DE917110C

DE917110C - Plain bearings with plastic film

Info

Publication number: DE917110C
Application number: DEC717D
Authority: DE
Inventors: Dr Arthur Greth; Joseph Schmitz
Original assignee: Chemische Werke Albert
Current assignee: Hoechst AG Werk Kalle Albert
Priority date: 1938-10-30
Filing date: 1938-10-30
Publication date: 1954-08-26

Description

Gleitlager mit Kunststoff-Film Die Anforderungen, die an hochwertige Lagerwerkstoffe gestellt werden, sind neben ausreichender mechanischer Festigkeit vor allem geringe trockene Reibung, geringe Abnutzung, gute Einlauffähigkeit und aus@eichende Wärmeabführung. Diese Eigenschaften sind um so wichtiger, je häufiger gemischte oder gar trockene Reibung im Betrieb auftreten kann, während bei dauernder Flüssigkeitsreibung und guter Wärmeableitung die Bedeutung des Lagerwerkstoffes zurücktritt. Die sich aus diesen spezifischen Lagereigenschaften ergebenden Aufgaben sind auf dem Gebiet der Lagerwerkstoffe aus Buntmetallen weitgehend gelöst.Plain bearings with plastic film The requirements placed on high quality Bearing materials are provided, in addition to sufficient mechanical strength especially low dry friction, low wear and tear, and good running-in properties off @ calibrating heat dissipation. These properties are all the more important the more common mixed or even dry friction can occur in operation, while in continuous Fluid friction and good heat dissipation the importance of the bearing material resigns. The tasks resulting from these specific storage properties are largely solved in the field of bearing materials made of non-ferrous metals.

Im Zuge Beines erstrebenswerten Werkstoffaustausches beginnen neben Metallagern auch Kunststofflager immer mehr an Bedeutung zu gewinnen. Solche Kunststofflagler bestehen in der Regel aus auf preßtechnischem Wege hergestellten geschlossnen oder geteilten Lagerschalen. Als Preßstoffe verwendet man vorwiegend Kondemsations- oder Polymerisationsharze mit verschiedenen Füllstoffen.In the course of Beines desirable exchange of materials, begin next Metal bearings and plastic bearings are becoming more and more important. Such plastic bearings usually consist of closed or manufactured by compression technology split bearing shells. The press materials used are mainly condensation or Polymerization resins with various fillers.

Es ist aber bekannt, daß Stoffe ähnlicher Zusammensetzung sich auch ebenso als Brems- und Kupplungsbeläge bewährt haben, also gerade dort, wo ges im Gegensatz zu Lagereigenschaften auf große Reibungseffekte ankommt. Dieser Widerspruch in der Anwendung physikalisch und chemisch mehr oder weniger gleicher Werkstoffe beweist, daß die vorwiegend übliche Kombination von Kunstharz seit Füllstoff weder für den einen noch für den anderen Zweck die ideale Lösung darstellen kann, da erfahrungsgemäß das Kunstharz die guten Gleiteigenschaften und die Füllstoffe die hohen Reibungseigenschaften. besitzen. Es ist daher ,naheliegend, für Lagerzwecke füllstofffreie Kunstharze zu verwenden. Solche Lager haben meistens gute Gleiteigenschaften, besitzen aber noch eine Reihe von Anwendungsnachteilen, wie schlechtes Wärmeleitvermögen und oft ungenügende mechanische Festigkeit, die sie bis heute keine ernste Bedeutung erlangen ließen.It is known, however, that substances of a similar composition also exist have also proven their worth as brake and clutch linings, especially wherever there is In contrast to bearing properties, great friction effects are important. This contradiction Physically and chemically more or less the same materials in use proves that the predominantly common combination of synthetic resin since filler neither can represent the ideal solution for one or for the other purpose, as experience has shown the synthetic resin the good sliding properties and the fillers the high friction properties. own. It is therefore, obviously, filler-free for storage purposes Use synthetic resins. Such bearings usually have good sliding properties but there are still a number of application disadvantages, such as poor thermal conductivity and often insufficient mechanical strength, which to date has no serious significance let attain.

Man ist auch so vorgegangen, daß man auf Gleitlager Preßstoffringe oder Kunstharzbeläge direkt aufgebracht und mittels geeigneter Vorrichtungen befestigt oder indem man Preßstoffe direkt auf die Lagerachse aufgepreßt hat. In einem anderen Fall hat man die Poren oder sonstigen Unebenheiten der Lauffläche mittels Kunstharzen ausgefüllt, so daß der Zapfen oder die Welle des Lagers nicht nur auf diesen verhältnismäßig weichen Stoffen, sondern gleichzeitig auch unmittelbar auf Teilen der Oberfläche des aus einem härteren Material bestehenden Lagers aufliegt. Weiterhin hat man bekannte Gleitmittel so zubereitet und auf Lagerflächen aufgebracht, daß sie gut haften und dadurch längere Zeit hindurch ihre Wirkung behalten. Man hat zu diesem Zweck Systeme verwendet, in denen das Gleitmittel, z: B. Graphit, dien Hauptanteil darstellt und die nur den Zweck haben, das Gleitmittel besser und gleichmäßiger zu verteilen und auf dem eigentlichen Lager festzuhalten.One has also proceeded in such a way that pressed material rings are placed on plain bearings or synthetic resin coverings applied directly and fastened using suitable devices or by pressing molding materials directly onto the bearing axis. In another If you have the pores or other unevenness of the running surface by means of synthetic resins filled in, so that the pin or the shaft of the bearing is not only proportionate to this soft fabrics, but also directly on parts of the surface of the bearing made of a harder material. Furthermore, one has known Lubricants prepared and applied to bearing surfaces so that they adhere well and thereby retain their effect for a longer period of time. There are systems in place for this purpose used, in which the lubricant, e.g. graphite, is the main component and which only have the purpose of distributing the lubricant better and more evenly and to hold on to the actual camp.

Der vorliegenden Erfindung liegt neben anderen zunächst der Gedanke zugrunde, an Stelle der bisher üblichen mehr oder weniger dickwandigen Lagerschalen aus Metallen oder Kunststoffen Kunststoff-Filme zu verwenden, welche fest haftend auf den Gleitflächen aufgebracht sind. Diese Gleitfilme, die je nach den Erfordernissen eine Dicke von wenigen bis zu etwa Iooo u haben können, lassen sich sowohl auf dem Zapfen als auch auf der Lagerschale, gegebenenfalls auch auf beiden anbringen. Sie bestehen aus Kunststoffen, und unter diesen sind in Gegenüberstellung zu Metallen alle organischen Stoffe zu verstehen, die sich zur Filmbildung eignen und welche de für Gleitfilme notwendigen Eigenschaften aufweisen. Als solche kommen Kunstharze jeglicher Art vom Typ der Kondensations- und Polymerisationsharze in Frage, ferner Derivate der Cellulose und anderer Kohlenhydrate, Naturstoffe öligen, gummiartigen und harzartigen Charakters und deren Umwandlungsprodukte und ebenso diejenigen Kombinationen von Ölen, Harzen und sonstigen Rohstoffen, wie sie in der Anstrich-, Lackier-, Überzugs- und Auskleidungstechinik üblich sind. Die Gleitfilme sind füllstofffrei, können aber gegebenenfalls auch in feiner Verteilung mit solchen Stoffen durchsetzt sein, welche die Gleiteigenschaften fördern oder sie zum mindesten nicht beeinträchtigen oder die schmiermittelaufnahmefähig sind.The present invention, among others, is based first of all on the idea is based on, instead of the more or less thick-walled bearing shells that were customary up to now Use plastic films made of metals or plastics, which adhere firmly are applied to the sliding surfaces. These lubricating films, depending on the requirements a thickness of a few up to about iooo u can be used on both the Attach the pin as well as on the bearing shell, if necessary also on both. she are made of plastics, and among these are in opposition to metals to understand all organic substances that are suitable for film formation and which de have properties necessary for sliding films. As such come synthetic resins any type of condensation and polymerization resin type in question, furthermore Derivatives of cellulose and other carbohydrates, natural substances oily, gummy and resinous character and their conversion products, as well as those combinations of oils, resins and other raw materials, such as those used in painting, varnishing, coating and lining technology are common. The lubricating films are filler-free, can but possibly also be interspersed with such substances in fine distribution, which promote the sliding properties or at least not impair them or that are capable of absorbing lubricants.

Die Oberflächenhärte und Elastizität solcher Filme hat man beim heutigen Stand der Kunstharz-und Lacktechnik weitgehend in der Hand, so daß man diese wesentlichen Eigenschaften den jeweiligen Erfordernissen anpassen kann.The surface hardness and elasticity of such films are found in today's The synthetic resin and lacquer technology was largely in hand, so that this was essential Properties can adapt to the respective requirements.

Das Aufbringen der Filme auf die Gleitflächen kann erfolgen durch Streichen, Tauchen, Spritzen, Walzen, Aufschmelzen, Schleudern, Ausgießen, Ausspritzen unter Druck oder durch Auspressen. Die notwendige Härtung kann durch Lufttrocknung, durch thermische Behandlung oder katalytische Beeinflussung erreicht werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, fertige Filmschläuche, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme besonderer Quellmittel, auf den zu überziehenden Zapfen aufzuschrumpfen.The films can be applied to the sliding surfaces by Brushing, dipping, spraying, rolling, melting, centrifuging, pouring, spraying out under pressure or by squeezing. The necessary hardening can be achieved by air drying, can be achieved by thermal treatment or catalytic influence. Farther there is the possibility of finished film tubes, if necessary with the help special swelling agent to shrink onto the cone to be coated.

Gegenüber Metallagern besteht der Vorteil von Gleitlagern nach vorliegender Erfindung in der Ersparnis wertvoller Metalle; sowohl der Zapfen als auch die Lagerschale können, sofern sie mit Gleitfilmen versehen sind, aus beliebigen metallischen Werkstoffen hergestellt sein, die keine spezifischen Lagereigenschaften zu besitzen brauchen, sondern nur die jeweiligen Festgkeitsanforderungen erfüllen müssen.Compared to metal bearings, there is the advantage of plain bearings according to the present invention Invention in saving precious metals; both the journal and the bearing shell can, provided they are provided with sliding films, made of any metallic material be manufactured that do not need to have any specific storage properties, but only have to meet the respective strength requirements.

Preßstofflager weisen erfahrungsgemäß eine Reihe von Schwierigkeiten auf, die bei Gleitflächen nicht zu befürchten sind; sielbst bei vollkommener Flüssigkeitsreibung besteht bei Preßstofflagern immer die Schwierigkeit der Wärmeabführung. Dieses Problem ist auch dadurch nur teilweise gelöst, daß man eine mit dem Zapfen umlaufende Preßstoffhülse in einer Metallbüchse laufen läßt, da die Wärmeableitung vorwiegend einseitig ist. Wesentlich günstiger liegen diese Verhältnisse bei Gleitfilmen, deren Dicke sich gegenüber Preßstofflagern in der Größenordnung I : 5o bis etwa I : Ioo bewegt, so daß die Abführung der Reibungswärme keine Schwierigkeiten mehr bereitet und gefährliche Wärmestauungen ausgeschlossen bleiben.Experience has shown that compressed material bearings have a number of difficulties that are not to be feared with sliding surfaces; even with perfect fluid friction there is always the difficulty of heat dissipation in pressed material bearings. This problem is also only partially solved by using a molded material sleeve that rotates with the pin runs in a metal sleeve, since the heat dissipation is predominantly one-sided. These ratios are much more favorable in the case of sliding films, the thickness of which is greater compared to pressed material bearings in the order of magnitude of I: 50 to about I: Ioo moved, see above that the dissipation of the frictional heat is no longer difficult and dangerous Heat accumulations remain excluded.

Weitere Aufgaben stellen bei Preßstofflagern die Wärmedehnung und ihre der Dehnung entgegenwirkende anfängliche Schrumpfung, so daß es häufig nur durch umfangreiche Versuche und besondere Maßnahmen möglich ist, die notwendigen Maße für ein Preßstofflager eindeutig festzulegen. Trotz aller Vorsichtsmaßregeln kommt es aber immer wieder vor, daß das Lagerspiel im Betrieb nicht konstant bleibt und hierdurch Störungen auftreten. Ferner verursacht die sichere Befestigung einer Preßstoffschale im Lagerträger oder auf dem Zapfen aus gleichem Grunde Schwierigkeiten. Ein weiterer Unsicherheitsfaktor liegt bei Preßstofflagern außerdem in ihrer natürlichen Quellfähigkeit.Further tasks are the thermal expansion and press material bearings their initial shrinkage counteracting elongation, so that it is often only through extensive tests and special measures is possible, the necessary Clearly define dimensions for a compressed material store. Despite all precautionary measures but it happens again and again that the bearing play does not remain constant during operation and this causes malfunctions. Furthermore, the secure attachment of a Preßstoffschale in the bearing bracket or on the pin for the same reason difficulties. Another factor of uncertainty in pressed material bearings is their natural Swellability.

Diese Schwierigkeiten sind bei Gleitfilmen praktisch ausgeschaltet. Unterschiedliche Wärmedehnungen gegenüber Metallen wirken sich bei den geringen Filmstärken nicht störend aus. Die sichere Befestigung des Gleitfilms wird durch seine hohe Haftfähigkeit auf Metallen gewährleistet. Auch eine Quellung durch Schmiermittelaufnahme ist nicht zu befürchten, da einerseits die Filme praktisch aufnahmefest sind, andererseits mögliche Schmiermittelaufnahme .auf Grund des wesentlich geringeren Volumens gegenüber dickwandigen Preßstofflagern nur ganz unbedeutende Volumenvergrößerungen und Maßänderungen bedingen kann. Besondere Vortei:e bieten Gleitfilme auf der Basis von Kondensationsstoffen dadurch, daß sie sehr wärmefest ausgeführt werden können, so daß auch außergewöhnlich hohe Lagertemperaturen bis zu etwa aoo- unbeschadet für dien Gleitfilm vertragen werden. Die Ausführungsformen der Gleitlager mit Kunststoff-Film können recht verschiedenartig sein. Entweder trägt der Lagerzapfen einen Außenfilm oder die Lagerbüchse ist mit einem Innenfilm ausgekleidet oder beide sind mit Gleitfilmen versehen. Es ist möglich und oft vorteilhaft, verschiedene Kunststoff-Filme übereinanderzuschichten, etwa derart, daß der Grundfilm die feste Haftung auf dem Metalluntergrund und der darübergeschichtete und mit dem Grundfilm fest verschweißte Gleitfilm den besonderen Lagereigenschaften angepaßt wird. Der Grundfilm kann auch zwecks Aufnahme von Lagerstößen elastischer gehalten werden als der Gleitfilm, oder er kann, durch Füllmittelzusatz etwa, härter und mechanisch fester ausgebaut sehn. Außerdem ist es zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften möglich, in den Grundfilm eine geeignete Gewebebahn einzulagern und auf den Grundfilm den trägerstofffreien Gleitfilm aufzulegen, so daß keine die Reibung vergrößernden Füllstoffteile an die Gleitfläche hervortreten. Zur Erleichterung des Auswechselns abgenutzter Gleitfilme können Schrumpfringe aus Metall mit dem Gleitfilm als Außenfilm auf den Lagerzapfen aufgezogen werden, oder auswechselbare Ringe oder Büchsen mit Außenfilm werden mittels einfacher Maschinenelemente, wie Gewinde, Keile, Verschraubungen usw., auf dem Zapfen befestigt. In gleicher Weise können auswechselbare Ringe oder Büchsen mit Innenfilmen in die Lagerkörper eingelassen werden Zur Vereinfachung der Herstellung derartiger Überzugs-und Einsatzbüchsen. können innen- bzw. außenlackierte Metallrohre verwendet werden, die nach Bedarf abgeschnitten werden.These difficulties are practically eliminated with sliding films. Different thermal expansions compared to metals have an effect on the small ones Film thicknesses are not annoying. The secure attachment of the sliding film is ensured by ensures its high adhesion to metals. Also swelling due to the absorption of lubricant is not to be feared, since on the one hand the films are practically stable on the other hand possible lubricant absorption due to the significantly lower volume compared to thick-walled pressed material bearings only insignificant volume increases and dimensional changes can condition. Special advantages: sliding films based on condensation substances offer in that they can be made very heat-resistant, so that also extraordinary high storage temperatures up to about aoo- tolerated without prejudice to the sliding film will. The embodiments of the plain bearings with plastic film can be quite diverse. Either the bearing journal has an outer film or the bearing bush is lined with an inner film or both are with sliding films Mistake. It is possible and often advantageous to layer different plastic films on top of one another, such that the base film has firm adhesion to the metal substrate and the Sliding film that is layered on top and firmly welded to the base film creates a special one Storage properties is adjusted. The base film can also be used to absorb bearing shocks be kept more elastic than the lubricating film, or it can, by adding fillers for example, to see harder and mechanically more solidly developed. Besides, it is used to increase mechanical properties possible, a suitable fabric web in the base film store and place the carrier-free lubricating film on the base film, see above that no filler parts increasing the friction protrude on the sliding surface. To make it easier to replace worn sliding films, shrink rings can be made from Metal with the sliding film as an outer film can be drawn onto the bearing journal, or exchangeable rings or bushings with an outer film are made using simple machine elements, such as threads, wedges, screw connections, etc., attached to the pin. In the same Interchangeable rings or bushings with inner films can be installed in the bearing body are let in To simplify the production of such cover and insert sleeves. Inside or outside painted metal pipes can be used as required be cut off.

Claims

PATENT CLAIMS: I. plain bearings, characterized in that on the Sliding surfaces of the bearing parts, such as bushings and / or journals, plastic films are less Thickness of organic, film-forming substances are firmly applied.

2. Plain bearing according to claim I, characterized in that the plastic films applied to the sliding surfaces of the bearing parts are solidified by air drying, heat curing or catalytic influence and converted into the state of use. Cited publications: German Patent No. 466 I04; Austrian Patent Specification No. 154,626; Swiss patent specification No. I28 272; French Patent Nos. 828 670, 816408, 554615; Swedish Patent Nos. 91229, 90936; VD I magazine, vol. 81, no. 11, p.338.