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DE2150847C3 - Reibungsarmer Gleitschicht-Stoff für Lager - Google Patents

Reibungsarmer Gleitschicht-Stoff für Lager

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DE2150847C3 DE2150847A DE2150847A DE2150847C3 DE 2150847 C3 DE2150847 C3 DE 2150847C3 DE 2150847 A DE2150847 A DE 2150847A DE 2150847 A DE2150847 A DE 2150847A DE 2150847 C3 DE2150847 C3 DE 2150847C3
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Description

Die Erfindung betrifft einen reibungsarmen Gleitschicht-Stoff für Lager, bestehend aus mit einem wärmegehärteten Kunstharz ausgegossenen Garnen aus einem Bündel aus Tetrafluoräthylenfäden und hochtemperaturfesten Polyamidfäden.
Aus der US-PS 29 53 418 ist ein Garn zur Verwendung in einer reibungsarmen Lagergleitschicht bekannt, das aus einem zusammengefaßten Bündel aus Tetrafluoräthylenfäden und Polyamidfäden besteht, die mit einem wärmehärtbaren Kunstharz getränkt sind.
Die US-PS 30 00 076 zeigt eine Lagerbüchse aus mit einem Kunstharz imprägnierten Garnen, wobei an der Lageroberfläche ein Garn mit niedrigem Reibbeiwert angeordnet ist.
Die US-PS 35 28 714 betrifft ein Gleitlager aus einem Gemisch aus einem Kunstharz und Partikeln aus Polytetrafluoräthylen, die zur Verbesserung der Bindungsfähigkeit chemisch geätzt sind.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Gleitschicht-Stoff für Lager hinsichtlich der Belastbarkeit des Lagers, der Abnutzungsbeständigkeit und der zulässigen Betriebstemperaturen zu verbessern.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden am Fadenmaterial bis zu 50 Vol.-% beträgt und die Tetrafluoräthylenfäden mit einer Drillung von nicht mehr als etwa 1,2 Windungen je cm mit den Polyamidfäden verzwirnt sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird beispielsweise nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
F i g. 1 in perspektivischer vergrößerter Darstellung ein Garn für den Gleitschicht-Stoff zeigt.
Fig.2 und 3 zeigen im Schnitt ein Garnbünde! in verschiedenen Herstellungsstufen.
Fig.4 zeigt vergrößert im Schnitt einen Teil eines Lagers aus dem Gleitschicht-Stoff.
F i g. 5 zeigt im Schnitt ein fertiges Lager.
ίο Es werden Fäden aus hochtempera turf estern Polyamid und aus Tetrafluoräthylen verwendet. Das Polyamid ist in dem Garn in einem Anteil von mindestens 50 Vol.-°/o sämtlicher Fadenmaterialkomponenten (einschl. des Tetrafluoräthylens) vorhanden. Vorzugsweise beträgt dabei der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden von 20 bis 30Vol.-%. Die Garnfäden sind verhältnismäßig lose und haben einen sehr geringen Drall von nicht mehr als etwa 1,2 Windungen je cm.
Herkömmlicherweise werden die zu einem Garn zu vereinenden Fäden mit einem sehr dünnen Schlichtmittel zugeliefert, das die Handhabung beim Aufbau eines Gewebes, Gewirkes o. dgl. vereinfacht. Es wurde gefunden-, daß der Überzug des Schlichtmittels auf handelsüblichen Fäden, beispielsweise auf Tetrafluoräthylenfäden oder Polyamidfäden, ein Faktor ist, mit dem insofern gerechnet werden muß, als die Aushärtungstemperaturen für das synthetische Tränkharz derart sind, daß sich feine Bläschen bilden oder daß das Harz mit dem Schlichtmittel auf andere Weise reagiert.
Das Produkt einer solchen Reaktion, beispielsweise Gasbläschen, die sich beim Erhitzen von Schlichtmitteln bilden, die Vinylalkohole enthalten, wird zu einem bleibenden Bestandteil des gehärteten Harzes in der unmittelbaren Nähe des zu stützenden Fadens. Dadurch wird nicht nur die Dichte des Harzes an der Gleitfläche des Lagers oder in deren Nähe vermindert, sondern die Abstützung und der Einschluß der Fäden durch das Harz werden erheblich beeinträchtigt.
Es wird daher ein solches Garn als lose Vereinigung,
d. h. mit dem erwähnten geringen Drall, vorgesehen, so daß die innersten Fäden des Garnes selbst nach dem Flechten, Stricken, Wirken oder Weben beim Aufbau des Gleitschichtstoffes lose und zugänglich sind. Wegen des losen Charakters des Garnes selbst nach Herstellung des Stoffes ergibt sich die Möglichkeit, die Schlichtmittel mit einem Lösungsmittel gründlich auszuwaschen. Durch das Waschen wird ein schlaffer Stoff mit noch mehr Hohlräumen innerhalb der Garne erzeugt, der bis zu den Wänden der einzelnen Fäden selbst gereinigt ist. Dabei wurde eine weitaus größere Affinität der Fäden gegenüber flüssigem Kunstharz nach dem Waschen, Trocknen und auch Pressen des Stoffes festgestellt. Es wird angenommen, daß die gereinigten Fäden zahlreiche Kapillarwege bilden, die wegen des geringen Dralles flüssiges Harz dochtartig ansaugen.
F i g. 1 zeigt ein Garn aus einem Bündel !0 aus kontinuierlichen, geschlichteten Tetrafluoräthylenfäden, das mit einem Bündel 11 aus kontinuierlichen, geschlichteten Fäden aus hochtemperaturfestem Polyamid gezwirnt ist.
Fig.2 zeigt den Schlichtmittelüberzug 12 jedes Fadens 13 in einem Garnbündel. Die Fäden sind dank dem äußerst minimalen Drall nicht straffgezogen, so
fcr· daß das Bündel ohne weiteres auf das Waschen in einem Lösungsmittel für das Schlichtmittel anspricht. Durch Waschen wird das Schlichtmittel gründlich beseitigt, so daß das Kunstharz 14 voll ein2udringen vermag, wie
dies in F i g. 3 angedeutet ist. Dieser Sachverhalt ist noch eingehender in F i g. 4 veranschaulicht, die zeigt, daß an der Gleitfläche 15 des Lagers sowohl Fäden 13' aus Tetrafluoräthylen als auch Fäden 13" aus hochtemperaturfestem Polyamid zutagetreten, wobei der Umriß der ; Gleitfläche 15 von der den Umriß bildenden Fläche 16 bestimmt wird. Die Fläche 16 ist Teii eines Formungselementes 17, dem der Stoff bei der Herstellung der gewünschten Gleitfläche 15 angepaßt wird.
Im folgenden werden einige Beispiele angegeben. ι ο
Beispiel 1
Ein Atlasgewebe 4 :1 wird unter Verwendung eines aus mehreren Komponenten aufgebauten Kettgarnes aus Tetrafluoräthylen und eines Füllgarnes aus Poly- r> amid hergestellt Die Komponenten des Kettgarnes erhalten dann einen Drall von 1,2 Windungen je cm. Die Schnittflächen der Tetrafluoräthylenfäden und Polyamidfäden in dem Kettgarn sind so gewähh, daß ca. 25% Tetrafluoräthylen an der Lagergleitfläche zutagetreten, während der Rest der Lagergleitfläche aus Polyamid besteht.
Nach dem Weben wird das Gewebe zur Beseitigung des Schlichtmittels gründlich in siedendem Wasser gewaschen, wenn das Schlichtmittel wasserlöslich ist. r> Nach geeignetem Nachspülen, Trocknen und Pressen wird das Gewebe zugeschnitten und als Gleitschicht 20 eines einfachen Pendellagers (F i g. 5) verwendet.
Bei der Herstellung des Lagers gemäß F i g. 5 wird zunächst ein Innenring 21, der eine Kugel ist, mit einem so geeigneten Formtrennmittel überzogen. Der Außenring 22 ist verformbar und hat im Endzustand eine Hohlkugelfläche, wie dargestellt, die jedoch ursprünglich eine gerade zylindrische Bohrung ist, in die ein Zuschnitt aus dem gewaschenen Gewebe eingefügt » wird, der mit einem ungehärteten Kunstharzstoff überzogen wird. Der Harzstoff kann ein Phenol-, Epoxyd-, Fluoräthylenpropylen- oder Polyamidklebstoff sein. Danach wird der Außenring 22 geformt.
Beispiel 2
Der Gleitschichtstoff ist abermals ein Atlasgewebe, das sich von dem gemäß Beispiel 1 nur dadurch unterscheidet, daß als Füllgarn Polyestergarn verwendet wird. Das Gewebe wird zur Beseitigung des 4Λ> gesamten Schlichtmittels gründlich in siedendem Wasser gewaschen und dann vor Einbau in ein Lager getrocknet und gepreßt. Das Trocknen erfolgt während 15 Minuten bei ca. 163°C in einem Luftumwälzofen zur Erzielung einer Wärmedurchtränkung und einer Gewebeschrumpfung innerhalb des Bereiches der Aushärtungstemperatur des Kunstharzes (in diesem Fall eines Phenolharzes), so daß ein Schrumpfen während des Aushärtens des Harzes vermieden oder wenigstens wesentlich vermindert wird.
Beispiel 3
Der Gleitschichtstoff ist abermals ein Atlasgewebe, das sich von dem des vorangegangenen Beispiels nur dadurch unterscheidet, daß als Füllmaterial Glasfasergarn verwendet wird. Dieses Füllmaterial ist ein einfaches Fiberglasgarn. Das Waschen und die Fertigstellung erfolgen wie für Beispiel 1 beschrieben.
Beispiel 4
Der Gleitschichtstoff ist ein schlauchförmiges Geflecht aus Garnen, die im wesentlichen so aufgebaut sind, wie für das Kettgarn des Beispiels 1 beschrieben. Dieses Geflecht wird auf Länge zugeschnitten und auf einen Dorn des gewünschten Umrisses aufgezogen, der mit einem Trennmittel überzogen ist, und das Geflecht wird durch einen Grundstoff aus Fiberglas und Epoxydharz gestützt. Das Schlichtmittel wird nach dem Flechten und vor Aufbringen des Geflechtes auf den Dorn entfernt.
Beispiel 5
Der Gleitschichtstoff ist ein gestrickter Schlauch aus Garnen, die dem Kettgarn des Beispiels 1 entsprechen. Der Schlauch wird auf Länge zugeschnitten, auf einen Dorn aufgebracht und wie im Beispiel 4 mit Stützmaterial versehen und verfestigt. Auch hier wird nach dem Stricken und vor dem Aufbringen des Schlauches auf den Dorn das Schlichtmittel entfernt.
Die Beseitigung des Schlichtmittels aus dem Stoff gewährleistet eine Erhöhung der Harzdichte im Interesse einer besseren Verbindung mit dem Polyamidgarnen und somit bessere, konzentrierte Abstützung der an der Gleitfläche des Lagers zutagetretenden Tetrafluoräthylenfäden. Wenn eine noch bessere Haftung an allen Fäden gewünscht wird, sollten die Tetrafluoräthylenfäden geätzt werden.
Der geringe Drall ermöglicht ein vollständiges Durchwaschen aller Fäden im Interesse einer wirksamen Durchtränkung mit Harz.
Es hat sich ferner gezeigt, daß die höchste Reibungsarmut der Tetrafluoräthylenfäden dann erzielt wird, wenn ihr Anteil an der Gleitschichtoberfläche 50% erreicht; wenn die zusätzliche Festigkeit des Polyamidgarnes in Betracht gezogen wird, werden beste Ergebnisse bei einem Tetrafluoräthylen-Anteil von 20 bis 30 Vol.-% erreicht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche:
1. Reibungsarmer Gleitschicht-Stoff für Lager, bestehend aus mit einem wärmegehärteten Kunstharz ausgegossenen Garnen aus einem Bündel aus Tetrafluoräthylenfäden und hochtemperaturfesten Polyamidfäden, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden am Fadenmaterial bis zu 50Vol.-% beträgt und die Tetrafluoräthylenfäden mit einer Drillung von nicht mehr als etwa 1,2 Windungen je cm mit den Polyamidfäden verzwirnt sind.
2. Gleitschicht-Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Tetrafluoräthylenfäden am Fadenmaterial etwa 20 bis 30 Vol.-°/o beträgt.
3. Gleitschicht-Stoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tetrafluoräthylenfäden geätzt sind.
4. Gleitschicht-Stoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus den Garnen geflochten, gestrickt, gewirkt oder gewebt ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines reibungsarmen Gleitschicht-Stoffes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus geschlichteten Tetrafluoräthylen- und Polyamidfäden hergestellte Stoff vor dein Ausgießen mit dem Kunstharz zur Beseitigung des Schlichtmittels in einem Lösungsmittel gewaschen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschen in einem Temperaturbereich bis zum Siedepunkt des Lösungsmittels erfolgt, um den Stoff vor dem Ausgießen kontrolliert schrumpfen zu lassen.
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