrücke in Richtung der Pfeile 3 liegen, treten die höchsten Beanspruchungen der Lagerwerkstoffe etwa in den Querschnitten auf, die durch die Pfeile 4 an-gedeutet sind. An diesen Stellen geht das Lager erfahrungsgemäß auch gewöhnlich zu Bruch.Known molded composite bearings consist, as FIG. I shows, essentially of a ring i, arranged approximately kentrically to the bearing bore, made of layered, high-quality molded material which, for example, during the pressing process with the base body: 2 made of less stable, cheaper molded material or the like is. If the main pressures acting on the bearing shell are in the direction of the arrows 3 , the highest stresses on the bearing materials occur approximately in the cross-sections indicated by the arrows 4. Experience has shown that this is where the bearing usually breaks.

Bei dem Verbundlager nach dieser Erfindung ist die Verteilung der einzelnen Werkstoffe, wie Fig. :2 veranschaulicht, eine völlig andere. Hier ist das Lager in der Zone 5 der Hauptdrücke 3 in. radialer Richtung über die ganze Wandstärke hin aus hochwertigem, geschichtetem Kunstharzpreßstoff hergestellt, während.,die minderbeanspruchten Teile 6 und 7 der Schale durchweg aus einfacherem Preßstoff oder gegebenenfalls aus, Holz od. dgl. gefertigt sind.In the composite bearing according to this invention, the distribution of the individual materials, as illustrated in FIG. 2, is completely different. Here, the bearing is the main pressure 3 in. A radial direction over the entire wall thickness out of high-quality, layered molded plastic produced in zone 5, while. The less stressed parts throughout od 6 and 7 of the shell in a simpler molding compound or optionally from wood. Etc. . are manufactured.

Das Ausfüh-rungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt schließlich eine sinngemäß vorgeseheneVerstärkung der durcii die Schmiermittelkanäle 8, 9 geschwächten Lagerzonen. Zu diesem Zweck sind im Bereich dieser Zonen besondere Einlagen io aus hochwertigem, geschichtetem Preßstoff vorgesehen, die sich auch hier in «radialer Richtung vorzugsweise über die ganze Wandstärke der Schale. erstreckem Selbstverständlich ist die Anwendung des Erfindungsgedankens nicht auf Lager der dargestellten Bauart beschränkt. In entsprechender Weise lassen sich nach,der Lehre der Erfindung und mit gleichem Erfolg vielmehr sowohl rechtwinklige als auch zylindrische ein- oder niehrteilfgeVerbundlager mit und auch ohne Bund (Lagerkragen) herstellen. Die Lager selbst können dabei entweder schon im Preßverfahren fertiggestellt oder durch spanabhebende Bearbeitung nachträglich auf Fertigmaß bearbeitet werden.The embodiment according to FIG. 3 finally shows a correspondingly provided reinforcement of the bearing zones weakened by the lubricant channels 8, 9 . For this purpose, special inlays made of high-quality, layered pressed material are provided in the area of these zones, which also extend here in the radial direction, preferably over the entire wall thickness of the shell. Of course, the application of the inventive concept is not limited to bearings of the type shown. In a corresponding manner, according to the teaching of the invention and with the same success, both right-angled and cylindrical one-part or lower-part composite bearings with and without a collar (bearing collar) can be produced. The bearings themselves can either be completed using the pressing process or subsequently machined to the finished size by machining.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Plain bearings made of non-metallic materials, in particular synthetic resin molded materials, in composite construction, characterized in that the bearing in the area of the highly stressed, d. H. Zones particularly stressed by pressure, impact and friction, (5) over the entire cross-section made of high-quality material resistant to pressure and sudden loads, preferably layered synthetic resin molded material, in the area of the less stressed zones (6, 7), on the other hand, consistently less load-bearing material, for example synthetic resin chips based on wood or cellulose, wood or the like.

2. Plain bearing according to claim i, characterized in that the bearing is made of high-quality, preferably layered synthetic resin molded material (io) at those points where the load-bearing cross-section is weakened by lubricating grooves (8, 9), bores or the like.