AT510062A1 - BEARINGS - Google Patents
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Die Erfindung betrifft ein Gleitlager in Form einer Hatbschale umfassend eine Stützschicht, eine Lagermetallschicht und/oder eine Gieitschicht, ein Verfahren zur Herstellung dieses Gleitlagers, wobei die Stützschicht aus einem flachen Substrat durch Umformung zur Gleitlagerhalbschale gebildet wird und wobei auf die Stützschicht zumindest eine weitere Schicht aufgebracht wird, sowie die Verwendung des Gleitlagers.The invention relates to a plain bearing in the form of a hatch shell comprising a support layer, a bearing metal layer and / or a casting layer, a method for producing this sliding bearing, wherein the support layer is formed from a flat substrate by forming the plain bearing half shell and wherein on the support layer at least one further layer is applied, as well as the use of the sliding bearing.
Um die unterschiedlichen, einander zum Teil widersprechenden Anforderungen an ein Gleitlager, insbesondere hinsichtlich der Festigkeit und der tribologischen Eigenschaften, erfüllen zu können, ist es im Stand der Technik üblich, eine Lagermetallschicht und/oder eine Gleitschicht auf eine stählerne Stützschale aufzubringen, sodass die Gleiteigenschaften durch die Lagermetallschicht bzw. die Gleitschicht und die Festigkeitseigenschaften durch die Stützschicht bestimmt werden.In order to meet the different, partially contradictory requirements of a sliding bearing, in particular with regard to the strength and the tribological properties, it is common in the art to apply a bearing metal layer and / or a sliding layer on a steel support shell, so that the sliding properties be determined by the bearing metal layer or the sliding layer and the strength properties by the support layer.
Um eine stabile Lage zur Frettingvermeidung und die benötigte Kontur der Lagerung zu erreichen, muss die Lagerumfangslänge gegenüber der Lageraufnahme derart ausgelegt sein, dass durch einen Einpressvorgang eine genügend hohe Spannung aufgebaut wird. Geometrisch wird dies durch eine über der Lageraufnahme liegende Aufspreizung und vor allem mittels des so genannten Lagerüberstandes erzielt.In order to achieve a stable position for Frettingvermeidung and the required contour of the storage, the bearing circumference length must be designed relative to the bearing support such that a sufficiently high voltage is built up by a press-fit. Geometrically, this is achieved by a spread over the bearing receiving spread and especially by means of the so-called bearing supernatant.
Durch die höher werdenden Belastungen steigt diese Spannung, überlagert durch thermische Dehnungen und dynamische Wellenbelastungen bei modernen Motoren. Somit treten bei den üblicherweise verwendeten Stahlschalenwerkstoffen, aber auch bei den Lagermetallen bzw. bei den Legierungen für die Gleitschichten, plastische und pseudoelastische Effekt auf, die letztendlich zu einer Geometrieveränderung der Lagerschale selbst führen. Diese Geometrieveränderung resultiert letztendlich in einem Verlust der Aufspreizung einerseits und einer Verringerung des Lagerüberstandes andererseits. Im Ergebnis ist die Lagerung nicht mehr stabil, wodurch Mikrobewegungen ermöglicht wer- N2010/091 oo den, die zum Fretting führen oder gar ein Mitdrehen der Gleitlagerhalbschalen bzw. des Lagers verursachen.As a result of the increasing loads, this voltage is increased, superimposed by thermal strains and dynamic shaft loads in modern engines. Thus occur in the steel shell materials commonly used, but also in the bearing metals or in the alloys for the sliding layers, plastic and pseudoelastic effect, which ultimately lead to a change in geometry of the bearing shell itself. This geometry change ultimately results in a loss of spreading on the one hand and a reduction in the bearing overhang on the other. As a result, the bearing is no longer stable, allowing micro-movements that cause fretting or even cause the plain bearing half shells or the bearing to rotate.
Um diesem Problem abzuhelfen, besteht theoretisch die Möglichkeit, Stähle mit höherer Formstabilität zu verwenden. Nachteilig dabei ist jedoch, dass sich der höhere Verformungswiderstand einschränkend auf die Einsetzbarkeit von üblichen Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerverbundwerkstoffen, wie zum Beispiel das Walzplattieren oder das Verbundgießen, auswirkt. Insbesondere beim Walzplattieren, welches eine wirtschaftlich besonders interessante Verbindungstechnik darstellt, bestehen dimensioneile Einschränkungen aufgrund der dafür erforderlichen Umformkräfte. Beim Verbundgießen wirken sich zu schroffe Abkühlbedingungen beim Schleudergießen größerer Teile negativ auf das Gefüge der Stähle aus und können diese in der Folge nur mehr schwer oder nicht mehr wirtschaftlich formgebend bearbeitet werden.To remedy this problem, it is theoretically possible to use steels with higher dimensional stability. A disadvantage, however, is that the higher resistance to deformation has a limiting effect on the applicability of conventional methods for the production of sliding bearing composite materials, such as, for example, roll cladding or composite casting. In particular, in roll cladding, which represents an economically particularly interesting connection technology, there are dimensionally limited restrictions due to the requisite forming forces. When composite casting to abrupt cooling conditions affect the centrifugal casting of larger parts negatively on the structure of the steels and these can be processed only more difficult or no longer economically shaping.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Lagermetalle auf stählerne Stützschichten für Gleitlager mit größeren Lagerbreiten durch Sprengplattieren auf die stählerne Stützschicht aufgebracht werden. Damit sind aber ebenfalls extrem hohe Kosten verbunden, sodass dieses Verfahren wirtschaftlich nur sehr schwer in einer Serienfertigung umsetzbar ist. Zudem ist aber auch nach diesem Verfahren die maximal verfügbare Breite des Sandwichs begrenzt.It is known from the prior art that bearing metals are applied to steel support layers for sliding bearings with larger bearing widths by means of explosive cladding on the steel support layer. However, this also involves extremely high costs, so that this method is very difficult to implement economically in mass production. In addition, however, the maximum available width of the sandwich is also limited by this method.
Um den unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Belastungsfähigkeit und der Einbettfähigkeit zu genügen, wurde in der GB 549 433 A ein Gleitlager für Verbrennungskraftmaschinen mit Lagerhalbschalen vorgeschlagen, das auf einer durchgehenden, stählernen Stützschale eine Lagermetallschicht aus einzelnen in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abschnitten mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften aufweist, sodass härtere Lagermetallabschnitte für die in bestimmten Winkelbereichen der Haibschale auftretenden maximalen Belastungen vorgesehen werden können, während die weicheren Lagermetallabschnitte eine gute Anpassungs- und Einbettungsfähigkeit mit sich bringen. Für denselben Zweck ist es aus der auf die Anmelderin zurückgehende WO 2009/059344 A2 bekannt, dass die auf einer Stützschicht aufgebrachte Laufschicht aus zwei Teillaufschichten besteht, wobei eine Teillaufschicht eine bessere Einbettfähigkeit für Schmutzpartikel und die zweite Teillaufschicht die Verschleißbeständigkeit und die Belastbarkeit des Gleitlagers sicherstellt. N2010/09100 Üblicherweise werden bei Gleitlagerungen zwei verschiedene Gleitlagerhalbschalen verwendet, da die mechanischen und tribologischen Anforderungen bzw. Belastungen der unteren Gleitlagerhalbschale unterschiedlich sind zur oberen Gleitlagerhalbschale der Gleitlagerung.In order to meet the different requirements in terms of load capacity and embedding ability, a sliding bearing for internal combustion engines with bearing shells was proposed in GB 549 433 A, which has a bearing metal layer of individual circumferentially successive sections with different material properties on a continuous, steel support shell, so harder bearing metal sections can be provided for the maximum loads occurring in certain angular ranges of the shark shell, while the softer bearing metal sections provide a good adaptation and embedding capability. For the same purpose, it is known from WO 2009/059344 A2, which is attributed to the Applicant, that the running layer applied to a support layer consists of two partial layers, wherein a partial layer ensures better embedding capacity for dirt particles and the second partial layer ensures wear resistance and load bearing capacity of the plain bearing , N2010 / 09100 Usually, two different slide bearing half-shells are used for plain bearings, since the mechanical and tribological requirements or loads of the lower half-sleeve bearing are different from the upper half-sleeve bearing of the slide bearing.
Es werden dabei üblicherweise für die untere Gleitlagerhalbschale festere Lagerwerkstoffe verwendet als für die obere Gleitlagerhalbschale, Dies insbesondere deswegen, da besonders in Anlaufphasen oder im Lastwechselbetrieb die Schmierspaltgeometrie bei derartigen Gleitlagern über den Lagerumfang nicht konstant ist, insbesondere bei hydrodynamischen Gleitlagerungen in diesen Belastungsphasen des Gleitlagers im Bereich des Lagerwerkstoffes der unteren Gleitlagerhalbschale bessere tribologische Eigenschaften gefordert sind als für die obere Gleitlagerhalbschale. Es ist dabei weiters bekannt, diese Gleitlagerhalbschalen miteinander zu verschweißen, wie dies zum Beispiel die DE 24 39 096 A zur Ausbildung einer Lagerbüchse beschreibt. Es wird dazu das Lagermaterial auf einen ebenen Stahlstreifen aufgebracht und dieses Sandwich durch Pressen zur Gleitlagerhalbschale umgeformt, bevor die beiden Gleitlagerhalbschalen durch Elektronenschweißen miteinander verbunden werden.It is usually for the lower plain bearing half shell solid bearing materials used as for the upper plain half bearing, This particular because especially in startup phases or load change operation, the lubrication gap geometry is not constant in such bearings over the bearing circumference, especially in hydrodynamic sliding bearings in these loading phases of the plain bearing Area of the bearing material of the lower plain bearing half shell better tribological properties are required than for the upper plain bearing half shell. It is also known to weld these plain bearing shells together, as described for example in DE 24 39 096 A to form a bearing bush. It is applied to the bearing material on a flat steel strip and this sandwich formed by pressing to the plain bearing half shell before the two plain bearings half shells are joined together by electron welding.
Auch die DD 42 189 B beschreibt eine Lagerbüchse die jener der letztgenannten DE-A ähnlich ist, wobei hier die Lagerbüchse wiederum aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist, die durch Schweißen oder Hartlöten miteinander verbunden sind, wobei für die hoch belastete Halbschale ein höherwertiger Lagerwerkstoff verwendet wird als für die weniger belastete obere Halbschale.Also, the DD 42 189 B describes a bearing bushing which is similar to those of the latter DE-A, in which case the bearing bush is in turn composed of two half-shells, which are connected by welding or brazing, wherein for the high-loaded half shell, a higher quality bearing material is used as for the less loaded upper half shell.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gleitlager für Verbrennungsmotoren zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object to provide an improved sliding bearing for internal combustion engines.
Diese Aufgabe der Erfindung wird jeweils unabhängig durch das eingangs genannte Gleitlager in Form einer Halbschale, das Verfahren zum Herstellen dieser Gleitlagerhalbschale sowie durch die Verwendung der Gleitlagerhalbschale gelöst, wobei bei dem Gleitlager die Stützschicht aus mehreren miteinander verbundenen Segmenten besteht, zwischen denen jeweils ein Verbindungsbereich ausgebildet ist, nach dem Verfahren die Stützschicht aus mehreren Segmenten zusammengesetzt wird und die Segmente stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder mittels einer Pressverbindung miteinander verbunden werden, sowie durch die Verwendung des Gleitlagers im Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges. N2010/09100 -4-This object of the invention is achieved independently by the aforementioned slide bearing in the form of a half-shell, the method for producing this plain half bearing and by the use of plain half-shell, wherein in the sliding bearing, the support layer consists of a plurality of interconnected segments, between each of which a connecting portion formed is, according to the method, the support layer is composed of a plurality of segments and the segments are cohesively and / or positively and / or interconnected by means of a press connection, and by the use of the sliding bearing in the drive train of a motor vehicle. N2010 / 09100 -4-
Obwohl aus fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Sicht durch das Aufteilen der Stützschicht auf mehrere einzelne Segmente die miteinander verbunden werden müssen, durchaus Nachteile im Vergleich zu herkömmlichen Gleitlagerhalbschalen bestehen, die einerseits damit verbunden sind, dass eben mehrere Fertigungsschritte erforderlich sind und andererseits die Verbindung der einzelnen Segmente durchaus nicht unproblematisch ist, insbesondere wenn die Segmente miteinander verschweißt werden, da damit in den Verbindungsbereich Wärme eingebracht wird, woraus Gefügeveränderungen resultieren können und insbesondere bei dickeren Stützschichten die vollflächige Verbindung im Stirnseitenbereich zwischen den einzelnen Segmenten problematisch ist, überwiegen jedoch die Vorteile dieses neuen Gleitlagertyps. Zum einen ist es damit möglich, Gleitlagerhalbschalen mit größerer Breite herzustellen. Im Sinne der Erfindung wird unter einer breiten Gleitlagerhalbschale eine Haibschale verstanden, die ein Verhältnis der Gesamtwandstärke zur Breite von mindestens 1:10, insbesondere mindestens 1:20 bzw. mindestens 1:25, aufweist,. Es wird somit möglich, derartig große Gleitlagerhalbschalen ohne aufwändige Umrüstungen in der Serienfertigung eines Herstellers von Gleitlagerhalbschalen herzustellen, da aufgrund der geringeren Größe der einzelnen Segmente der vorhandene Maschinenpark weiterhin zur Anordnung der Lagermetallschicht bzw. der Gleitschicht auf der Stützschicht verwendet werden kann. Insbesondere ist es dabei möglich, das Verfahren des Walzplattierens auch für derartig große Gleitlagerhalbschalen weiterhin anzuwenden, da die erforderlichen Umformkräfte für die einzelnen Segmente im Vergleich zu durchgehenden Stützschichten gleicher Gleitlagergröße reduziert werden können, insbesondere da diese nicht zu einem zumindest annähernd kompletten Halbkreis umgeformt werden müssen. Neben dem Walzplattieren, das insbesondere aus wirtschaftlicher Sicht interessant zur Herstellung der Gleitlagerhalbschale ist, können aber auch andere Beschichtungsverfahren, wie zum Beispiel PVD oder CVD-Verfahren, weiterhin verwendet werden, wobei hierbei insbesondere von Vorteil ist, dass bekannte Geometrien von Beschichtungskammern, beispielsweise Sputteranlagen, für die Serienfertigung derartig großer Gleitlagerhalbschalen Anwendung finden können, sodass auf eine komplexe Geometrie, wie sie für die Beschichtung einer großen Gleitlagerhalbschale aufgrund der bekannten Effekte während der Abscheidung, beispielsweise durch Abschattungen etc., vermieden werden können, sodass die einzelnen Segmente mit einer sehr hohen Genauigkeit der Schichtdicke der aufgetragenen Schicht hergestellt werden können. Darüber hinaus wird es damit aber auch möglich, unterschiedliche Werkstoffe zur Herstellung der Stützschicht zu kombinieren, wodurch nicht nur eine bessere Anpassung an die Anforderungen der Gleitlagerhalbschale ermöglicht wird, sondern damit auch bisher nicht bekannte, neue N2010/09100Although from a production engineering and economic point of view by dividing the support layer on several individual segments must be connected to each other, quite disadvantages compared to conventional plain bearings, which are connected on the one hand that just several production steps are required and on the other hand, the connection of the individual segments quite is not unproblematic, especially if the segments are welded together, as it is introduced into the joint heat, which can result in microstructural changes and especially in thicker backing layers, the full-surface connection in the frontal region between the individual segments is problematic, but outweigh the benefits of this new type of plain bearing. On the one hand, it is thus possible to produce plain bearing half shells with greater width. For the purposes of the invention, a wide plain bearing half shell is understood to mean a half shell which has a ratio of the total wall thickness to the width of at least 1:10, in particular at least 1:20 or at least 1:25. It is thus possible to produce such large plain bearing half shells without costly conversions in the series production of a manufacturer of plain bearings, since due to the smaller size of the individual segments of the existing machinery can continue to be used for the arrangement of the bearing metal layer or the sliding layer on the support layer. In particular, it is possible to continue to apply the method of roll cladding for such a large plain bearing half shells, since the required forming forces for the individual segments compared to continuous support layers same slide bearing size can be reduced, especially since they do not have to be converted to an at least approximately complete semicircle , In addition to roll cladding, which is of particular interest from an economic point of view for producing the plain bearing half shell, other coating methods, such as PVD or CVD methods, can also be used, in which case it is particularly advantageous that known geometries of coating chambers, for example sputtering systems , for the mass production of such large plain bearing half-shells application can be found so that a complex geometry, as they can be avoided for the coating of a large plain half bearing shell due to the known effects during deposition, for example by shading, etc., so that the individual segments with a very high accuracy of the layer thickness of the applied layer can be produced. In addition, it also makes it possible to combine different materials for the production of the support layer, which not only a better adaptation to the requirements of the plain bearing half shell is made possible, but thus previously unknown, new N2010 / 09100
Eigenschaftsprofile für Gleitlagerhalbschalen zur Verfügung gestellt werden können. Neben dem Erreichen größerer Lagerbreiten ist es auch von Vorteil, dass mit dem vorgeschlagenen Gleitlager bzw. im Verfahren zum Herstellen des Gleitlagers auch größere Schichtdicken, beispielsweise eine Schichtdicke von mindestens 10 mm, insbesondere mindestens 15 mm, vorzugsweise mindestens 30 mm, für die Stützschicht einfacher erreichbar ist, da die erforderliche Umformung der einzelnen Segmente im Vergleich zu einer vollständigen Gleitlagerhalbschale mit geringerem Energieeinsatz erreicht werden kann. Es ist damit auch eine wirtschaftlichere Lagerhaltung möglich, da nur wenige Breiten von Stützschichtstreifen als Halbfertigmaterial vorrätig gehalten werden müssen.Property profiles for sliding half shells can be provided. In addition to achieving larger bearing widths, it is also advantageous that larger layer thicknesses, for example a layer thickness of at least 10 mm, in particular at least 15 mm, preferably at least 30 mm, easier for the support layer with the proposed sliding bearing or in the process for producing the plain bearing is achievable, since the required deformation of the individual segments can be achieved in comparison to a complete plain bearing half shell with lower energy consumption. It is thus also a more economical storage possible because only a few widths of support layer strips must be kept in stock as a semi-finished material.
Es ist auch möglich, dass die Lagermetallschicht und/oder die Gleitschicht aus mehreren Segmenten besteht bzw. bestehen oder dass die zumindest eine weitere Schicht ebenfalls aus mehreren Segmenten zusammengesetzt wird. Das Gleitlager kann also in Form eines „Patchworklagers“ aufgebaut sein, wodurch eine bessere Anpassung an die unterschiedlichen Anforderungen an ein Gleitlager möglich ist, indem gezielt bestimmte Werkstoffe für die unterschiedlich belasteten Bereiche einer Gleitlagerhalbschale eingesetzt werden. Zudem ist es damit möglich, die Werkstoffeigenschaften innerhalb eines Segments des Gleitlagers aufeinander besser abzustimmen, sodass beispielsweise die Haftfestigkeit der einzelnen Schichten aneinander verbessert werden kann. Es sind dadurch aber auch Gleitlagerhalbschalen aus Werkstoffen herstellbar, die mit herkömmlichen Methoden aufgrund einer Werkstoffunverträglichkeit nur schwer herstellbar sind.It is also possible for the bearing metal layer and / or the sliding layer to consist of a plurality of segments, or for the at least one further layer also to be composed of a plurality of segments. The sliding bearing can thus be constructed in the form of a "patchwork bearing", whereby a better adaptation to the different requirements of a plain bearing is possible by specific materials specifically used for the differently loaded areas of a plain half-shell. In addition, it is thus possible to better match the material properties within a segment of the sliding bearing, so that, for example, the adhesion of the individual layers to each other can be improved. However, this also makes plain bearing half shells made of materials that are difficult to produce with conventional methods due to material incompatibility.
Zwischen der Gleitschicht und der Lagermetallschicht oder der Lagermetallschicht und der Stützschicht oder auf der Rückseite der Stützschicht kann zumindest eine weitere Schicht angeordnet sein, wobei in diesem Fall sämtliche Schichten der Gleitlagerhalbschale aus mehreren Segmenten bestehen, sodass sich bei dieser Ausführungsvartante also der Verbindungsbereich zwischen den einzelnen Segmenten von der Oberfläche der Gleitschicht bis auf die Rückseite der Stützschicht bzw. der daran angeordneten weiteren Schicht durchgehend erstreckt. Es ist damit möglich, dass die einzelnen Segmente der Gleitlagerhalbschale vordem Zusammenfügen zur fertigen Gleitlagerhalbschale zur Gänze fertig gestellt werden und in einem abschließenden Fertigungsschritt nur mehr die Verbindung der einzelnen Segmente bzw. gegebenenfalls eine Oberflächenbearbeitung durch Feinbohren etc, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, erfolgen muss. Es wird damit möglich, die einzelnen Segmente bereits vorgefertigt auf Lager vorrätig zu halten bzw. dass das Gleitlager in relativ kurzer Zeit aus hinsichtlich der Werkstoffeigenschaften unterschiedlichen, auf Lager vorrätig gehaltenen Segmenten zusammengesetzt N2010/09100 -6- k «« werden kann, wodurch die Serienfertigung der Gleitlagerhalbschaie vereinfacht werden kann.At least one further layer may be arranged between the sliding layer and the bearing metal layer or the bearing metal layer and the support layer or on the back side of the support layer, in which case all layers of the sliding bearing half shell consist of several segments, so that in this embodiment the connection region between the individual Segments extends continuously from the surface of the sliding layer to the back of the support layer and the further layer arranged thereon. It is thus possible that the individual segments of Gleitlagerhalbschale before joining to the finished plain bearing half shell are completely finished and in a final manufacturing step, only the connection of the individual segments or optionally a surface treatment by fine boring etc, as known from the prior art is, must be done. It is thus possible to keep the individual segments already in stock in stock or that the slide bearing can be assembled in a relatively short time from different material segments held in stock in terms of material properties, whereby the Series production of Gleitlagerschubschaie can be simplified.
Wie bereits erwähnt ist es eine bevorzugte Ausführungsvariante, wenn zumindest ein Segment der Stützschicht oder der Lagermetallschicht oder der Gleitschicht oder der zumindest einen weiteren Schicht aus einem Werkstoff besteht, der zu dem Werkstoff eines weiteren Segments derselben Schicht unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Es ist damit eine Eigenschaftskombination in einer Gleitlagerhalbschale erreichbar, die bisher bei bekannten Gleitlagerhalbschalen aus dem Stand der Technik nicht darstellbar sind.As already mentioned, it is a preferred embodiment, if at least one segment of the support layer or the bearing metal layer or the sliding layer or the at least one further layer consists of a material which has different properties to the material of another segment of the same layer. It is thus achievable a combination of properties in a plain half-shell, which can not be represented in known sliding bearing half-shells from the prior art.
Insbesondere ist diese unterschiedliche Eigenschaft die Härte und/oder die Eigenspannung der Segmente. Es ist damit möglich, die Gleitlagerhalbschale besser an hochbelastbare Verbrennungsmotoren neuerer Bauart mit hohen Drücken bzw. im Sonderlagerbereich an die besonderen Anforderungen der mechanischen Belastbarkeit der Gleitlagerhalbschale anzupassen. Andererseits ist es durch das unterschiedliche Eigenspannungsprofil der einzelnen Segmente möglich, die voranstehend genannte Aufspreizung bzw. den Lagerüberstand über einen längeren Zeitraum des Gleitlagers aufrecht zu erhalten, sodass Frettingprobleme im Bereich der Rückseite der Gleitlagerhalbschale besser vermieden werden können, sodass die Gleitlagerung eine längere Standzeit aufweist. Ebenfalls besser beherrscht werden können durch die Verwendung von Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften kavitationskritische Stellen des Lagers, insbesondere im Bereich mit Ölzuführungen, das heißt Ölbohrungen zur Zufuhr eines Schmieröls im Bereich der Lauffläche.In particular, this different property is the hardness and / or the residual stress of the segments. It is thus possible to better adapt the slide bearing half-shell to heavy-duty internal combustion engines of newer design with high pressures or in the special storage area to the special requirements of the mechanical strength of the plain bearing half-shell. On the other hand, it is possible by the different residual stress profile of the individual segments to maintain the above-mentioned spreading or the bearing projection over a longer period of the sliding bearing so that fretting problems in the back of the plain bearing half shell can be better avoided, so that the sliding bearing has a longer life , The use of materials having different properties also makes it possible to control cavitation-critical areas of the bearing, in particular in the area of oil feeds, that is to say oil bores for supplying a lubricating oil in the region of the running surface.
Bezüglich der Eigenspannung sei angemerkt, dass sich bedingt durch die Umformung eines ebenen Streifens zu einer Gleitlagerhalbschale am Lagerrücken eine Zugspannung und an der Innenseite des Gleitlagers eine Druckspannung aufbaut. Normalenweise gleichen sich diese Spannungen aus. Da jedoch die Gleitlagerhalbschale nach der Umformung noch weiter bearbeitet wird, beispielsweise durch Feinbohren der Gleitfläche, überwiegen im fertigen Gleitlager die Zugspannungen, wodurch dieses Gleitlager die Tendenz zeigt, sich weiter nach Innen umzuformen, also im Wesentlichen die Gefahr besteht, dass das Gleitlager „einfällt“. Die Folge davon ist, dass der Sitz der Gleitlagerhalbschale in der Lageraufnahme verschlechtert wird. Mit erfindungsgemäß hergestellten Gleitlagerhalbschalen aus mehreren Segmenten kann dem wirkungsvoll entgegengewirkt werden, also das Eigenspannungsprofil der Gleitlagerhalbschaie verbessert werden. N2010/09100 «·*·* · «* • « · ·#*·»«« * * ·*···· ^ · * ·»·««* «· * * * « · · · t I t * * · · - 7-Regarding the residual stress, it should be noted that due to the deformation of a flat strip to a plain bearing half shell on the bearing back a tensile stress and on the inside of the sliding bearing builds up a compressive stress. Normally, these voltages balance out. However, since the plain bearing half shell is further processed after forming, for example by fine boring the sliding surface, the tensile stresses prevail in the finished plain bearing, whereby this plain bearing tends to reshape further inward, so there is essentially the risk that the plain bearing "occurs ". The consequence of this is that the seat of the plain bearing half shell is deteriorated in the bearing seat. With inventive slide bearing shells made of several segments that can be effectively counteracted, so the residual stress profile of Gleitlagerhalbschaie be improved. N2010 / 09100 «* * * *« «* •« # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # * * · · - 7-
Zumindest ein Segment zumindest der Stützschicht oder der Lagermetallschicht oder der Gleitschicht oder der zumindest einen weiteren Schicht kann aus einem Werkstoff bestehen, der zu dem Werkstoff eines weiteren Segments derselben Schicht eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweist, um damit die unterschiedlichen Anforderungen an die Gleitlagerhalbschale beherrschen zu können. Es kann damit das Gleitlager besser an die technischen Anforderungen im mittelgroßen bis großen 2- und 4-Takt Verbrennungsmotor, deren Treiber vorrangig umweltbezogen geringere Emissionswerte und höhere Effizienz sind, wie z.B. höhere Zünddrücke, höhere Betriebstemperaturen, alternative Brenn-und Schmierstoffe und längere Wartungsintervalle, angepasst werden, was mit derzeitigen Gleitlagern aus dem Stand der Technik nicht erreichbar ist, da diese an ihre Grenzen der Leistungsfähigkeit stoßen. Zum Unterschied zu alternativen Ansätzen um dieser Problematik gerecht zu werden, nämlich die verwendeten Legierungen zu optimieren, ist es bei der Erfindung von Vorteil, dass bekannte und bewährte Legierungen weiter eingesetzt werden können, allerdings spezifisch an den entsprechend belasteten Stellen im Lager. Mit den einfacher herstellbaren Lagersegmenten mit geringerer Größe, im Vergleich zu einem Gleitlager mit durchgehenden Schichten, können übliche Stahlrückenzusammensetzungen weiter verwendet und zusammengebracht werden, wobei höherfeste Schalenstücke im Bereich der Trennbereiche zweier die Lagerung bildende Gleitlagerhalbschalen verwendet werden, wo im Einbauzustand die größten Spannungen auftreten. Ebenso ist es damit möglich verformungstechnisch die Festigkeit steigernde Segmente mit Segmenten ohne diese Eigenschaft zu kombinieren.At least one segment of at least the support layer or the bearing metal layer or the sliding layer or the at least one further layer may consist of a material which has a different composition to the material of another segment of the same layer in order to be able to control the different requirements for the plain bearing half shell. It can thus better adapt the sliding bearing to the technical requirements in the medium to large 2 and 4-stroke internal combustion engine whose drivers are primarily environmental related lower emission values and higher efficiency, such as. higher ignition pressures, higher operating temperatures, alternative fuels and lubricants, and longer service intervals, which is not achievable with current prior art journal bearings as they are reaching their limits of performance. In contrast to alternative approaches to meet this problem, namely to optimize the alloys used, it is in the invention of advantage that known and proven alloys can be used further, but specifically at the correspondingly loaded points in the camp. With the smaller size bearing segments that are simpler to manufacture, compared to a plain bearing plain bearing, conventional steel back compositions can be further used and matched using higher strength shell pieces in the region of the separation areas of two journal bearing shells forming the bearing where greatest stress occurs in the installed state. Likewise, it is thus possible to combine the strength-enhancing segments with segments without this property.
In der bevorzugten Ausführungsvariante der Gleitlagerhalbschale sind die Segmente zumindest der Stützschicht in Umfangsrichtung der Halbschale nebeneinander angeordnet, um damit eine Verbesserung in Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften der Gleitlagerung bezüglich der unterschiedlichen Belastungen in unterschiedlichen Winkelbereichen der Gleitlagerhalbschale zu ermöglichen.In the preferred embodiment of the plain bearing half shell, the segments of at least the support layer in the circumferential direction of the half shell are arranged side by side, so as to allow an improvement in terms of mechanical properties of the sliding bearing with respect to the different loads in different angular ranges of the plain bearing half shell.
Die Segmente sind insbesondere stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder durch eine Pressverbindung miteinander verbunden. Insbesondere ist hier die stoffschlüssige Verbindung bevorzugt, da diese verfahrenstechnisch einen geringeren Aufwand erfordert als die formschlüssige Verbindung bzw. auch als die Pressverbindung, wobei die beiden zuletzt genannten Verbindungsmethoden dann von Vorteil angewandt werden, wenn zu erwarten ist, dass durch den Wärmeeintrag mit der stoffschlüssigen Verbindung spröde Mischkristalle im Verbindungsbereich entstehen, die zu einem Versagen der Gleitlagerhalbschale im Verbindungsbereich führen können, sodass die Ermüdungsfestigkeit der N2010/09100 4 · * 4 4 · 4 · · • #4 «4*··** * · 4 4 « 4 4 4 · · * 4 4 4 4 4 4 4« 4 • 4 4« 4 · «4* *·!♦ · -8-gesamten Gleitlagerhalbschale wegen der von den spröden, intermetallischen Phasen ausgehenden Risse verringert werden.The segments are in particular cohesively and / or positively connected and / or interconnected by a press connection. In particular, the cohesive connection is preferred here since this requires less effort than the positive connection or as the press connection, wherein the two last-mentioned connection methods are applied advantageously when it is to be expected that by the heat input with the cohesive Bonding brittle mixed crystals in the connection area arise, which can lead to failure of the plain bearing half shell in the connection area, so that the fatigue strength of N2010 / 09100 4 · * 4 4 · 4 · · · # 4 «4 * ·· ** * · 4 4« 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 * *!! ♦ · -8 sliding sleeve, because of the cracks caused by the brittle, intermetallic phases.
Die Segmente können teilweise überlappen und stufenlos aneinandergrenzend angeordnet werden, sodass im Verbindungsbereich eine größere Oberfläche zur Herstellung der Verbindung zur Verfügung gestellt werden kann. Darüber hinaus ist dabei von Vorteil, dass bei einer stoffschlüssigen Verbindung der einzelnen Segmente die Schweißnähte im Bereich der vorderen und der hinteren Oberfläche der Segmente in radialer Richtung der Gleitlagerhalbschale geringfügig versetzt zueinander angeordnet sind, sodass die stoffschlüssige Verfahrensweise weniger kritisch im Hinblick auf den Wärmeeintrag in die Stützschicht bzw. die Segmente im Verbindungsbereich ausgeführt werden kann.The segments can partially overlap and be arranged steplessly adjacent to each other, so that a larger surface can be provided in the connection area for the preparation of the connection. In addition, it is advantageous that in a cohesive connection of the individual segments, the welds in the region of the front and the rear surface of the segments in the radial direction of the plain bearing half shell are slightly offset from each other, so that the cohesive procedure less critical with regard to the heat input in the support layer or the segments can be executed in the connection area.
Es ist auch möglich, dass der oder die Verbindungsbereiche in Umfangsrichtung der Halbschale geneigt verläuft oder verlaufen, sodass in Umfangsrichtung ein „gleitender" Übergang von einem zum nächsten Segment bereitgestellt werden kann, die eine Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit der Gleitlagerhalbschale bewirken kann.It is also possible that the one or more connection areas in the circumferential direction of the half-shell is inclined or run, so that in the circumferential direction a "sliding". Transition can be provided from one segment to the next, which can cause an increase in the mechanical strength of the plain bearing half shell.
Zur Anpassung an die unterschiedlichen mechanischen und tribologischen Anforderungen an die Gleitlagerhalbschale in unterschiedlichen Winkelbereichen der Halbschale besteht die Möglichkeit, dass zumindest zwei der Segmente der Halbschale eine unterschiedliche Anzahl an übereinander angeordneten Schichten aufweisen, beispielsweise um die Haftfestigkeit der Schichten in hoch belasteten Zonen weiter zu verbessern bzw. um in besonders tribologisch beanspruchten Bereichen der Gleitiagerhalbschale auf der Gleitschicht eine zusätzliche Einlaufschicht auszubilden.In order to adapt to the different mechanical and tribological demands on the plain bearing half shell in different angular ranges of the half shell, there is the possibility that at least two of the segments of the half shell have a different number of layers arranged one above the other, for example in order to further improve the adhesive strength of the layers in heavily loaded zones or to form an additional running-in layer on the sliding layer in regions of the sliding half-shell which are particularly subject to tribological stress.
Dabei ist jedoch von Vorteil, wenn eine Gesamtschichtdicke der Halbschale in radialer Richtung auch bei einer unterschiedlichen Anzahl aneinander angeordneten Schichten zumindest annährend konstant ist, da damit eine bessere Ausbildung der Schmierspaltgeometrie ermöglicht wird.However, it is advantageous if an overall layer thickness of the half-shell is at least approximately constant in the radial direction, even with a different number of layers arranged on one another, since this allows a better design of the lubrication gap geometry.
Es kann jedoch von Vorteil sein, wenn zumindest zwei der Segmente der Halbschale eine unterschiedliche Gesamtschichtdicke aufweisen, sodass eine Art „Rillenlager11, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, ausgebildet wird bzw. ist es damit auch möglich, je nach Anordnung der Segmente in der Gleitlagerhalbschale, also ob diese in Umfangs-richtung oder in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, eine Verbesserung in Hinblick der Ölführung zu erreichen, insbesondere wenn ein mittleres Segment derGleit- N2010/091 ooHowever, it may be advantageous if at least two of the segments of the half-shell have a different overall layer thickness, so that a kind of "groove bearing 11, as is known from the prior art, is formed or is it also possible, depending on the arrangement of the segments in the plain bearing half-shell, that is, whether they are arranged next to one another in the circumferential direction or in the radial direction, to achieve an improvement in terms of the oil guide, in particular if a middle segment of the sliding N2010 / 091 oo
« · · ft · * · ft · « ft • · ft ft · • ft · ft t « -9-lagerhalbschale in Umfangsrichtung mit einer geringeren Schichtdicke ausgeführt ist, so-dass eine Art Nut für die Ölführung entsteht.Half-shell is executed in the circumferential direction with a smaller layer thickness, so that a kind of groove for the oil guide is formed ".
Es ist weiters möglich, dass zumindest eines der Segmente der Stützschicht mehrere Segmente oder Abschnitte der Lagermetallschicht und/oder der Gleitschicht aufweist, wodurch zwar der Fertigungsaufwand der Gleitlagerhalbschale deutlich steigt, allerdings damit der Vorteil erreicht wird, dass sich der Eigenspannungsverlauf der Segmente der Stützschicht auf mehrere Segmente bzw. Abschnitte der Lagermetallschicht oder der Gleitschicht verteilt, sodass einerseits durch das vorhandene Eigenspannungsprofil eine Verbesserung im Hinblick auf die Antifrettingeigenschaften am Rücken der Stützschicht erreicht werden kann, andererseits auch eine verbesserte Tribologie des Gleitlagers zur Verfügung gestellt werden kann, da sich dieser Eigenspannungsverlauf damit nicht zur Gänze in ein einzelnes Segment der weiteren über der Stützschicht in Richtung auf das zu lagernde Bauteil angeordneten Schicht überträgt.It is further possible for at least one of the segments of the support layer to have a plurality of segments or sections of the bearing metal layer and / or the sliding layer, whereby the production cost of the plain bearing half shell increases significantly, but the advantage is achieved that the residual stress profile of the segments of the support layer distributed several segments or sections of the bearing metal layer or the sliding layer, so on the one hand by the existing residual stress profile improvement in terms of Antifrettingeigenschaften on the back of the support layer can be achieved, on the other hand, an improved tribology of the sliding bearing can be provided as this residual stress profile so that it does not transfer completely into a single segment of the further layer arranged above the support layer in the direction of the component to be stored.
In der bevorzugten Ausführung ist der Verbindungsbereich zwischen zwei Segmenten aus dem Werkstoff der Segmente gebildet, sodass auf einen Zusatzwerkstoff für die stoffschlüssige Verbindung der Segmente verzichtet werden kann, wodurch eine bessere Kontinuität der Eigenschaften der einzelnen Segmente auch in den Verbindungsbereichen erreicht wird, wobei hiermit gemeint ist, dass sprunghafte Eigenschaftsänderungen in den Verbindungsbereichen damit besser vermieden werden können.In the preferred embodiment, the connection area between two segments is formed from the material of the segments, so that it is possible to dispense with an additional material for the material connection of the segments, whereby a better continuity of the properties of the individual segments is achieved in the connection areas, which hereby meant is that sudden property changes in the connection areas can be better avoided.
Nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die zumindest eine weitere Schicht vor der Verbindung der Segmente der Stützschicht miteinander aufgebracht wird. Es werden also die Segmente vor der Verbindung zur Gänze den Schichtaufbau betreffend fertig gestellt, wodurch sich zwar gegebenenfalls Probleme während des Verbindens der einzelnen Segmente durch Stoffschluss insofern ergeben könnten, indem durch den Wärmeeintrag übereinander liegende Schichten gleichzeitig schmelzflüssig vorliegen, sodass gegebenenfalls Mischphasen in radialer Richtung der Gleitlagerhalbschale ausgebildet werden könnten, wodurch gegebenenfalls der Verbindungsbereich geschwächt wird, allerdings damit der Vorteil erreicht wird, dass, wie bereits voranstehend erwähnt, in der Ausführung dieser Gleitlagerhalbschale als „Patchworklager“ die Serienfertigung derartiger Gleitlagerhalbschalen vereinfacht werden kann, da je nach Bedarf bereits fertig hergestellte Segmente nur noch in unterschiedlichsten Kombinationen den Anforderungen an das Gleitlager entsprechend miteinander verbunden werden müssen. N2010/09100 ·* «t * * ***· ·» ··· • I * « + » * * * t * · ««**··« · * • · * t · t * · • «I » * I * * ♦ • 4 * Φ >* * * ♦ »«· · - 10-According to a variant embodiment of the method, it is provided that the at least one further layer is applied to one another before the connection of the segments of the support layer. Thus, the segments prior to the connection are completely completed with respect to the layer structure, which may possibly result in problems during the joining of the individual segments due to material bonding insofar as overlapping layers are simultaneously molten due to the heat input, so that optionally mixed phases in the radial direction the slide bearing half-shell could be formed, whereby the connection area is weakened if necessary, but so that the advantage is achieved that, as already mentioned above, in the embodiment of this plain bearing half shell as a "Patchworklager" series production of such plain half shells can be simplified as already finished as needed produced segments only in a variety of combinations the requirements of the sliding bearing must be connected to each other accordingly. N2010 / 09100 · * «t * * *** ··································································································································································································· »* I * * ♦ • 4 * Φ > * * * ♦» «· · - 10
Die Umformung der Segmente zur Gleitlagerhalbschale kann erst nach dem Aufbringen der zumindest einen weiteren Schicht durchgeführt werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die zumindest eine weitere Schicht auf eine ebene, das heißt auf eine flache, Stützschicht aufgebracht wird, wodurch die Beschichtung an sich vereinfacht werden kann, da beispielsweise keine komplexen Bewegungsmuster für die Beschichtung von Gleitlagerhalbschalen mittels Sputtertechnik oder PVD-Verfahren durchgeführt werden müssen, wodurch auch die Schichtqualität an sich verbessert werden kann. Es ist damit aber auch möglich, höhere Schichtdicken für die einzelnen Schichten auszubilden und damit insgesamt eine Gleitlagerhalbschale mit einer verlängerten Laufzeit zur Verfügung zu stellen. Zudem können bei flachen Substraten günstige Scher- oder Fräsverfahren zur dimensioneilen Ausgestaltung der Lagerstreifen vor der Schalenformgebung eingesetzt werden. Es ist dabei weiters von Vorteil, dass bei ebenen Substraten eine bessere Wärmeführung möglich ist, wodurch Härteverluste in Bereichen der Schichten besser vermieden werden können.The deformation of the segments to the plain bearing half shell can be carried out only after the application of the at least one further layer. In other words, this means that the at least one further layer is applied to a flat, that is to say on a flat, support layer, whereby the coating per se can be simplified, since, for example, no complex movement patterns for the coating of plain bearing shells by means of sputtering technology or PVD Procedures must be carried out, whereby the layer quality can be improved in itself. But it is also possible to form higher layer thicknesses for the individual layers and thus to provide a total of a plain bearing half shell with a longer term available. In addition, for shallow substrates, favorable shearing or milling methods can be used for the dimensional design of the bearing strips before shell molding. It is also advantageous that with flat substrates a better heat transfer is possible, whereby hardness losses in areas of the layers can be better avoided.
Dabei kann von Vorteil sein, wenn die Verbindung der Segmente der Stützschicht vor der Umformung zur Gleitlagerhalbschale durchgeführt wird, da in diesem Fall die bei der Verformung initiierten Spannungen auch bis in den Verbindungsbereich reichen, wodurch das Eigenschaftsprofil keine bzw. wenigere, sprunghafte Übergänge von Eigenschaften zwischen den Segmenten aufweisen.It may be advantageous if the connection of the segments of the support layer is carried out prior to forming the plain bearing half shell, since in this case the stresses initiated during the deformation also extend into the connection region, whereby the property profile no or fewer, erratic transitions of properties between the segments.
Bevorzugt wird die Verbindung der Segmente der Stützschicht mittels Laserschweißen durchgeführt, da mit diesem Verfahren der Wärmeeintrag in die zu verbindenden Segmente auf kleine, das heißt schmale, Bereiche in Umfangsrichtung der Gleitlagerhalbschale betrachtet, beschränkt werden kann, wodurch insbesondere ein kontinuierlicher Verlauf der Eigenschaften in Umfangsrichtung erreicht werden kann. Durch die Verringerung der Wärmeeinwirkung ist es möglich, dass z.B. kaltverfestigte, walzplattierte Aluminiumlegierungen in den Verbindungsbereichen nicht an Härte verlieren. Dies ist insbesondere auch von Vorteil, wenn dickwandige Gleitlagerhalbschalen hergestellt werden. Zudem können aber auch stark unterschiedliche herstellungsbedingte Restspannungszustände, die z.B. aus dem Gießverfahren oder dem Walzplattieren mit der zumindest einen weiteren Schicht im Zusammenspiel mit den Lagersegmenten resultieren können, und die zu nicht tolerierbaren Toleranzen führen, besser beherrscht werden. Damit sind in der Folge auch unerwünschte starke Veränderungen in der Aufspreizung um beim Überstand besser vermeidbar, wodurch das Gleitlager weniger anfällig gegen Versagen ist. Der Einsatz von thermischen Vorbehandlungen um diese Restspannungszustände abzubauen, N2010/09100 - 11 * · * wie es im Stand der Technik üblich ist, ist nicht zielführend, da damit ein Härteverlust insbesondere der Lagermetalle einhergeht.The connection of the segments of the support layer is preferably carried out by means of laser welding, since with this method the heat input into the segments to be joined can be restricted to small, ie narrow, regions in the circumferential direction of the plain bearing half shell, whereby in particular a continuous course of the properties in the circumferential direction can be achieved. By reducing the effect of heat, it is possible that e.g. Do not lose work hardened, roll-clad aluminum alloys in the bond areas. This is particularly advantageous if thick-walled plain bearing half shells are produced. In addition, however, very different production-related residual voltage states, e.g. from the casting process or the roll cladding with the at least one further layer in interaction with the bearing segments can result, and which lead to intolerable tolerances, are better controlled. As a result, unwanted strong changes in the spread around the supernatant are better avoided in the episode, whereby the plain bearing is less susceptible to failure. The use of thermal pretreatments to reduce these residual stress states, as is customary in the prior art, is not expedient, since this results in a loss of hardness, in particular of the bearing metals.
Dabei ist es von Vorteil, wenn eine Strahlintensität des Laserstrahls von mindestens 2 MW/cm2, insbesondere mindestens 3 MW/cm2, verwendet wird, da damit eine Energieeintragung bis in tiefe Schichten der einzelnen Segmente möglich ist, wodurch die Verbindungsqualität, d.h. die Qualität der Schweißung, insbesondere in Bezug auf die Gleichmäßigkeit der Festigkeit, gesteigert werden kann.In this case, it is advantageous if a beam intensity of the laser beam of at least 2 MW / cm 2, in particular at least 3 MW / cm 2, is used, since this allows energy to be introduced into deep layers of the individual segments, whereby the connection quality, i. the quality of the weld, in particular with regard to the uniformity of the strength, can be increased.
Wie bereits voranstehend erwähnt, werden die Segmente bevorzugt ohne Zusatzwerkstoff miteinander verschweißt.As already mentioned above, the segments are preferably welded together without additional material.
Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Segmente sowohl von der Rückseite als auch von der Vorderseite - in radialer Richtung der Gleitlagerhalbschale betrachtet - miteinander verschweißt werden, da damit kürzerer Bearbeitungszeiten erreicht werden können, insbesondere damit auch vermieden werden kann, dass in äußeren Randbereichen aufgrund des Energieeintrages über einen längeren Zeitraum unerwünschte Mischphasen entstehen. Durch die Verschweißung von beiden Seiten kann nämlich die Schweißdauer insofern verkürzt werden, als die Zeitdauer bis zur Erreichung der Kernzone der Segmente, das heißt des Mittenbereichs - in radialer Richtung betrachtet - verkürzt werden kann.It may also be advantageous if the segments are welded together from both the rear side and the front side - as seen in the radial direction of the plain bearing half shell - since shorter machining times can be achieved, in particular so that it is also possible to avoid outer edge regions due to the energy input over a longer period unwanted mixed phases arise. Namely, by the welding of both sides, the welding time can be shortened in so far as the time until reaching the core zone of the segments, that is, the center region - viewed in the radial direction - can be shortened.
Wie voranstehend bereits ausgeführt, ist es aus den oben genannten Gründen von Vorteil, wenn für zumindest zwei Segmente der Stützschicht Metalle oder Metalllegierungen mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden bzw. gemäß einerweiteren Ausführungsvariante unterschiedliche Metalle oder Metalllegierungen verwendet werden.As already explained above, it is advantageous for the abovementioned reasons if metals or metal alloys with different properties are used for at least two segments of the support layer or, according to another embodiment variant, different metals or metal alloys are used.
Es ist mit der Erfindung weiters möglich, dass zumindest zwei der Segmente der zumindest einen weiteren Schicht mit unterschiedlichen Beschichtungsverfahren hergestetlt werden, sodass also beispielsweise Gleitlager zur Verfügung gestellt werden können, die Segmente aufweisen, die mittels Sputter- oder PVD-Techniken beschichtet worden sind und Segmente die walzplattiert worden sind, sodass, nachdem aus dem Stand der Technik bekannt ist, dass mittels PVD bzw. Sputter-Verfahren qualitativ sehr hochwertige Schichten für Lagermetalle bzw. für Gleitschichten zur Verfügung gestellt werden können, insbesondere hochfeste Schichten, diese Schichten in hoch belasteten Zonen der Gleitlagerhalbschale angeordnet werden können. N2010/09100 Φ * · * · * · * * · * ««»>·· * * • 9 I t · · · ff * • · ·« »· ·· i * < * · * - 12-It is furthermore possible with the invention that at least two of the segments of the at least one further layer are produced with different coating methods, so that, for example, slide bearings can be provided which have segments which have been coated by sputtering or PVD techniques and Segments which have been roll-clad, so that it is known from the prior art that by PVD or sputtering process very high quality layers for bearing metals or sliding layers can be provided, especially high-strength layers, these layers in high load Zones of the plain bearing half-shell can be arranged. N2010 / 09100 Φ * * * * * * * * * * «« »> ·· * * • 9 I t · · · ff * • · · ·« · · · · i * < * · * - 12-
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:Each shows in a highly schematically simplified representation:
Fig. 1 eine Gleitlagerhalbschale mit segmentierter Stützschicht in Seitenansicht;Figure 1 is a plain bearing half shell with segmented support layer in side view.
Fig, 2 eine Ausführungsvariante einer Gleitlagerhalbschale bei der sämtliche Schich ten segmentiert sind, in Seitenansicht;Figure 2 shows a variant of a plain bearing half shell in which all Schich th are segmented, in side view.
Fig. 3 eine andere Ausführungsvariante einer Gleitlagerhalbschale mit in radialer Richtung angeordneten Segmenten in Draufsicht;3 shows another embodiment variant of a slide bearing half-shell with segments arranged in the radial direction in plan view;
Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Verbindungsbereiches zwischen zwei Segmenten in Seitenansicht;4 shows a variant of the connection region between two segments in side view;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante einer Gleitlagerhalbschale mit unterschiedlicher Anzahl an Schichten in den Segmenten in Seitenansicht;5 shows a further embodiment variant of a slide bearing half-shell with a different number of layers in the segments in side view;
Fig. 6 eine Ausführungsvariante einer Gleitlagerhalbschale mit unterschiedlichen Schichtdicken der Segmente in Stirnansicht;6 shows an embodiment variant of a slide bearing half shell with different layer thicknesses of the segments in end view;
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem beschichteten, ebenen Substrat aus mehreren Segmenten vor der Umformung zur Gleitlagerhalbschaie in Seitenansicht;7 shows a detail of a coated, flat substrate of several segments before forming to Gleitlagerhalbschaie in side view.
Fig. 8 eine Gleitlagerhalbschale in Draufsicht mit in axialer Richtung verlaufenden Verbindungsbereichen zwischen den Segmenten;8 shows a plain bearing half-shell in plan view with connecting regions extending in the axial direction between the segments;
Fig. 9 eine Gleitlagerhalbschaie in Draufsicht mit schräg zur axialen Richtung verlaufenden Verbindungsbereichen zwischen den Segmenten.9 is a plain half slide in plan view extending obliquely to the axial direction connecting areas between the segments.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus N2010/09100 * 1 * 1 * * * · » • « « -13 -den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from N2010 / 09100 * 1 * 1 * * * * "" "" -13 -the illustrated and described different embodiments may also represent separate solutions.
Fig. 1 zeigt ein Gleitlager 1 in Form einer Halbschale 2 bestehend aus einer Stützschicht 3 und einer Gleitschicht 4, oft auch als Laufschicht bezeichnet. Die Stützschicht 3 besteht bei dieser Ausführungsvariante des Gleitlagers 1 aus drei getrennt voneinander hergestellten Segmenten 5, die unter Ausbildung jeweils eines Verbindungsbereiches 6 miteinander verbunden sind. Die Gleitschicht 4 erstreckt hingegen bei dieser Ausführungsvariante durchgehend auf einer inneren Oberfläche 7 der Stützschicht 3 und ist mit dieser verbunden.Fig. 1 shows a plain bearing 1 in the form of a half-shell 2 consisting of a support layer 3 and a sliding layer 4, often referred to as a running layer. The support layer 3 consists in this embodiment of the sliding bearing 1 of three separately produced segments 5, which are connected to each other forming a connecting region 6. The sliding layer 4, however, in this embodiment extends continuously on an inner surface 7 of the support layer 3 and is connected thereto.
Die Halbschale 2 umschließt einen Winkelbereich von zumindest 180°. Mit dem Ausdruck „zumindest annährend 180°" ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass derartige Halbschalen 2 auch einen geringfügig kleineren Winkelbereich, beispielsweise einen um maximal 5° kleineren Winkelbereich als 180° aufweisen können, da derartige Halbschalen 2 in die Lagerstelle und Ausbildung des Winkelbereichs von 180° eingepasst werden und dabei unter Ausbildung einer Spannung in der Lagerstelle, das heißt der Lageraufnahme, gehalten werden, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Demzufolge kann also die Halbschale 2 eine Aufspreizung aufweisen, um die genügend hohe Spannung bzw. den Anpressdruck, die bzw. der durch den Einpressvorgang aufgebaut wird, zu erreichen. Letzteres kann aber auch damit erreicht werden, dass die Halbschale 2 einen so genannten Lagerüberstand aufweist, also eine Länge in Umfangsrichtung aufweist, die größer ist als die Länge der entsprechenden Lageraufnahme in der selben Richtung, beispielsweise um einen Wert größer ist, der sich nach der Formel (Durchmesser des Lagers + Durchmesser des Lagers / F ) errechnet, wobei F ein Faktor ist, der den Wert 1000, insbesondere 800, vorzugsweise 650, aufweist.The half-shell 2 encloses an angular range of at least 180 °. With the expression "at least approximately 180 ° " is meant in the context of the invention that such shells 2 may also have a slightly smaller angular range, for example, a maximum of 5 ° smaller angle range than 180 °, since such half-shells 2 are fitted into the bearing and training the angular range of 180 ° and under Forming a voltage in the bearing, that is, the bearing receiving, are held, as is known in the art. Accordingly, therefore, the half-shell 2 may have a spreading in order to achieve the sufficiently high tension or the contact pressure, which is or is built up by the press-fitting. However, the latter can also be achieved in that the half-shell 2 has a so-called bearing projection, that has a length in the circumferential direction, which is greater than the length of the corresponding bearing receptacle in the same direction, for example, by a value greater, according to the Formula (diameter of the bearing + diameter of the bearing / F) is calculated, where F is a factor which has the value 1000, in particular 800, preferably 650.
Obwohl in Fig. 1 lediglich drei Segmente 5 dargestellt sind, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass auch mehr als drei Segmente 5, beispielsweise vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, etc. Segmente 5 für die Stützschicht 3 verwendet werden und ist dementsprechend auch eine höhere Anzahl an Verbindungsbereichen 6 zwischen den einzelnen Segmenten 5 der Stützschicht 3 möglich. Daneben besteht aber auch die Möglichkeit, dass lediglich zwei Segmente 5 zur Herstellung der Stützschicht 3 verwendet werden.Although only three segments 5 are shown in FIG. 1, there is the possibility within the scope of the invention that also more than three segments 5, for example four, five, six, seven, eight, nine, ten, etc. segments 5 for the supporting layer 3 are used and accordingly, a higher number of connection regions 6 between the individual segments 5 of the support layer 3 is possible. In addition, there is also the possibility that only two segments 5 are used for producing the support layer 3.
Hergestellt kann dieses Gleitlager 1, das heißt die Halbschale 2, dadurch werden, dass die einzelnen Segmente 5 miteinander verbunden werden. Die Verbindung zwischen den N2010/09100 #«*«« * ·· * « I « #· :**** ♦ * ft#*··· * « ·♦»·«* · · · ·« «« « ··· #·#« · - 14-Made this slide bearing 1, that is, the half-shell 2, thereby, that the individual segments 5 are connected together. The connection between the N2010 / 09100 # «*« «* ·· *« I «# ·: **** ♦ * ft # * ··· *« · ♦ »·« * · · · · «« «« ··· # · # «· - 14-
Segmenten 5 kann formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder über eine Pressverbindung erfolgen. Des Weiteren ist es möglich, dass die Verbindung der einzelnen Segmente 5 nach deren Umformung, das heißt der Umformung aus einem ebenen Materialstreifen in das jeweilige Segment 5 mit dem entsprechenden Krümmungsradius der Gleitlagerhalbschale, verbunden werden oder dass die einzelnen Segmente vor der Umformung miteinander verbunden werden und aus der gesamte Verbund in weiterer Folge über einen Pressvorgang in die Halbschale 2 umgeformt wird.Segments 5 can be made in a form-fitting and / or material fit and / or via a press connection. Furthermore, it is possible that the connection of the individual segments 5 after their transformation, that is, the deformation of a flat strip of material in the respective segment 5 with the corresponding radius of curvature of the plain half bearing, are connected or that the individual segments are connected to each other before forming and from the entire composite is subsequently transformed into a semi-shell 2 via a pressing process.
Die Gleitschicht 4 wird bei dieser Ausführungsvariante auf die bereits vorgeformte, halbschalenförmige Stützschicht 3 nach dem Verbinden der Segmente 5 miteinander aufgetragen, beispielsweise nach einem aus dem Stand der Technik zur Herstellung von Gleitlagerhalbschalen bekannten Verfahren, beispielsweise galvanisch, durch Walzplattieren, mittels PVD-Verfahren, wie zum Beispiel Sputtertechniken, oder mittels CVD-Verfahren. Da diese Verfahren wie erwähnt, zum Stand der Technik gehören, sei zur Vermeidung von Wiederholungen der Fachmann an die einschlägige Literatur verwiesen.The sliding layer 4 is applied in this embodiment to the already preformed, half-shell-shaped support layer 3 after joining the segments 5, for example by a known from the prior art for the production of plain bearings, for example, galvanically, by roll plating, by PVD method, such as sputtering techniques, or by CVD method. Since these methods, as mentioned, belong to the prior art, the expert is referred to the relevant literature to avoid repetition.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsvariante des Gleitlagers 1 in Form der Halbschale 2. Wie bei der Ausführungsvariante nach Fig. 1 ist auch bei dieser Ausführungsvariante die Stützschicht 3 durch mehrere Segmente 5 gebildet, wobei in der Darstellung nach Fig. 2 die Stützschicht 3 wiederum durch drei Segmente 5 gebildet wird, aber auch bei dieser Ausführungsvariante gilt, dass weniger oder mehr als drei miteinander verbundene Segmente 5 für die Stützschicht 3 eingesetzt werden können. Auf der Stützschicht 3 ist die Gleitschicht 4 verbunden mit der Stützschicht 3 angeordnet. Zum Unterschied zu der Ausführungsvariante nach Fig. 1 ist bei dieser Ausführungsvariante des Gleitlagers 1 auch die Gleitschicht 4 durch Segmente 9 gebildet. Der Verbindungsbereich 6 zwischen den Segmenten 5 der Stützschicht 3 liegt dabei unterhalb eines weiteren Verbindungsbereichs 10 zwischen jeweils zwei Segmenten 9 der Gleitschicht 4. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, dass die Verbindungsbereiche 6,10 in einer Umfangsrichtung 11 versetzt zueinander ausgebildet sind. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Gleitschicht 4 aus einer zu der Anzahl der Segmente 5 der Stützschicht 3 unterschiedlichen Anzahl an Segmenten 9 besteht, beispielsweise das Gleitlager 1 bei drei Segmenten 5 der Stützschicht 3 lediglich 2 Segmente 9 oder vier oder fünf oder sechs, etc. Segmente 9 der Gleitschicht 4 umfasst.As in the embodiment of Fig. 1, the support layer 3 is formed by a plurality of segments 5 in this embodiment, wherein in the illustration of FIG. 2, the support layer 3 in turn is formed by three segments 5, but also applies in this embodiment, that less or more than three interconnected segments 5 can be used for the support layer 3. On the support layer 3, the sliding layer 4 is connected to the support layer 3 is arranged. In contrast to the embodiment of FIG. 1, in this embodiment of the sliding bearing 1, the sliding layer 4 is formed by segments 9. The connection region 6 between the segments 5 of the support layer 3 lies below a further connection region 10 between in each case two segments 9 of the sliding layer 4. However, there is also the possibility that the connection regions 6, 10 are offset from each other in a circumferential direction 11. Furthermore, there is the possibility that the sliding layer 4 consists of a number of segments 9 different from the number of segments 5 of the support layer 3, for example the sliding bearing 1 with three segments 5 of the support layer 3 only 2 segments 9 or four or five or six, etc. includes segments 9 of the sliding layer 4.
Strichliert ist angedeutet, dass auf der Gleitschicht 4 eine zusätzliche Schicht 12 angeordnet sein kann. Diese zusätzliche Schicht 12 kann beispielsweise als Einlaufschicht aus- N2010/09100 i Ml« * * * · | * t * * • * · ft ¥ * w ft ·& » Μ « l « i * * » t fc «ft * * «* - 15-gebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass diese zusätzliche Schicht 12 durch die Gleitschicht 4 gebildet wird, wobei in diesem Fall die in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 4 versehene Gleitschicht als so genannte Lagermetallschicht ausgebiidet sein kann. Ebenso besteht die Möglichkeit - anstelle der Lagermetallschicht - dass diese mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnete Gleitschicht in Fig. 2 eine Bindeschicht ist und somit ein Schichtaufbau Stützschicht 3 - Bindeschicht - Gleitschicht 4 vorhanden ist.Dashed line is indicated that on the sliding layer 4, an additional layer 12 may be arranged. This additional layer 12 can, for example, be designed as a running-in layer. N2010 / 09100 i Ml «* * * · | * t * * • * · ft ¥ * w ft · & Be formed. It is also possible for this additional layer 12 to be formed by the sliding layer 4, in which case the sliding layer provided with the reference numeral 4 in FIG. 2 may be designed as a so-called bearing metal layer. It is also possible - instead of the bearing metal layer - that this designated by the reference numeral 4 sliding layer in Fig. 2 is a bonding layer and thus a layer structure support layer 3 - bonding layer - sliding layer 4 is present.
Ebenfalls stricbliert ist in Fig. 2 angedeutet, dass auf einem Rücken 13 der Stützschicht 3, das heißt einer rückwärtigen Oberfläche, die der inneren Oberfläche 7 gegenüberliegt, eine Antifrettingschicht 4 angeordnet sein kann zur Vermeidung von Frettingerscheinun-gen bzw. Frettingproblemen an der Rückseite der Stützschicht 3.Also stricbliert is indicated in Fig. 2 that on a back 13 of the support layer 3, that is, a rear surface opposite to the inner surface 7, an Antifrettingschicht 4 may be arranged to avoid Frettingerscheinun conditions or Frettingproblemen on the back of the Support layer 3.
Generell sei angemerkt, dass die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schichtaufbauten für die Erfindung nicht limitierend sind. Es können je nach Bedarf weitere Schichten, wie Bindeschichten oder Diffusionssperrschichten, zwischen den einzelnen dargestellten Schichten angeordnet sein, also beispielsweise eine Bindeschicht zwischen der Gleitschicht 4 und der Stützschicht 3 oder eine Bindeschicht zwischen der Stützschicht 3 und der Antifrettingschicht 14 oder eine Diffusionssperrschicht zwischen der Gleitschicht 4 und der Lagermetallschicht oder eine Diffusionssperrschicht zwischen der Lagermetallschicht und der Stützschicht 3 etc. Prinzipiell sind derartige Gleitlagerdesigns aus dem Stand der Technik bekannt, sodass hierauf verwiesen sein.In general, it should be noted that the layer structures shown in FIGS. 1 and 2 are not limiting for the invention. Additional layers, such as tie layers or diffusion barrier layers, may be arranged between the individual layers as required, for example a tie layer between the slip layer 4 and the support layer 3 or a tie layer between the support layer 3 and the anti-fretting layer 14 or a diffusion barrier layer between the slip layer 4 and the bearing metal layer or a diffusion barrier layer between the bearing metal layer and the supporting layer 3, etc. In principle, such slide bearing designs are known from the prior art, so that reference should be made thereto.
Wie in Fig. 2 ebenfalls strichliert dargestellt, besteht die Möglichkeit bzw. ist es die bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung, dass sämtliche Schichten aus einzelnen Segmenten 5, 9 zusammengesetzt werden, zwischen denen jeweils ein Verbindungsbereich 6, 10 ausgebildet ist. Insbesondere können dabei diese Verbindungsbereiche 6, 10 in radialer Richtung der Halbschale 2 übereinander liegend angeordnet sein, sodass sich also die Halbschale aus mehreren Segmenten 5, 9 zusammensetzten lässt, wobei diese Segmente 5, 9 vorgefertigt werden können. Es besteht jedoch die Möglichkeit, wie dies bereits erwähnt wurde, dass die Verbindungsbereiche 6, 10 zwischen den einzelnen Segmenten 5, 9 von zumindest zwei in radialer Richtung übereinander angeordneter Schichten in Umfangsrichtung 11 gegeneinander versetzt angeordnet werden.As also shown in dashed lines in FIG. 2, there is the possibility or it is the preferred embodiment of the invention that all layers are composed of individual segments 5, 9, between each of which a connecting region 6, 10 is formed. In particular, these connecting regions 6, 10 can be arranged one above the other in the radial direction of the half-shell 2, so that the half-shell can be composed of several segments 5, 9, whereby these segments 5, 9 can be prefabricated. However, it is possible, as has already been mentioned, for the connecting regions 6, 10 to be arranged offset from one another in the circumferential direction 11 between the individual segments 5, 9 of at least two layers arranged one above the other in the radial direction.
Bezüglich der Herstellung dieser Halbschale 1 sei auf voranstehende Ausführungen verwiesen, insbesondere besteht die Möglichkeit die einzelnen Segmente 5, 9 stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder über eine Pressverbindung miteinander zu verbinden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Umformung der Segmente 5 vor oder N2010/09100 4 « • · ·· ·*«» • t ftil 1 * • i i • 9 • * Φ · • » • · e * $ * • 4 • » i * % * • * • · • · • * • * * » * ·* » 9 * » * * - • * - 16- nach der Abscheidung der weiters darauf sich befindenden Schichten, wie zum Beispiel der Gleitschicht 4 oder der Lagermetallschicht und der Gleitschicht 4 oder eines andersartigen voranstehend beschriebenen Schichtverbundes durchgeführt wird bzw. besteht auch die Möglichkeit, dass, wenn ebene Substrate beschichtet werden, diese Substrate nach der Beschichtung und vor der Umformung zur Halbschale 2 miteinander verbunden werden.With regard to the production of this half-shell 1, reference is made to the above statements; in particular, it is possible to connect the individual segments 5, 9 in a material-locking and / or form-fitting manner and / or via a press connection. Furthermore, there is the possibility that the reshaping of the segments 5 before or N2010 / 09100 4 • • • ··· * '' • • • • • • ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4 • »* * * * * * * * * * * * * * * * * * *» 9 * »* * - • * - 16- after the deposition of the further layers on it, such as the sliding layer 4 or the bearing metal layer and the sliding layer 4 or another type of layer composite described above is or is also the possibility that, when planar substrates are coated, these substrates are connected to each other after coating and before forming the half-shell 2.
Es besteht weiters die Möglichkeit, dass die Stützschicht 3 und die fallweise vorhandene Lagermetallschicht aus einzelnen Segmenten 5 bestehen und die Gleitschicht 4 auf diesen Schichtverbund, wie bei der Ausführungsvariante nach Fig. 1, nach der Umformung des Halbfertigfabrikates zur Halbschale 2 abgeschieden wird, sodass sich also die Gleitschicht 4 in diesem Fall durchgehend über die innere Oberfläche der Segmente der Lagermetallschicht erstreckt.There is also the possibility that the support layer 3 and the case-by-case bearing metal layer consist of individual segments 5 and the sliding layer 4 is deposited on this layer composite, as in the embodiment of FIG. 1, after the forming of the semi-finished product to the half-shell 2, so Thus, the sliding layer 4 in this case extends continuously over the inner surface of the segments of the bearing metal layer.
Bei den Ausführungsvarianten nach den Fig. 1 und 2 sind die einzelnen Segmente 5, 9 der einzelnen Schichten in der Umfangsrichtung 11 nebeneinander liegend miteinander verbunden angeordnet. Diese Ausführungsvarianten der Anordnung der Segmente 5, 9 stellt die bevorzugte im Rahmen der Erfindung dar.In the embodiments according to FIGS. 1 and 2, the individual segments 5, 9 of the individual layers in the circumferential direction 11 are arranged side by side lying connected to each other. These embodiments of the arrangement of the segments 5, 9 represents the preferred in the context of the invention.
Wie Fig. 3 zeigt besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Segmente 5, 9 in einer axialen Richtung 15 nebeneinander liegend angeordnet werden, wobei sich diese Segmente 5, 9 in Umfangsrichtung 11 durchgehend erstrecken.As shown in FIG. 3, however, there is also the possibility that the segments 5, 9 are arranged side by side in an axial direction 15, wherein these segments 5, 9 extend continuously in the circumferential direction 11.
Es besteht weiters die Möglichkeit, dass bei der Ausführungsvariante nach Fig. 3 die einzelnen Segmente 5, 9 auch in Umfangrichtung 11 aus mehreren Segmenten 5, 9 zusammengesetzt werden, somit also eine Kombinationsvariante zwischen den Ausführungsvarianten der Fig. 1 oder 2 mit jener Ausführungsvariante nach Fig. 3 möglich ist.There is also the possibility that in the embodiment of FIG. 3, the individual segments 5, 9 are also composed in the circumferential direction 11 of a plurality of segments 5, 9, thus thus a combination variant between the embodiments of FIG. 1 or 2 with that embodiment according to Fig. 3 is possible.
Hinsichtlich der einzelnen anordenbaren Schichten im Gleitlager 1 bei der Ausführungsva-riante nach Fig. 3 sei auf voranstehende Ausführungen verwiesen.With regard to the individual layers which can be arranged in plain bearing 1 in the embodiment according to FIG. 3, reference is made to the above statements.
Zur Verbindung der einzelnen Segmente 5, 9 können diese stumpf aneinander stoßend, gegebenenfalls beabstandet zueinander, angeordnet werden, wobei im Falle der Beabstandung der einzelnen Segmenten 5, 9 dieser Verbindungsbereich 6,10 mit einem Zusatzwerkstoff, wie dies beim Schweißen üblich ist, ausgefüllt wird. Gegebenenfalls können die einzelnen Segmente 5, 9 im Verbindungsbereich 6, 10 abgeschrägt sein, um damit eine Schweißnut, beispielsweise mit V-förmigen Querschnitt, auszubilden. Ande- N2010/09100 * * * · · • * · * ♦ • t · * * * · * · · · - 17-rerseits besteht die Möglichkeit, wie dies Fig. 4 zeigt, dass die Segmente 5 der Stützschicht 3 bzw. generell die Segmente 5, 9 der einzelnen Schichten des Gleitlagers 1 teilweise überlappend im Verbindungsbereich 6 angeordnet werden und so miteinander verbunden werden, wobei in diesem Falle die einzelnen Segmente 5 bzw. die weiteren Segmente 9 des Gleitlagers 1 im Bereich der aufeinander zugewandten Stirnflächen 16,17 nebeneinander angeordneter Segmente 5 stufenförmig ausgebildet sind, wobei jeweils ein Segment im Bereich der inneren Oberfläche 7 und ein Segment der beiden miteinander zu verbindenden Segmente 5 im Bereich des Rückens 13 gegengleich abgestuft sind, sodass die beiden Segmente 5 übereinander liegend angeordnet werden können, wie dies Fig. 4 zeigt. In der bevorzugten Ausführungsvariante dieser Verbindungsform sind die Dimensionen der Abstufung so gewählt, dass die Segmente stufenlos im Bereich der inneren Oberfläche 7 bzw. des Rückens 13 ineinander übergehend nebeneinander angeordnet sind, also keine Stufe zwischen den Segmenten 5, 9 an den Oberflächen ausgebildet wird.For connection of the individual segments 5, 9, they can be butt-abutting, possibly spaced from one another, arranged, wherein in the case of the spacing of the individual segments 5, 9 this connecting region 6, 10 is filled with an additional material, as is usual in welding , Optionally, the individual segments 5, 9 may be chamfered in the connection region 6, 10 in order to thus form a welding groove, for example with a V-shaped cross section. On the other hand, there is the possibility, as FIG. 4 shows, that the segments 5 of the support layer 3 and / or. In general, the segments 5, 9 of the individual layers of the sliding bearing 1 are arranged partially overlapping in the connection region 6 and thus connected to each other, in which case the individual segments 5 and the other segments 9 of the sliding bearing 1 in the region of the mutually facing end faces 16, 17 juxtaposed segments 5 are step-shaped, wherein in each case a segment in the region of the inner surface 7 and a segment of the two segments 5 to be joined together in the region of the back 13 are stepped equal to each other, so that the two segments 5 can be arranged one above the other, such as this Fig. 4 shows. In the preferred embodiment of this connection form, the dimensions of the gradation are chosen so that the segments are arranged continuously adjacent to each other in the region of the inner surface 7 and the back 13 into each other, so no step between the segments 5, 9 is formed on the surfaces.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante des Gleitlagers 1 dargestellt, bei der die Segmente 5 der Stützschicht 3 Träger einer unterschiedlichen Anzahl an weiteren Schichten sind.In Fig. 5, a variant of the sliding bearing 1 is shown, in which the segments 5 of the support layer 3 are carriers of a different number of further layers.
Auf jedem der Segmente 5 der Stützschicht 3 sind eine Lagermetallschicht 18 und die Gleitschicht 4 angeordnet. Die beiden äußeren Segmente 5 der Stützschicht 3 weisen an der Lauffläche 19 jeweils eine zusätzliche Schicht auf, die in dem Fall als Einlaufschicht 20 bzw. Verschleißschicht ausgebildet ist. Die Verbindungsbereiche 6 bzw. 10 sind dabei wiederum in radialer Richtung übereinander liegend angeordnet, sodass also das Gleitlager 1, wie bei der Ausführungsvariante nach Fig. 2, aus drei voneinander getrennt hergestellten Gesamtsegmenten besteht. Unter einem Gesamtsegment wird dabei ein kompletter Schichtaufbau eines der Segmente der Gleitlagerhalbschale verstanden.On each of the segments 5 of the support layer 3, a bearing metal layer 18 and the sliding layer 4 are arranged. The two outer segments 5 of the support layer 3 each have an additional layer on the running surface 19, which in this case is designed as an inlet layer 20 or wear layer. The connecting regions 6 and 10 are in turn arranged one above the other in the radial direction, so that therefore the sliding bearing 1, as in the embodiment of FIG. 2, consists of three separate segments produced separately. An overall segment is understood to be a complete layer structure of one of the segments of the plain bearing half shell.
Diese Einlaufschicht 20 bzw. Verschleißschicht erstreckt sich dabei von Gleitlagerstimflächen 21, 22 bis zu einem Mittenbereich 23 der selbst frei von dieser Einlaufschicht 20 ist. Die Anordnung dieser zusätzlichen Einlaufschicht 20 bzw. Verschleißschicht in den seitlichen Bereichen des Gleitlagers 1 hat den Vorteil, da in zumindest einem dieser Bereiche mit der Einlaufschicht 20 der Schmutzeintrag mit dem Schmieröl am größten ist, dass über diese zusätzliche Einlaufschicht 20 eine bessere Anpassungsfähigkeit des Gleitlagers 1 erreicht wird.This run-in layer 20 or wear layer extends from Gleitlagerstimflächen 21, 22 to a central region 23 which is itself free of this inlet layer 20. The arrangement of this additional inlet layer 20 or wear layer in the lateral areas of the sliding bearing 1 has the advantage that in at least one of these areas with the inlet layer 20 of the dirt entry with the lubricating oil is greatest that on this additional inlet layer 20 better adaptability of the sliding bearing 1 is reached.
Selbstverständlich können die Gesamtsegmente auch einen anderen Schichtaufbau aufweisen, wie dies bereits voranstehend dargelegt wurde, insbesondere anstelle der Ein- N2010/09100Of course, the total segments may also have a different layer structure, as has already been stated above, in particular instead of the one N2010 / 09100
• ♦ • · • » • · - 18 laufschicht 20 auch einen andere Schicht angeordnet sein kann, wobei auch in diesem Fall die einzelnen Gesamtsegmente, das heißt zumindest zwei Gesamtsegmente sämtlicher Gesamtsegmente, eine unterschiedliche Anzahl an Einzelschichten aufweisen. Es besteht weiters die Möglichkeit, dass keines der Gesamtsegmente eine gleiche Anzahl an übereinander angeordneten Schichten aufweist.It is also possible for another layer to be arranged, in which case the individual overall segments, that is to say at least two overall segments of all the total segments, have a different number of individual layers. There is also the possibility that none of the total segments has an equal number of layers arranged one above the other.
Eine Gesamtschichtdicke 24 ist bei dieser Ausführungsvariante wiederum konstant über die gesamte Haibschale 2, sodass in jenen Gesamtsegmenten, die eine höhere Anzahl an Einzelschichten aufweisen, zumindest eine der Schichten im Vergleich zu derselben Schicht im Mittelbereich 23 der Gleitlagerhalbschale eine verringerte Schichtdicke aufweist.In this embodiment, a total layer thickness 24 is again constant over the entire sheaf shell 2, so that in those overall segments which have a higher number of individual layers, at least one of the layers has a reduced layer thickness in the middle region 23 of the plain bearing half shell compared to the same layer.
Der Winkelbereich beginnend bei den Stirnflächen 21, 22 in dem die Einlaufschicht 20 bzw. eine zusätzliche, radial innerste Schicht angeordnet ist, die auch eine höhere Festigkeit aufweisen kann, als die radial innerste Schicht im Mittenbereich 23, kann über einen Bereich bis 45 °, insbesondere bis 30 °, beginnend bei der jeweiligen Stirnfläche 21, 22 reichen. Es ist dabei auch möglich, dass in einem der beiden äußeren Bereiche des Gleitlagers 1 eine zusätzliche Schicht angeordnet wird, wobei es in diesem Fall von Vorteil ist, wenn die Einbaulage der Halbschale 2 bereits vor deren Herstellung bekannt ist.The angle range beginning at the end faces 21, 22 in which the run-in layer 20 or an additional, radially innermost layer is arranged, which may also have a higher strength, than the radially innermost layer in the central region 23, over a range up to 45 °, in particular to 30 °, starting at the respective end face 21, 22 rich. It is also possible that in one of the two outer regions of the sliding bearing 1, an additional layer is arranged, it being advantageous in this case, when the installation position of the half-shell 2 is known prior to their preparation.
Generell ist es bei sämtlichen Ausführungsvarianten der Erfindung möglich, im Scheitelbereich der Gleitlagerhalbschale in einem Winkelbereich von ± 25 °, insbesondere ± 15 °, gemessen ab dem Scheitel der Halbschale 2, ein Segment 5 anzuordnen, das im Vergleich zu den anderen Segmenten 5 eine höhere Festigkeit aufweist, insbesondere eine höher feste Gleitschicht 4 und/oder eine höher feste Stützschicht 3. Es kann damit den höheren Belastungen durch den Zünddruck besser nachgekommen werden.In general, it is possible in all embodiments of the invention, in the apex region of the plain bearing half shell in an angular range of ± 25 °, in particular ± 15 °, measured from the apex of the half-shell 2, to arrange a segment 5, compared to the other segments 5 a higher Has strength, in particular a higher solid sliding layer 4 and / or a higher solid support layer 3. It can thus be better met the higher loads by the ignition pressure.
Zum Unterschied dazu zeigt Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Erfindung mit über den Verlauf des Gleitlagers 1 in axialer Richtung 15 unterschiedlicher Gesamtschichtdicke 24, wobei der Einfachheit halber lediglich zwei Schichten, das heißt die Stützschicht 3 und die Gleitschicht 4, dargestellt werden, jedoch auch bei dieser Ausführungsvariante selbstverständlich mehr als zwei Einzelschichten angeordnet werden können. Die Segmente 5 bzw. 9 der Stützschicht 3 bzw. Gleitschicht 4 sind dabei wiederum in axialer Richtung 14 nebeneinander liegend angeordnet, wie dies auch bei der Ausführungsvariante nach Fig. 3 dargestellt ist. Ebenso liegen die Verbindungsbereiche 6 bzw. 10 zwischen den Segmenten 5 bzw. 9 demzufolge in radialer Richtung hintereinander. N2010/09100 • · » · · · • · s ·«»··# « » * *«··«· * « φ · φ · ·· ·*| · * » · · - 19-By contrast, FIG. 6 shows a variant embodiment of the invention with over the course of the sliding bearing 1 in the axial direction 15 different total layer thickness 24, wherein for the sake of simplicity, only two layers, that is, the support layer 3 and the sliding layer 4, are shown, but also at Of course, more than two individual layers can be arranged in this variant. The segments 5 and 9 of the support layer 3 and sliding layer 4 are again arranged side by side in the axial direction 14, as shown in the embodiment of FIG. 3. Likewise, the connecting portions 6 and 10 are between the segments 5 and 9, therefore, in the radial direction one behind the other. N2010 / 09100 • · »» · · · · · · · · «* * ···« * * «φ · φ · ··· * | · * · · · - 19-
Die Stützschicht 3 ist bei dieser Ausführungsvariante mit einer gleichen Schichtdicke über den gesamten Verlauf in radialer Richtung 15 ausgebildet. Zum Unterschied dazu weist die Gleitschicht 4 in axialer Richtung 15 unterschiedlich dicke Bereiche auf, nämlich zwei dickere, das heißt mit einer höheren Schichtdicke ausgeführte, Randbereiche 25, 26 und einen Mittenbereich 27 mit einer im Vergleich dazu geringeren Schichtdicke. Insbesondere kann dadurch der Kantenbelastung des Gleitlagers 1 besser gerecht werden, wie dies auch erreicht werden kann, wenn in den Randbereichen 25, 26 im Vergleich zum Mittenbereich höherfeste Werkstoffe zumindest in der radial innersten Schicht angeordnet werden.The support layer 3 is formed in this embodiment with an equal layer thickness over the entire course in the radial direction 15. By contrast, the sliding layer 4 has regions 15 of different thickness in the axial direction, namely two thicker edge regions 25, 26, that is to say with a higher layer thickness, and a middle region 27 with a smaller layer thickness compared to this. In particular, thereby the edge load of the sliding bearing 1 can better meet, as can also be achieved if in the edge regions 25, 26 in comparison to the middle region higher-strength materials are arranged at least in the radially innermost layer.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Gleitschicht 4 mit einer gleich bleibenden Schichtdicke in axialer Richtung 15 ausgebildet ist und dafür die Stützschicht 3 im Bereich des Rückens 13 einen derartigen Schichtdickenverlauf mit höheren Schichtdicken in den Randbereichen 25, 26 in geringerer Schichtdicke im Mittenbereich 27 aufweist.However, it is also possible that the sliding layer 4 is formed with a constant layer thickness in the axial direction 15 and for the support layer 3 in the region of the back 13 has such a layer thickness profile with higher layer thicknesses in the edge regions 25, 26 in a smaller layer thickness in the middle region 27 ,
Daneben besteht auch bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung die Möglichkeit, dass die einzelnen Bereiche, das heißt der Randbereich 25 bzw. 26 oder der Mittenbereich 27 eine unterschiedliche Anzahl an einzelnen Schichten aufweisen, das heißt die Segmente 5, 9 dementsprechend eine unterschiedliche Anzahl von Schichten aufweisen.In addition, there is also the possibility in this variant embodiment of the invention that the individual regions, that is to say the edge region 25 or 26 or the middle region 27, have a different number of individual layers, that is to say the segments 5, 9 accordingly have a different number of layers ,
Es ist weiters möglich, dass zumindest eines der Segmente 5 der Stützschicht 3 mehrere Segmente oder Abschnitte der Lagermetallschicht 18 und/oder der Gleitschicht 4 aufweisen, sodass die Anzahl der Segmente innerhalb einer Schicht vom Rücken 13 in Richtung auf die Lauffläche 19 zumindest zwischen zwei übereinander angeordneten Schichten zunimmt. Durch diese Ausgestaltung ist eine feinere Abstimmung der jeweiligen gewünschten, mechanischen und tribologischen Eigenschaften des Gleitlagers 1 auf die jeweiligen Einsatzbedingungen möglich.It is also possible for at least one of the segments 5 of the support layer 3 to have a plurality of segments or sections of the bearing metal layer 18 and / or the sliding layer 4, such that the number of segments within a layer from the back 13 in the direction of the running surface 19 is at least between two arranged layers increases. By this embodiment, a finer tuning of the respective desired, mechanical and tribological properties of the sliding bearing 1 to the respective conditions of use is possible.
In Fig. 7 ist ein Halbfertigfabrikat 28 zur Herstellung der Halbschale 2 des Gleitlagers 1 (Zuordnung der Bezugszeichen: Fig. 1) dargestellt. Dieses Halbfertigfabrikat befindet sich noch im ebenen Zustand, das heißt vor der Umformung zur Halbschale 2. Das Halbfertigfabrikat 28 weist die Stützschicht 3 mit zwei nebeneinander angeordneten Segmenten 5 und die Gleitschicht 4 mit zwei über den Segmenten 5 angeordneten Segmenten 9 auf. Die einzelnen Segmente 5, 9 sind wie im Beispiel in Fig. 1 dargestellt, in Umfangsrichtung 11 (Fig. 1) des Gleitlagers 1 angeordnet. Im Verbindungsbereich 6 zwischen den Segmenten 5 der Stützschicht 3 ist in radialer Richtung oberhalb, das heißt in Richtung auf die Lauffläche 19 eine V-förmige Nut 29 angeordnet, das heißt, dass die Gleitschicht 4 N2010/09100 • I * **·« IM · * I I * II · · * * I t » * * ff · I · M *» * « M« »»»· · -20-bzw. deren Segmente 9 nicht nur im Bereich von in axialer Richtung 15 einander gegenüberliegender äußeren Stirnflächen 30, 31 einen abgeschrägten Kantenbereich aufweisen, sondern auch Abschrägungen 32, 33 zwischen den Segmenten 9 der Gleitschicht 4 ausgebildet sind. Es wird damit die spätere Umformung zur Halbschale 2 vereinfacht unter Reduzierung der damit verursachten Spannungen in der Gleitschicht 4. Sofern erforderlich kann dieser Bereich zwischen den Segmenten 9 der Gleitschicht 4 nach der Umformung auch stoffschlüssig verbunden werden, unter Ausbildung des Verbindungsbereichs 10, wie er zum Beispiel für die Ausführungsvariante nach Fig. 2 beschrieben wurde.In Fig. 7 is a semi-finished product 28 for producing the half-shell 2 of the sliding bearing 1 (assignment of reference numerals: Fig. 1) is shown. This semifinished product is still in the flat state, that is to say before the forming into the half-shell 2. The semi-finished product 28 has the supporting layer 3 with two juxtaposed segments 5 and the sliding layer 4 with two segments 9 arranged above the segments 5. The individual segments 5, 9 are, as shown in the example in FIG. 1, arranged in the circumferential direction 11 (FIG. 1) of the sliding bearing 1. In the connection region 6 between the segments 5 of the support layer 3, a V-shaped groove 29 is arranged in the radial direction above, that is, in the direction of the tread 19, that is, the sliding layer 4 N2010 / 09100 • I * ** · «IM · * II * II · · * * I t »* * ff · I · M *» * «M« »» »· · -20-resp. their segments 9 not only in the region of axially opposite 15 outer end faces 30, 31 have a beveled edge region, but also chamfers 32, 33 are formed between the segments 9 of the sliding layer 4. It is thus simplifies the subsequent transformation to the half-shell 2 while reducing the stresses in the sliding layer 4 caused thereby. If necessary, this area between the segments 9 of the sliding layer 4 after forming can also be materially connected, forming the connection region 10, as he Example of the embodiment of FIG. 2 has been described.
Selbstverständlich kann diese Nut 29 auch einen anderen Querschnitt aufweisen, der eine Vereinfachung der Umformung erlaubt. Es ist auch nicht zwingend erforderlich, dass sich diese Nut 29 über die gesamte Schichtdicke der Gleitschicht 4 bis zur Oberfläche 7 der Stützschicht 3 erstreckt, sondern kann diese Nut 29 eine Tiefe aufweisen die geringer ist als die Schichtdicke der Gleitschicht 4, das heißt deren Segmente 9.Of course, this groove 29 may also have a different cross-section, which allows a simplification of the transformation. It is also not absolutely necessary that this groove 29 extends over the entire layer thickness of the sliding layer 4 to the surface 7 of the support layer 3, but this groove 29 may have a depth which is less than the layer thickness of the sliding layer 4, that is their segments 9th
Prinzipiell besteht bei einem mehr als zweischichtigen Aufbau des Gleitlagers 1 die Möglichkeit, dass mehr als eine Schicht mit derartige Nuten versehen sein kann, wobei deren Abschrägung der Seitenwände auch dem Radius der jeweiligen Schicht angepasst unterschiedlich sein kann.In principle, there is the possibility that more than one layer can be provided with such grooves in a more than two-layer structure of the sliding bearing 1, wherein the bevel of the side walls and the radius of the respective layer may be different.
Die Fig. 8 und 9 zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Segmente 5 der Stützschicht 3. Sämtliche weiteren möglicherweise angeordneten Schichten wurden zur besseren Dar-stellbarkeit entfernt.8 and 9 each show a plan view of the segments 5 of the support layer 3. All other possibly arranged layers were removed for better Dar-adjustability.
Die bevorzugte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt, mit in axialer Richtung 15 ausgerichteten Verbindungsbereichen 6 zwischen den Segmenten 5.The preferred embodiment of the invention is shown in Fig. 8, with aligned in the axial direction 15 connecting portions 6 between the segments fifth
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, wie dies in der Fig. 9 dargesteltt ist, dass der Verbindungsbereich 6 zwischen zwei Segmenten geneigt gegen die axiale Richtung 15 verläuft. Insbesondere ist dabei aus voranstehend genannten Gründen ein Neigungswinkel 34, den der Verbindungsbereich 6 mit der axialen Richtung 15 einnimmt, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 0 und einer oberen Grenze von 30 D Es ist jedoch auch möglich, diesen Neigungswinkel aus einem Bereich auszuwählen mit einer unteren Grenze von 7 ° und einer oberen Grenze von 25 °.However, there is also the possibility, as shown in FIG. 9, that the connecting region 6 extends between two segments inclined relative to the axial direction 15. In particular, for the above-mentioned reasons, an angle of inclination 34 that the connecting region 6 occupies with the axial direction 15 is selected from a range with a lower limit of 20 and an upper limit of 30 D. However, it is also possible for this angle of inclination to consist of a Range to be selected with a lower limit of 7 ° and an upper limit of 25 °.
Prinzipiell können die einzelnen Schichten des Gleitlagers 1 aus Werkstoffen bestehen, die für die jeweiligen Schichten des Gleitlagers 1 aus dem Stand der Technik bekannt N2010/09100 -21 - » ι· sind bzw. aus Werkstoffen die für Gleitlager 1 verwendbar sind. Das Gleitlager 1 besteht zumindest großteils aus Metallen oder Metalllegierungen. Mit „zumindest großteils“ ist gemeint, dass die radial innerste Schicht des Gleitlagers 1 auch durch einen Gleitlack gebildet sein kann, also jene Schicht die dem zu lagernden Bauteil gegenüberliegend ist. Gegebenenfalls kann diese Gleitlackschicht auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein. Insbesondere bei Abscheiden einer Gleitlackschicht auf dem Gleitlager 1 als radial innerste Schicht der Halbschale 2 wird diese nach der Umformung des Halbfertigfabrikates, beispielsweise des Halbfertigfabrikates 28 zur Halbschale 2 aufgebracht, sodass diese Gleitlackschicht durchgehend ohne Segmentausbildung im Gleitlager 1 angeordnet ist. Begründet ist dies damit, dass bekanntlich Gleitlackschichten durch einfaches Aufsprühen des Gleitlackes und nachträgliches polymerisieren der polymerisierbaren Bestandteile des Gleitlackes hergestellt werden können. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass die Gleitlackschicht auch in Form von Segmenten in dem Gleitlager 1 angeordnet sind.In principle, the individual layers of the plain bearing 1 may consist of materials which are known from the prior art for the respective layers of the sliding bearing 1 or of materials which can be used for plain bearings 1. The sliding bearing 1 consists at least largely of metals or metal alloys. By "at least for the most part" is meant that the radially innermost layer of the sliding bearing 1 can also be formed by a lubricating varnish, that is, that layer which is opposite to the component to be supported. Optionally, this anti-friction varnish layer may also be composed of several partial layers. In particular, when depositing a bonded coating on the sliding bearing 1 as the radially innermost layer of the half shell 2, this is applied after the forming of the semi-finished, for example, the semi-finished product 28 to the half-shell 2, so that this Gleitlackschicht is arranged continuously without segment training in the sliding bearing 1. This is justified by the fact that, as is known, anti-friction coatings can be produced by simply spraying on the anti-friction coating and subsequently polymerizing the polymerizable constituents of the anti-friction coating. Of course, it is also possible that the Gleitlackschicht are arranged in the form of segments in the sliding bearing 1.
Die Stützschicht 3 bzw, zumindest einzelne der Segmente 5 der Stützschicht 3 können vorzugsweise aus Stahl oder einem Werkstoff bestehen, wie sie für diesen Anwendungszweck dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise Messing. Andere Werkstoffe die den Presssitzanforderungen entsprechen können ebenfalls verwendet werden. Für die bzw. zumindest einzelne der Segmente der Lagermetallschicht 18 können beispielsweise folgende Legierungen verwendet werden:The support layer 3 or, at least some of the segments 5 of the support layer 3 may preferably consist of steel or a material, as are known in the art for this purpose, for example brass. Other materials meeting the press fit requirements may also be used. For example, the following alloys may be used for the or at least individual segments of the bearing metal layer 18:
Lagermetalle auf Aluminiumbasis (zum Teil nach DIN ISO 4381 bzw. 4383): AISnöCuNi, AlZnSSiCuPBMg, AISn20Cu, AISi4Cd, AICd3CuNi, AISi11Cu, AISn6Cu, A!Sn40, A!Sn25CuMn, AISi1 ICuMgNi, AIZn4SiPb;Aluminum-based bearing metals (in part according to DIN ISO 4381 or 4383): AISnCuNi, AlZnSSiCuPBMg, AISn20Cu, AISi4Cd, AICd3CuNi, AISi11Cu, AISn6Cu, A! Sn40, A! Sn25CuMn, AISi1 ICuMgNi, AIZn4SiPb;
Lagermetalle auf Kupferbasis (zum Teil nach DIN ISO 4383):Copper based bearing metals (partly according to DIN ISO 4383):
CuPb10Sn10, CuSnIO, CuPb15Sn7, CuPb20Sn4, CuPb22Sn2, CuPb24Sn4, CuPb24Sn, CuSn8P, CuPb5Sn5Zn, CuSn7Pb7Zn3, CuPb10Sn10, CuPb30;CuPb10Sn10, CuSnIO, CuPb15Sn7, CuPb20Sn4, CuPb22Sn2, CuPb24Sn4, CuPb24Sn, CuSn8P, CuPb5Sn5Zn, CuSn7Pb7Zn3, CuPb10Sn10, CuPb30;
Lagermetalle auf Bieibasis:Bearing-based bearing metals:
PbSb10Sn6, PbSb15Sn10, PbSb15SnAs, PbSb14Sn9CuAs, PbSn10Cu2, PbSn18Cu2, PbSn10TiO2, PbSn9Cd, PbSnIO;PbSb10Sn6, PbSb15Sn10, PbSb15SnAs, PbSb14Sn9CuAs, PbSn10Cu2, PbSn18Cu2, PbSn10TiO2, PbSn9Cd, PbSnIO;
Lagermetalle auf Zinnbasis:Tin-based bearing metals:
SnSb8Cu4, SnSb12Cu6Pb. N2010/09100 -22-SnSb8Cu4, SnSb12Cu6Pb. N2010 / 09100 -22-
Selbstverständiich können auch andere als die genannten Lagermetalle auf Aluminium-, Kupfer-, Blei- oder Zinnbasis, insbesondere sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Lagermetalle, verwendet werden.Of course, other than the mentioned bearing metals on aluminum, copper, lead or tin base, in particular all known from the prior art bearing metals can be used.
Vorzugsweise werden jedoch bleifreie Lagermetalle verwendet. Für die bzw. zumindest einzelne der Segmente der Haftmittelschicht(en) können z.B. Schichten aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, wie z.B. AISc3, oder aus, Mn, Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Ag, Mo, Pd und deren Legierungen sowie NiSn- bzw. CuSn-Legierungen, etc., verwendet werden, wobei auch hier wiederum sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Werkstoffe zur Verbesserung der Haftung verwendet werden können. Für die bzw. zumindest einzelne der Segmente der Diffusionssperrschicht(en) können ebenfalls Aluminium bzw. Aluminiumlegierungsschichten oder Nickelschichten, oder Schichten aus Mn, Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Ag, Mo, Pd und deren Legierungen, etc. verwendet werden. Für die bzw. zumindest einzelne der Segmente 9 der Gleitschicht 4 können Aluminiumbasislegierungen, wie z.B. AISn20Cu, AISn40Cu, AIBi15Mo2, AIBi11CuO,5NiO,5, AIBi25Cu, Zinnbasislegierungen, wie z.B. SnSb15Cu5, SnSb4Cu1, Kupferbasislegierungen, wie z.B. CuBi20, Bismutbasislegierungen, Silberbasislegierungen, Bi, Ag, Sn, Weißmetalllegierun-gen, Legierungen von Nickel, etc. verwendet werden. Es sei angemerkt, dass diese Aufzählung nur beispielhaften Charakter hat, da für die Gleitschicht 4 der Segmente 9 prinzipiell sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Werkstoffe verwendet werden können.Preferably, however, lead-free bearing metals are used. For the or at least some of the segments of the adhesive layer (s), e.g. Layers of aluminum or aluminum alloys, e.g. AISc3, or from, Mn, Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Ag, Mo, Pd and their alloys and NiSn or CuSn alloys, etc., are used, in which case again all of the prior art known materials can be used to improve adhesion. Aluminum or aluminum alloy layers or nickel layers, or layers of Mn, Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Ag, Mo, Pd and their alloys, etc. can also be used for the or at least individual segments of the diffusion barrier layer (s) , For the or at least some of the segments 9 of the sliding layer 4, aluminum-based alloys, such as e.g. AISn20Cu, AISn40Cu, AIBi15Mo2, AIBi11CuO, 5NiO, 5, AIBi25Cu, tin base alloys, e.g. SnSb15Cu5, SnSb4Cu1, copper based alloys, such as CuBi20, bismuth base alloys, silver based alloys, Bi, Ag, Sn, white metal alloys, alloys of nickel, etc. can be used. It should be noted that this list has only exemplary character, since for the sliding layer 4 of the segments 9 in principle all known from the prior art materials can be used.
Prinzipiell können die einzelnen Segmente, also beispielsweise die Segmente 5 bzw. 9, innerhalb einer Schicht aus demselben Werkstoff gefertigt sein, beispielsweise um damit größere Lagerbreiten für Gleitlager 1 zu ermöglichen. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung bestehen allerdings die Segmente innerhalb einer Schicht des Gleitlagers 1 aus zueinander unterschiedlichen Werkstoffen, das heißt, dass sich zumindest zwei Segmente hinsichtlich der Werkstoffe unterscheiden. Es ist aber auch möglich, dass für alle Segmente dieselben Werkstoffe verwendet werden, allerdings die Werkstoffe von zumindest zwei der Segmente innerhalb einer Schicht unterschiedliche Eigenschaften zueinander aufweisen, insbesondere eine unterschiedliche Härte oder einen unterschiedlichen Eigenspannungsverlauf. Dies kann erreicht werden, indem die Werkstoffe unterschiedlichen Vorbehandlungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ausge- N2010/09100 -23- • * setzt werden, sodass trotz der gleichen Zusammensetzung diese Werkstoffe, das heißt die Segmente ein unterschiedliches Eigenschaftsprofil aufweisen. Insbesondere können also neben der Stützschicht 3, das heißt den Segmenten 5 der Stützschicht 3, die Segmente 9 der Gleitschicht 4 und/oder die Segmente der Lagermetallschicht 18 oder die Segmente der zumindest einen weiteren Schicht aus einem Werkstoff bestehen, der zu dem Werkstoff eines weiteren Segments derselben Schicht unterschiedliche Eigenschaften aufweist.In principle, the individual segments, that is, for example, the segments 5 and 9, can be manufactured within a layer of the same material, for example in order to allow greater bearing widths for plain bearings 1. In the preferred embodiment of the invention, however, the segments within a layer of the sliding bearing 1 consist of mutually different materials, that is to say that at least two segments differ with regard to the materials. But it is also possible that the same materials are used for all segments, but the materials of at least two of the segments within a layer have different properties to each other, in particular a different hardness or a different residual stress profile. This can be achieved by setting the materials with different pretreatments, as known from the prior art, so that, despite the same composition, these materials, ie the segments have a different property profile , In particular, in addition to the support layer 3, that is, the segments 5 of the support layer 3, the segments 9 of the sliding layer 4 and / or the segments of the bearing metal layer 18 or the segments of the at least one further layer may consist of a material which is the material of another Segments of the same layer has different properties.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung Ausbildungen möglich sind, die neben der Stützschicht 3 lediglich die Gleitschicht 4 aufweisen oder neben der Stützschicht 3 lediglich die Lagermetallschicht 18.It should be noted at this point that, within the scope of the invention, embodiments are possible which, in addition to the support layer 3, have only the sliding layer 4 or, in addition to the support layer 3, only the bearing metal layer 18.
Wie bereits erwähnt, bestehen die einzelnen Segmente der einzelnen Schichten des Gleitlagers 1 aus Metallen oder Metalllegierungen, also mit Ausnahme der vorhin erwähnten Gleitlackschicht, nicht aus Kunststoffen. Des Weiteren bestehen diese Schichten vorzugsweise nicht aus einem Sinterwerkstoff.As already mentioned, the individual segments of the individual layers of the sliding bearing 1 consist of metals or metal alloys, that is, with the exception of the previously mentioned anti-friction varnish layer, not of plastics. Furthermore, these layers are preferably not made of a sintered material.
Bei Verwendung von Metalllegierungen innerhalb einer Schicht können die Segmente dieser Schicht aus unterschiedlichen Metalllegierungen gefertigt sein. Für die Herstellung des Gleitlagers 1 können, wie bereits erwähnt, die einzelnen Segmente innerhalb einer Schicht, also insbesondere die Segmente 5 der Stützschicht 3 und gegebenenfalls die Segmente einer weiteren Schicht, also beispielsweise die Segmente 9 der Gleitschicht 4 und/oder der Lagermetallschicht 18, stoffschlüssig oder fdrmschlüssig und/oder über eine Pressverbindung miteinander verbunden sein bzw. werden. Es ist dabei prinzipiell jedes Schweißverfahren, wie zum Beispiel Elektronenstrahlschweißen, oder Lötverfahren, insbesondere Hartlötverfahren, welches aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt ist, zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung möglich. Zu achten ist dabei lediglich auf die Werkstoffverträglichkeit zwischen dem Zusatzwerkstoff und dem Werkstoff der einzelnen Segmente. Dementsprechend sind bekannte Zusatzwerkstoffe zu wählen. ln der bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens werden die Segmente innerhalb einer Schicht des Gleitlagers 1 mittels Laserstrahlschweißen miteinander verbunden, sodass in diesem Fall vorzugsweise kein Zusatzstoff für die Herstellung der Schweißverbindung verwendet werden muss, sondern die Verbindung durch aufschmelzen der Werkstoffe der Segmente in den Verbindungsbereichen, also beispielsweise den Verbindungs- N2010/09100 • · • · k« -24-bereichen 6 oder 10, gebildet wird. Es wird damit der Vorteil erreicht, dass die Herstellung de Verbindung ohne zu starke Erwärmung der neben den Verbindungsbereichen, insbesondere den Verbindungsbereichen 6, 9, liegenden Bereiche möglich ist, wobei zusätzlich die einzelnen Segmente innerhalb einer Schicht zumindest annährend zur Gänze über die Schichtdicke miteinander verbunden sind, also eine über die Schichtdicke reichende Schweißnaht entsteht. Mit „zumindest annährend“ ist in diesem Fall gemeint, dass es durchaus möglich ist, dass eine Kemzone innerhalb der Segmente, die bis zu 5 % der Schichtdicke der jeweiligen Schicht betragen kann, nicht verbunden ist. Dieser „Nachteil“ wird deshalb in Kauf genommen, da damit eine weitere Reduzierung der Temperaturbelastung der Nebenbereiche neben den Verbindungsbereichen zwischen den Segmenten erreicht werden kann. Vorraussetzung dafür ist allerdings, dass die Gleitlagerhalbschale den Festigkeitsanforderungen entspricht.When using metal alloys within a layer, the segments of this layer can be made of different metal alloys. As already mentioned, the individual segments within one layer, ie in particular the segments 5 of the support layer 3 and optionally the segments of a further layer, for example the segments 9 of the overlay 4 and / or the bearing metal layer 18, can be used for the production of the sliding bearing 1. be cohesively or fdrmschlüssig and / or connected to each other via a press connection or be. In principle, any welding process, such as, for example, electron beam welding, or soldering processes, in particular brazing processes, which are known from the general state of the art, are possible for producing the integral connection. It is important to pay attention only to the material compatibility between the filler material and the material of the individual segments. Accordingly, known filler materials are to be selected. In the preferred embodiment of the method, the segments within a layer of the sliding bearing 1 are connected to each other by laser beam welding, so that in this case preferably no additive for the production of the welded joint must be used, but the connection by melting the materials of the segments in the connecting areas, ie For example, the connection N2010 / 09100 • · • · k «-24 areas 6 or 10, is formed. Thus, the advantage is achieved that the production of the connection without excessive heating of the adjacent to the connection areas, in particular the connecting portions 6, 9, lying areas is possible, in addition, the individual segments within a layer at least almost completely connected to each other via the layer thickness are, so a reaching across the layer thickness weld. By "at least approximately" is meant in this case that it is quite possible that a core zone within the segments, which may be up to 5% of the layer thickness of the respective layer, is not connected. This "disadvantage" is therefore accepted because it allows a further reduction of the temperature load of the secondary areas in addition to the connecting areas between the segments can be achieved. The prerequisite for this, however, is that the plain bearing half shell meets the strength requirements.
Bevorzugt wird für das Laserschweißen eine Strahlintensität des Laserstrahls von zumindest 2 MW/cm2 verwendet, um damit eine ausreichende Tiefenerwärmung, das heißt ein Aufschmelzen des Werkstoffes bis in die Kemschicht einer Schicht des Gleitlagers 1, mit höherer Sicherheit zu erreichen.Preferably, a beam intensity of the laser beam of at least 2 MW / cm 2 is used for the laser welding, in order to achieve a sufficient depth heating, that is a melting of the material into the core layer of a layer of the sliding bearing 1, with higher security.
Zur Reduzierung der Temperaturbelastung der einzelnen Segmente neben den Verbindungsbereichen zwischen den Segmenten wird die Schweißung bevorzugt von der Rückseite, also dem Rücken 13, und von der Vorderseite, also der Lauffläche 19, durchgeführt, wobei allerdings generell die Schweißung von einer Seite, also beispielsweise von in Richtung auf den Rücken 13 oder in Richtung auf die Lauffläche 19 erfolgen kann.In order to reduce the temperature load on the individual segments in addition to the connecting regions between the segments, the welding is preferably carried out from the back, ie the back 13, and from the front side, ie the running surface 19, although generally the welding from one side, ie, for example can be done in the direction of the back 13 or in the direction of the tread 19.
Bevorzugt erfolgt die Verschweißung der einzelnen Segmente vor deren Umformung zur Haibschale 2, also noch im ebenen Zustand des Halbfertigfabrikats, beispielsweise des Halbfertigfabrikats 28. Es ist weiters bevorzugt, dass die Aufbringung bzw. die Abscheidung der neben der Stützschicht 3 zumindest einen weiteren Schicht des Gleitlagers 1 vor der Umformung der Segmente 5 der Stützschicht 3 durchgeführt wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass bevorzugt ebene Substrate beschichtet werden, also ebene bzw. flache Segmente 5 der Stützschicht 3.Preferably, the welding of the individual segments takes place prior to their transformation into the sheath 2, ie still in the flat state of the semifinished product, for example the semifinished product 28. It is further preferred that the application or the deposition of at least one further layer of the sliding bearing in addition to the support layer 3 1 before forming the segments 5 of the support layer 3 is performed. In other words, this means that preferably flat substrates are coated, ie flat or flat segments 5 of the support layer 3.
Es ist weiters bevorzugt, dass die Abscheidung der einzelnen Schichten auf den Segmenten 5 der Stützschicht 3 vor der Verschweißung der Segmente des Gleitlagers 1 durchgeführt wird. Diese Ausführungsvariante der Erfindung hat zudem den Vorteil, dass für die Abscheidung der einzelnen Schichten auf den Segmenten 5 der Gleitschicht 3 auch unterschiedliche Abscheideverfahren angewandt werden können, also beispielsweise Kom- N2010/09100 • · « · » · • »Ml ··* * I « f I · * · · 4 · Φ #· *· · * «*** - 25-binationen von Galvanikschichten mit PVD-Schichten oder walzplattierten Schichten innerhalb einer Schicht des Gleitlagers 1 vorliegen können.It is further preferred that the deposition of the individual layers on the segments 5 of the support layer 3 is carried out before the welding of the segments of the sliding bearing 1. This embodiment variant of the invention also has the advantage that different deposition methods can also be used for the deposition of the individual layers on the segments 5 of the sliding layer 3, that is to say, for example, Kom-N2010 / 09100. It is possible for galvanic layers with PVD layers or roll-plated layers to be present within a layer of the plain bearing 1.
Neben oder zusätzlich zur Verschweißung besteht die Möglichkeit, die Segmente mittels Formschluss zu verbinden, indem beispielsweise in einer auf ein weiteres Segment weisende Stirnfläche eine Nut aufweist, insbesondere eine hinterschnitte ne Nut, beispielsweise mit schwalbenschwanzförmigen Querschnitt, und das weitere Segment an der entsprechenden Stirnfläche einen dazu korrespondierenden Steg aufweist. Gegebenenfalls kann diese formschlüssige Verbindung auch verpresst werden, insbesondere während der Umformung zur Halbschale 2.In addition to or in addition to the weld, it is possible to connect the segments by means of a form-fitting, for example by having a groove in an end face pointing to another segment, in particular an undercut ne groove, for example with a dovetail-shaped cross-section, and the further segment at the corresponding end face has corresponding web. Optionally, this positive connection can also be pressed, in particular during the forming of the half-shell 2.
Die Erfindung wurde umfassend mit unterschiedlichsten Materialkombinationen erprobt, wobei im Folgenden nur auszugsweise einige der durchgeführten Versuchsbeispiele angegeben werden, um den Rahmen der Beschreibung nicht zu sprengen.The invention has been extensively tested with a wide variety of combinations of materials, wherein only some of the experimental examples given below are given in the following, in order not to exceed the scope of the description.
Beispiel 1:Example 1:
Es wurden zwei Stahlbänder unterschiedlicher Vorbehandlung für die Stützschicht 3 mit einer Breite von 350 mm mit einer Lagermetallschicht aus AISn40Cu1 walzplattiert, wobei bei einer gleichen Enddicke der plattierten Stahlbänder von 15,5 mm die Lagermetallschicht 18 eines Stahlbandes durch eine größere Stichabnahme eine um etwa 10 % größere Härte aufweist. Aus den beiden plattierten Stahlbändern wurden für eine Halbschale 2 Segmente in einer Länge von 1250 mm abgetrennt und entlang ihrer Trennlinie miteinander durch ein Laserstrahlschweißen verbunden. Das auf diese Weise gefertigte Halbzeug wies drei Segmente auf, von denen das mittlere aus dem Band mit der Lagermetallschicht 18 größerer Härte und dem Stahl mit geringerer Eigenspannung bestand, während die Lagermetallschichten 18 der äußeren Abschnitte entsprechend geringere Härte aufweisen. Aus diesem Halbzeug wurden zwei Lagerplatinen mit einer Nutzbreite von 500 mm und einer Nutziänge von 1000 mm ausgesägt und zur Lagerschale geformt. Die Erprobung eines Gleitlagers 1 mit diesen Gleitlagerhalbschalen zeigt im Vergleich zu einem Gleitlager gieicher Abmessung und über den Umfang gleich bleibende Eigenschaften der Lagermetailschicht 18 eine deutlich bessere Leistungscharakteristik. N2010/091 oo ···«*· · « * *·««·· ·· » »* « * «« f * φ φ · · * · -26-Two steel strips of different pretreatment for the support layer 3 with a width of 350 mm were roll-laminated with a bearing metal layer of AISn40Cu1, with a same final thickness of the plated steel strips of 15.5 mm, the bearing metal layer 18 of a steel strip by about 10% by a larger stitch decrease has greater hardness. From the two clad steel strips 2 segments were cut off in a length of 1250 mm for a half-shell and connected to each other along their parting line by laser beam welding. The semifinished product produced in this way had three segments, of which the middle consisted of the band with the bearing metal layer 18 of greater hardness and the steel with lower residual stress, while the bearing metal layers 18 of the outer sections correspondingly lower hardness. From this semifinished product, two bearing plates with a usable width of 500 mm and a useful length of 1000 mm were sawed out and formed into the bearing shell. The testing of a sliding bearing 1 with these plain bearing half shells shows in comparison to a plain bearing gieicher dimension and on the same extent consistent properties of the bearing detail layer 18 a significantly better performance. N2010 / 091 oo ··· «* · ·« * * · «« ···· »» «*« * «« f * φ φ · · * · -26-
Beispiel 2:Example 2:
Kavitationsschäden zeigen sich bei Gleitlagern meist an ganz bestimmten Stellen. Um solchen Kavitationsschäden zu begegnen, muss ein besonders fester Lagerwerkstoff eingesetzt werden, was jedoch bei herkömmlichen Lagern zu erheblichen Einbusen an den tribologischen Eigenschaften und der Schmutzeinbettungsfähigkeit führt. Wird in den kavitationsempfindlichen Umfangsbereichen ein Lagerschalensegment mit einer Lagermetallschicht aus einer AISn10Cu1 Legierung, für die übrigen Abschnitte jedoch eine Lagermetallschicht aus AISn20Cu1 eingesetzt, so können aufgrund des festeren Lagermetalls im Bereich des kavitationsgefährdeten Abschnittes Kavitationsschäden vermieden werden, ohne die schmutzunempfindlichen und tribologisch vorteilhaften Eigenschaften der AISn20Cu1 Legierung für das Gesamtverhalten des Gleitlagers 1 zu verlieren.Cavitation damage usually manifests itself in plain bearings in very specific places. In order to counter such cavitation damage, a particularly solid bearing material must be used, which, however, leads to considerable losses of the tribological properties and the dirt embedding capability in conventional bearings. If a bearing shell segment with a bearing metal layer of AISn10Cu1 alloy is used in the cavitation-sensitive peripheral regions, but a bearing metal layer of AISn20Cu1 is used for the remaining sections, cavitation damage can be avoided in the region of the cavitation-prone section due to the stronger bearing metal, without the dirt-insensitive and tribologically advantageous properties of AISn20Cu1 To lose alloy for the overall behavior of the sliding bearing 1.
Beispiel 3:Example 3:
Es wurden drei gleichgroße Platinen zusammengeschweißt, von denen die Mittlere eine Lagermetallschicht aus einer AISn40Cu-Legierung und die beiden äußeren Platinen eine Lagemetallschicht aus einer SnSb40Cu3-Legierung aufwiesen, und zwar jeweils auf einer stählernen Stützschale. Die Lagerschalen dieser Art wurden für Pleuelfager verwendet und mit herkömmlichen Pleuellagern verglichen, die eine einheitliche Lagerschale mit einer stählernen Stützschale und einer aufgebrachten Lagermetallschicht aus AISn40Cu besaßen, um die Hauptlast aufnehmen zu können. Diese Lager wurden in einem Verbrennungsmotor 250 Betriebsstunden erprobt und untersucht. Die Laufbilder der herkömmlichen Lager zeigten deutliche Verschleißspuren der Schmutzpartikel über den gesamten Umfangsbereichs des Lagers, was vor allem in Hauptlastbereich zu einer Störung der Belastbarkeit bei längeren Einsätzen führt. Das erfindungsgemäße Lager zeigt jedoch deutliche Einbettungen der Schmutzpartikel in den weichen aus SnSb40Cu3 bestehenden Lagerbereichen, wobei die Lagermetallschicht aus AISn40Cu in der Hauptlastzone nahezu riefenfrei war.Three equally sized circuit boards were welded together, of which the middle had a bearing metal layer of an AISn40Cu alloy and the two outer boards a layer of SnSb40Cu3 alloy, each on a steel support shell. The bearing shells of this type were used for Pleuelfager and compared with conventional connecting rod bearings, which had a single bearing shell with a steel support shell and an applied bearing metal layer of AISn40Cu to accommodate the main load can. These bearings were tested and tested in an internal combustion engine for 250 hours of operation. The motion pictures of the conventional bearings showed clear signs of wear of the dirt particles over the entire circumferential area of the bearing, which leads to a disturbance of the load capacity for longer operations, especially in the main load range. The bearing according to the invention, however, shows distinct embedding of the dirt particles in the soft bearing areas consisting of SnSb40Cu3, the bearing metal layer of AISn40Cu being virtually scratch-free in the main load zone.
Beispiel 4:Example 4:
Zur Vermeidung von Fretting am Rücken 13 des Gleitlagers 1 wurde die Stützschicht 3 aus zwei verschiedenen Stählen hergestellt, indem die beiden äußeren Segmente 5 aus N2010/09100 * · » ι * *· * p PP·· · · · ··»*»· · ♦ · »··*·» ·· · ·· f» ·· ·· ·*·· ♦ -27-einem Stahl C10 oder ähnlich und das Segment 5 im Mittenbereich der Stützschicht aus einem Stahl der Sorte C22 oder ähnlich bestand. Aufgrund der unterschiedlichen Spannung, das heißt dem unterschiedlichen Eigenspannungsverlauf dieser beiden Stahlsorten konnte beim Einpressvorgang der Gleitlagerhalbschalen 1 in die Lageraufnahme eine genügend hohe Spannung aufgebaut werden. Dieses Gleitlager 1 wurde mit einem Gleitlager aus dem Stand der Technik mit nur einem Segment, also durchgehender Stütz-schicht 3 verglichen. Es wurden dabei Versuche durchgeführt mit zunehmender Last bis die Gleitlagerhalbschalen anfingen mitzudrehen. Es zeigte sich dabei, dass die erfindungsgemäßen Gleitlager nach 5000 Stunden Laufzeit deutlich geringere Frettingspuren aufwiesen. Zudem zeigte sich, dass diese Lager eine Last aufnehmen können, die deutlich größer ist, bevor sich die Gleitlagerhalbschalen mitdrehen.To avoid fretting on the back 13 of the plain bearing 1, the support layer 3 was made of two different steels, by the two outer segments 5 of N2010 / 09100 * · »ι * * * * p PP ··· · ···» * » ················································································································································································································································ duration. Due to the different voltage, that is, the different residual stress curve of these two steel grades, a sufficiently high voltage could be built up during the press-fitting process of the plain bearing half shells 1 in the bearing receptacle. This plain bearing 1 was compared with a plain bearing of the prior art with only one segment, ie continuous support layer 3. Experiments were carried out with increasing load until the plain bearing half shells started to spin. It was found that the plain bearings according to the invention had significantly lower fretting traces after a running time of 5000 hours. In addition, it was found that these bearings can take a load that is significantly larger before the plain bearing half shells rotate.
Es wurden also bei diesem Beispiel die höher festeren Stahlstücke im Bereich der Trennbereiche der zusammenwirkenden Gleitlagerhalbschalen angebracht, wo im Einbauzustand die größten Spannungen auftreten.Thus, in this example, the higher-strength steel pieces were installed in the region of the separating regions of the interacting plain bearing half-shells, where the greatest stresses occur in the installed state.
Bei Lagern mit umfangsmäßigen Bereichen mit Fretting kann ein derartiges höher festeres Segment auch in diesem Bereich eingesetzt werden. Das Gleiche gilt für kavitationskritische Stellen des Lagers, insbesondere Bereiche mit Öllöchern.For bearings with circumferential areas with fretting, such a higher-strength segment can also be used in this area. The same applies to cavitation-critical areas of the camp, in particular areas with oil holes.
Beispiel 5:Example 5:
Da die chemischen und vor allem die physikalischen Beschichtungsverfahren von größeren Lagern derzeit in der Serienfertigung unwirtschaftlich ist, da die konzipierten Anlagen nicht die passende Größe haben, respektive der Bau spezieller Anlagen für größere Gleitlager 1 aufgrund des geringeren Stückzahlbedarfs unökonomisch ist, wurden Halbschalen 2 durch Gleitlager 1 hergestellt, die aus Segmenten 5 des Aufbaus Stahl/Bleibronze in den Randbereichen der Halbschale 2 und aus einem Segment 5 des Aufbaus Stahl/AIZn5 im Scheitelbereich der Halbschale 2 bestanden. Zusätzlich wurde auf die Segmente auf die Gleitschichten 4 eine Gleitlackschicht auf Polyamidimidbasis mit Graphit und MoS2als Festschmierstoffe aufgebracht. Diese Halbschalen 2 zeigten sowohl hinsichtlich der Belastbarkeit als auch hinsichtlich der Frettingneigung sehr gute Ergebnisse. N2010/09100 -28- • « • · ·Since the chemical and especially the physical coating process of larger bearings is currently uneconomic in mass production because the designed systems do not have the right size, respectively, the construction of special systems for larger plain bearings 1 is uneconomical due to the lower number of pieces, half shells were 2 by plain bearings 1, which consisted of segments 5 of the structure steel / lead bronze in the edge regions of the half shell 2 and of a segment 5 of the structure steel / AIZn5 in the apex region of the half shell 2. In addition, a polyamideimide-based antifriction coating with graphite and MoS 2 was applied to the segments on the sliding layers 4 as solid lubricants. These shells 2 showed very good results both in terms of resilience and in terms of fretting tendency. N2010 / 09100 -28- • «• · ·
Beispiel 6:Example 6:
Das Beispiel 5 wurde wiederholt, wobei für die Randsegmente ein Aufbau Stahl/Bleibronze/Nickel/Gleitlack und für das Scheitelsegment ein Aufbau Stahl/ Ai-Bi11CuO,5NiO,5 Sputterschicht gewählt wurde. Die Ergebnisse des Beispiels 5 konnten damit noch verbessert werden.Example 5 was repeated, wherein for the edge segments a structure steel / lead bronze / nickel / bonded coating and for the apex segment a structure steel / Ai-Bi11CuO, 5NiO, 5 sputtered layer was selected. The results of Example 5 could thus be improved.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Gleitlagers 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variati-onsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.The embodiments show possible embodiments of the sliding bearing 1, wherein it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but rather various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this Variati onsmöglichkeit due to the teaching of technical Acting by objective invention in the skill of those working in this technical field is the expert.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Gleitlagers 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. N2010/09100 ·*·· v « Μ * * **·« · ι t · » * I * * » ν · * » i ϊ « t * · * ** » * · · i ft**· 9For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the design of the slide bearing 1, this or its components have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size. N2010 / 09100 ··························································································································································································································
BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS
Gleitlager Halbschale Stützschicht Gleitschicht Segment Verbindungsbereich Oberfläche Segment Verbindungsbereich Umfangsrichtung Schicht Rücken Antifrettingsschicht Richtung Stirnfläche Stirnfläche Lagermetallschicht Lauffläche Einlaufschicht Gleitlagerstirnfläche Gleitlagerstirnfläche Mitten bereich Gesamtschichtdicke Randbereich Rand bereich Mitten bereich Halbfertigfabrikat Nut Stirnfläche Stirnfläche Abschrägung Abschrägung Neigungswinkel N2010/09100Sliding bearing Half shell Support layer Sliding layer Segment Bonding area Surface Segment Bonding area Circumferential direction Back layer Anti-scratching layer Direction Face Face surface bearing metal layer Running surface Intake layer Slide bearing face Sliding bearing end face Center area Total layer thickness Border area Border area Center area Semi-finished product Groove Face Face Face Bevel Bevel Tilt angle N2010 / 09100
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Cited By (7)
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