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Kunstharzverbundlager Die Herstellung von Kunstharzverbundlagern aus
einem metallischen Stützkörper, beispielsweise aus Stahl, Kupfer, Kupferlegierungen,
Leichtmetall oder aus zwei oder mehr Metallschichten und einer dünnen filmartigen
Schicht aus Kunstharz ist bekannt. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften der Kunstharzschichten
derartiger Kunstharzverbundlager hat man dem Kunstharz auch Füllstoffe, wie z. B.
Glimmer oder Metallpulver, zugesetzt. Durch den Glimmerzusatz wurde wohl eine gewisse
Kapillarität und damit Aufnahmefähigkeit der Gleitschicht für Schmiermittel erzielt,
gleichzeitig aber eine zu Korrosionserscheinungen führende Berührung des Schmiermittels
mit dem metallischen Stützkörper herbeigeführt. Bei Anwendung von Metallpulvern
als Füllstoff tritt eine Verringerung der Haftfestigkeit der Kunstharzgleitflächen
auf dem Stützkörper ein, besonders dann, wenn die letzteren aus Bronze hergestellt
sind.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Nachteile durch
einen bestimmten Aufbau der Kunstharzverbundlager vermieden werden, indem einerseits
der die Haftfestigkeit von Kunstharzschichten auf Metall verbessernde Zusatz von
Glimmer für die unmittelbar auf dem metallischen Stützkörper aufliegende Kunstharzgrundschicht
verwertet und andererseits die korrosionsschützende Wirkung der Kunstharze dazu
'benutzt wird, über die Glimmer enthaltende Grund- oder Haftschicht einen Film aus
Kunstharz zu legen, der keine
Saugfähigkeit für Schmiermittel besitzt.
Dadurch wird der Zutritt von Schmiermittel zur glimmerhaltigen Schicht und zum metallischen
Stützkörper verhindert.
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Die so als Korrosionsschutzschicht dienende Kunstharzschicht kann
füllstoffrei sein oder solche Füllstoffe, wie Metallpulver enthalten, die die Dichte
des Harzflusses nicht nachteilig beeinflussen. Sie kann, insbesondere wenn sie hohen
Belastungen unterworfen wird, mit einer weiteren Schicht überzogen sein, die einen
geeigneten, die Gleitwirkung fördernden Zusatz eines Füllstoffes enthält. Hierfür
kommen Glimmer oder ebenfalls Metallpulver in Frage, wobei bei Anwendung von Glimmer
als Füllstoff eine mechanische Nachbearbeitung der Gleitfläche durch Drehen, Schleifen
od. dgl. notwendig ist und bei Anwendung von Metallpulvern als Füllstoff vorteilhaft
Gewichtsmengenverhältnisse von Kunstharzbindemitteln zu Metallpulver zwischen 5o
: 5o und o,I : 99,9, vorzugsweise zwischen 2o : 8o und Io : 9o, angewendet werden.
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Als Grundmetalle für den metallischen Stützkörper der erfindungsgemäßen
Lager können die üblichen für die Lagerherstellung angewendeten Metalle, wie Stahl,
Bronze, Messing, Leichtmetall od. dgl., angewendet werden. Für die Kunstharz enthaltenden
Schichten werden solche Kunstharze verwendet, die -sich leicht härten lassen, und
die nach der Härtung eine gute Festigkeit besitzen. Als geeignet haben sich reine
oder plastifizierte Phenol-Formaldehydharze erwiesen, wie sie .z. B. durch alkalische
Kondensation von Phenolen mit Formaldehyd, gegebenenfalls mit gleichzeitiger oder
nachfolgender Vereinigung mit Weichmachungsmitteln, wie nichttrocknenden, halbtrocknenden
oder trocknenden Ölen oder ölfreien oder ölmodifizierten Alkydharzen, entstehen,
sowie Epoxydharze. Letztere werden nach bekannten Verfahren durch Umsetzung von
Diphenolen in alkalischer Lösung mit Epichlorhydrin oder Dichlorhydrinen erhalten.
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Die Aufbringung der Kunstharzschichten kann mit Hilfe einer pastenförmigen
Kunstharzmasse erfolgen, die die Kunstharze als solche in zähflüssiger unverdünnter
Form oder verdünnt mit einem geeigneten Lösungsmittel enthält, oder sie kann mit
Kunstharzlösungen im Streich-, Spritz- oder Tauchverfahren unter Anwendung der in
der Lacktechnik üblichen Maßnahmen erfolgen. Der Aufbau jeder einzelnen der zwei
bzw. drei Schichten des erfindungsgemäßen Verbundlagers erfolgt zweckmäßig, indem
die der einzelnen Schicht jeweils zugrunde liegende Harzmasse bzw. Harzlösung in
mehreren dünneren Aufstrichen aufgebracht wird, von denen wiederum jede entweder
für sich unmittelbar nach dem Trocknen oder alle gemeinsam nach beendetem Auftragen
durch Anwendung von Hitze gehärtet werden. Die Härtungstemperaturen liegen je nach
Art des angewendeten Harzes zwischen etwa 16o und 25o° C.
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Die Kunstharz und Glimmer enthaltende Grundschicht dient als Haftschicht
für die darüberliegenden Schichten. Der Zusatz des Glimmers, zweckmäßig in einem
Gewichtsverhältnis Harzkörper zu Glimmer wie etwa 1,7 : I, ist notwendig, da hierdurch
erst eine ausreichende Haftfestigkeit der Kunstharzschichten auf der metallischen
Oberfläche des Stützkörpers erzielt wird. Die über dieser Haftschicht liegende füllstoffreie
oder Metallpulver enthaltende Kunstharzschicht wirkt als korrosionsschützende Schicht,
indem sie auf die mehr oder weniger poröse glimmerhaltige Grundschicht einen dichten
Harzfilm bringt, der für die üblicherweise zur Anwendung kommenden Schmiermittel
undurchlässig ist. Diese Schicht kann in den Fällen, bei denen keine größeren Belastungen
auftreten, direkt als Gleitschicht verwendet werden. Sie kann aber auch; wenn größere
Belastungen des Lagers zu erwarten sind; und insbesondere dann, wenn sie ohne Mitverwendung
eines Füllstoffes hergestellt ist, mit einer weiteren nur als Gleitschicht dienenden
Schicht versehen werden, die zweckmäßig das gleiche Kunstharz in Verbindung mit
Glimmer oder Metallpulver als Füllstoff enthält.
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Bei Anwendung von Glimmer wird in diesem Falle eine mit Kapillaren
durchsetzte Gleitfläche erhalten, da durch die bei der Aushärtung der Kunstharzüberzüge
auftretende Kontraktion ein mehr oder weniger weitgehendes Zerreißen der Glimmerteilchen
eintritt, das zur Bildung feiner Spalten und Risse in der gehärteten Schicht führt.
Durch das mechanische Nachbearbeiten der Schicht durch Schleifen, Drehen ad. dgl.
werden die Spalten und Risse dann an oder Oberfläche geöffnet, und es bilden sich
Kapillaren, die mehr oder weniger weitgehend miteinander in Verbindung stehen. Dies
hat zur Folge, daß diese Schicht für die im Lager angewendeten Schmiermittel aufnahmefähig
wird und sich ein Lager vom Typ der selbstschmierenden Lager ergibt, das infolge
ausgezeichneter Anlaufeigenschaften besonders gut für hohe Belastungen geeignet
ist.
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Bei Anwendung einer metallpulverhaltigen Kunstharzgleitschicht werden
dem zur Verwendung kommenden Kunstharz .feinpulverige Metalle, wie z. B. Eisen,
-insbesondere Gußeisen, Blei, Zinn, Kupfer oder Leichtmetalle, gegebenenfalls im
Gemisch mit einem Oxyd der Metalle, zugefügt. Es können auch Mischungen von verschiedenen
Metallpulvern oder Pulver von Metallegierungen angewendet werden. Die Menge des
Metallpulvers kann in weiten Grenzen variieren, ist aber vorzugsweise mindestens
ebenso groß; wie die Menge des Kunstharzes. Die Metallpulvermenge kann aber auch
größer als die Kunstharzmenge sein, und es haben sich besonders günstige Resultate
erzielen lassen bei Mengenverhältnissen, in denen das Gewichtsverhältnis Metallpulver
zu Kunstharz zwischen etwa 5o : 5o und 99,9:0,1, vorzugsweise zwischen 8o ::2o und
go : io liegt. Um eine gleichmäßige Verteilung des Metallpulvers in dem Kunstharz
zu erzielen, mischt man das Metallpulver in das flüssige Kunstharz ein und verrührt
dann so lange, bis eine möglichst homogene Mischung erhalten ist. Es entstehen Gleitschichten
mit gutem Wärmeleitvermögen, guten Gleiteigenschaften
und ebenfalls
hoher Widerstandsfähigkeit bei starker Beanspruchung.
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Ein erfindungsgemäßes Lager ist beispielsweise wie folgt aufgebaut:
Auf einem metallischen Grundkörper ist eine Grundschicht aus einem härtbaren Phenolformaldehydharz,
das mit 57% Glimmer, bezogen auf Ioo%iges Harz, vermischt ist, in einer Stärke von
o,o6 mm durch ein- oder zweimaliges Aufstreichen einer Harz-Glimmer-Lösung und durch
Härten des Films bei I9o° C aufgebracht. Auf dieser Grundschicht befindet sich eine
zweite Schicht aus dem gleichen Phenolformaldehydharz, jedoch ohne Glimmerzusatz,
in einer Dicke von o, 1:2 bis o,16 mm, die durch sechs- bis achtmaliges Aufstreichen
oder Aufspritzen einer Harzlösung und Aushärten jedes einzelnen Aufstriches bei
etwa I9o bis 22o° C hergestellt ist.
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Ein anderer Aufbau eines Lagers ist der folgende: Auf einem metallischen
Grundkörper ist eine Grundschicht aus einem härtbaren Epoxydharz und 550/o Glimmer,
bezogen auf Ioo%iges Harz, in einer Dicke von etwa o,o6 mm durch ein- oder mehrmaliges
Aufstreichen einer entsprechenden Lösung und Härten des glimmerhaltigen Films bei
25o° C aufgetragen. Darauf liegt als korrosionsschützende Schicht ein o,o4 bis o,o5
mm dicker Film, der aus dem gleichen Epoxydharz, jedoch ohne Glimmer oder einem
sonstigen Zusatz, in der gleichen Weise wie die Grundschicht hergestellt ist. Die
Lauf- bzw. Gleitschicht als dritte Schicht besteht aus einer o,I2 bis o,16 mm dicken
Schicht wieder aus Epoxydharz und Glimmer, die in der gleichen Zusammensetzung wie
die Grundschicht durch Auftragen von sechs bis acht Aufstrichen unter jedesmaligem
Härten der Einzelschichten, beginnend bei I8o° C bei der ersten und endend bei 25o°
C während Io Minuten bei der letzten Einzelschicht erhalten und nach beendetem Einbrennen
durch Schleifen nachbearbeitet worden ist. Die Gleitschicht dieses Lagers ist von
der Oberfläche ausgehend mit Kapillaren durchsetzt und wirkt infolgedessen mit Schmieröl
wie ein selbstschmierendes Lager.
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Ein ähnliches Lager, das für hohe Beanspruchungen besonders geeignet
ist, enthält bei gleichem Aufbau und gleicher Herstellung an Stelle der Gleitschicht
aus Epoxydharz und Glimmer eine solche aus Epoxydharz und Bleipulver, unter Verwendung
von 85 Gewichtsteilen des letzteren auf 15 Gewichtsteile Ioo%iges Harz. In diesem
Falle kann die korrosionsschützende Zwischenschicht aus füllstoffreiem Harz auch
weggelassen sein.