DE102006028860B4 - plain bearing lining - Google Patents

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Abstract

Gleitlagerbeschichtung, mit einer Matrix, in die Lagerwerkstoffpartikel eingelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbeschichtung (3) verschiedene Bereiche (5, 6) mit verschiedenen Lagerwerkstoffpartikeln und epilamisierte Bereiche (4) aufweist.Plain bearing coating, with a matrix, are embedded in the bearing material particles, characterized in that the sliding bearing coating (3) different areas (5, 6) with different bearing material particles and epilated areas (4).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitlagerbeschichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Sie ist beispielsweise für ein Wellengleitlager, eine Schiebeführung, wie sie u. a. im Werkzeugmaschinenbau vorkommt, oder eine Oberfläche, auf der Gegenstände mit geringer Reibung verschiebbar sein sollen, gedacht. Die Aufzählung ist nicht abschließend.The The invention relates to a plain bearing coating with the features of the preamble of claim 1. It is for example for a shaft plain bearing, a sliding guide, as you u. a. occurs in machine tool manufacturing, or a surface on of the objects thought to be displaceable with low friction. The list is not finally.

Reibungsmindernde Beschichtungen beispielsweise aus Kunststoff sind bekannt. In den Kunststoff, beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen), der ein Lagerwerkstoff ist, können Grafitpartikel oder sonstige Lagerwerkstoffpartikel eingelagert sein, um die Lagereigenschaften zu verbessern. Dabei bildet der Kunststoff, also beispielsweise das PTFE, eine Matrix, in die Lagerwerkstoffpartikel, beispielsweise Grafit, eingelagert sind. Beispielhaft wird auf die Patentschriften DE 39 39 704 C2 und US 2,971,248 verwiesen.Friction-reducing coatings, for example made of plastic are known. In the plastic, such as PTFE (polytetrafluoroethylene), which is a bearing material, graphite particles or other bearing material particles may be incorporated to improve the storage properties. In this case, the plastic, so for example, the PTFE, a matrix in which bearing material particles, such as graphite, are embedded. Exemplary is the patents DE 39 39 704 C2 and US 2,971,248 directed.

DE 39 39 704 C2 beschreibt einen Zweischichtverbundwerkstoff mit metallener Gleitschicht, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, und einer auf der Oberfläche der Gleitschicht angebrachten Anpassungsschicht. Die Anpassungsschicht ist eine filmartig dünne Beschichtung aus einem Gleitlack, in den spezielle Füllstoffe zur Verbesserung der Gleiteigenschaften eingelagert sind. Der Gleitlack besteht aus lösbaren Polymer, zum Beispiel Epoxidharz, mit einer Füllung aus pulverförmigem Festschmierstoff, insbesondere PTFE und/oder flouriertem Graphit und/oder Molybdändisulfid. Zur Herstellung der Anpassungsschicht wird eine entsprechende Lackdispersion unter Bildung eines homogenen Films auf die Oberfläche der metallenen Gleitschicht aufgesprüht, wobei durch sofortiges anschließendes Trocknen bzw. Vorbenetzen des Polymers eine Dickenreduzierung unter teilweiser Verfestigung der Lackmatrix vorgenommen wird. Dabei werden fleckenartige örtliche Verdichtungen mit Anhäufungen von dispergierten Füllstoffteilchen in der Beschichtung ausgebildet, wobei die Anhäufungen eine unterschiedliche Höhe, Ausdehnung und Kontur aufweisen. Der so gebildete inhomogene Film wird unter Ausbildung von unregelmäßig verteilten fleckenartigen Verdickungen in die Oberfläche der metallenen Gleitschicht eingebrannt. DE 39 39 704 C2 describes a two-layer composite material with a metal sliding layer, preferably of an aluminum alloy, and a matching layer applied on the surface of the sliding layer. The conforming layer is a film-like thin coating of a bonded coating, in which special fillers are incorporated to improve the sliding properties. The bonded coating consists of a releasable polymer, for example epoxy resin, with a filling of pulverulent solid lubricant, in particular PTFE and / or fluorinated graphite and / or molybdenum disulfide. To produce the matching layer, a corresponding paint dispersion is sprayed onto the surface of the metal sliding layer to form a homogeneous film, a reduction in thickness with partial solidification of the paint matrix being carried out by immediate subsequent drying or pre-wetting of the polymer. In this case, spot-like local densities are formed with accumulations of dispersed filler particles in the coating, wherein the accumulations have a different height, extension and contour. The thus formed inhomogeneous film is baked into the surface of the metal sliding layer to form irregularly distributed stain-like thickenings.

US 2,971,248 offenbart eine Gleitlagerbeschichtung für eine Lagerschale mit einer Gleitschicht aus einem mit hohem Druck belastbaren Material, zum Beispiel einer Aluminiumlegierung, die längliche Vertiefungen aufweist, in die zur Verbesserung der Gleiteigenschaft Weißmetall, ein weicheres, schmierendes Material, eingebracht ist. Die regelmäßig angeordneten Vertiefungen, die eine gleiche Form aufweisen, sind mit Weißmetalllegierungen unterschiedlicher Zusammensetzung gefüllt, die die Gleiteigenschaften der Gleitschicht verbessern. US 2,971,248 discloses a sliding bearing liner for a bearing shell having a sliding layer of a high pressure loadable material, for example an aluminum alloy, having elongated recesses into which is incorporated a whitemetal, a softer, lubricious material for improving the sliding property. The regularly arranged recesses, which have the same shape, are filled with white metal alloys of different composition, which improve the sliding properties of the sliding layer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Gleitlagerbeschichtung mit verbessernden Gleiteigenschaften vorzuschlagen, bei der die in der Matrix eingebetteten Lagerwerkstoffpartikel gegen Übertreten von Öl geschützt sind.task The invention is to provide such a sliding bearing coating to propose improving sliding properties, in which the in the Matrix embedded bearing material particles against transgressions of oil protected are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Gleitlagerbeschichtung ist in verschiedene Bereiche aufgeteilt, in denen verschiedene Lagerwerkstoffpartikel in eine Matrix eingelagert sind. Der Matrixwerkstoff kann in den verschiedenen Bereichen der gleiche sein, es können verschiedene Bereiche auch verschiedene Matrixwerkstoffe aufweisen. Ein Bereich der Gleitlagerbeschichtung kann Partikel aus einem einzigen oder auch aus verschiedenen Lagerwerkstoffen aufweisen. Andere Bereiche der Gleitlagerbeschichtung weisen wie gesagt Partikel aus zumindest zum Teil anderen Lagerwerkstoffen auf. Die Gleitlagerbeschichtung kann zwei oder mehr verschiedene Bereiche aufweisen, die sich durch die Lagerwerkstoffe der eingelagerten Partikel unterscheiden. Es ist vorgesehen, jedoch nicht zwingend, dass die Gleitlagerbeschichtung jeweils mehrere gleichartige Bereiche aufweist, wobei gleichartig bedeutet, dass sie den oder die gleichen Lagerwerkstoffpartikel aufweisen. Die verschiedenen Bereiche der Gleitlagerbeschichtung sind in geeigneter Weise verteilt angeordnet.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved. The slide bearing coating according to the invention is divided into different areas where different bearing material particles embedded in a matrix. The matrix material can in the different areas may be the same, there may be different areas also have different matrix materials. An area of plain bearing coating can produce particles from a single or even different bearing materials exhibit. Other areas of sliding bearing coating have as said particles from at least partly other bearing materials on. The plain bearing coating can be two or more different Have areas that are embedded by the bearing materials of the Differentiate particles. It is intended, but not mandatory, to that the plain bearing coating each have several similar areas which means that they are the same or the same Have bearing material particles. The different areas of the Plain bearing coating are arranged distributed in a suitable manner.

Außerdem weist die erfindungsgemäße Gleitlagerbeschichtung epilamisierte Bereiche auf. Durch die Epilamisierung sind diese Bereiche oleophob. Es können Bereiche der Gleitlagerbeschichtung, die die Lagerwerkstoffpartikel aufweisen, zum Schutz gegen Öl epilamisiert sein. Damit wird vermieden, dass die Lagerwerkstoffpartikel mit Öl in Berührung kommen und eine Paste bilden. Das Öl kann aus einer Umgebung des beschichtenden Lagers stammen. Auch können die epilamisierten Bereiche als Grenze, d. h. als „(Öl)Sperre” ausgeführt sein, d. h. sie umgrenzen Lagerwerkstoffpartikel aufweisende Bereiche der Gleitlagerbeschichtung oder sie grenzen die Gleitlagerbeschichtung nach außen ab. Auch dadurch wird vermieden, dass Lagerwerkstoffpartikel mit Öl in Berührung kommen. Mit einer oder mehreren derartigen, epilamisierten Grenzen kann nicht nur von außen kommendes Öl von der Gleitlagerbeschichtung abgehalten werden, sondern es ist auch denkbar, Öl aufweisende Bereiche innerhalb der Gleitlagerbeschichtung zu bilden und von anderen Bereichen der Gleitlagerbeschichtung gegen Übertreten von Öl abzugrenzen.In addition, points the sliding bearing coating according to the invention epilated areas. By epilamization these are Areas oleophobic. It can Areas of the sliding bearing coating that the bearing material particles have, for protection against oil be epilated. This avoids that the bearing material particles with oil in touch come and make a paste. The oil may come from an environment of coating bearing come. Also, the epilated areas may be considered Border, d. H. be executed as "(oil) lock" d. H. they define areas containing bearing material particles the sliding bearing coating or they border the plain bearing coating outward from. This also avoids that bearing material particles come into contact with oil. With one or more such epilamized borders can not only from the outside coming oil be prevented from sliding bearing coating, but it is too conceivable, oil forming areas within the sliding bearing coating and from other areas of sliding bearing coating against infringement of oil delineate.

Die Erfindung ermöglicht ein getrenntes Anordnen von Partikeln aus verschiedenen Lagerwerkstoffen, die sich ansonsten gegenseitig beeinflussen oder beeinträchtigen. So haben beispielsweise Grafit und Molybdändisulfid ein sich gegenseitig störendes Benetzungsverhalten. Sind sie gemeinsam in einer Matrix enthalten, kommt es zu einer Inhomogenität. Eine für beide Festschmierstoffe gleich gut geeignete Matrix ist nicht bekannt. Weiter bildet Molybdändisulfid in Gegenwart von Wasser oder Wasserdampf bei hoher (Gleitlager-)Temperatur eine Molybdänsäure, die die tribologische Wirkung von Grafit verschlechtert oder aufhebt. Mit der Erfindung können Partikel dieser Stoffe getrennt voneinander in verschiedenen Bereichen in einer Matrix der Gleitlagerbeschichtung eingelagert sein, so dass die verschiedenen Stoffe nicht miteinander reagieren. Eine dem jeweiligen Festschmierstoff angepasste Matrix kann so eingestellt werden, dass entstehende Reaktionsprodukte passiviert werden oder unschädlich bleiben. Mit der Erfindung lassen sich gewünschte Lagereigenschaften von Lagerwerkstoffen wie Reibungs- und Verschleißminderung in einem Lager vereinigen ohne dass sich die verschiedenen Lagerwerkstoffpartikel gegenseitige beeinflussen oder beeinträchtigen. Die erfindungsgemäße Gleitlagerbeschichtung kann beispielsweise Bereiche mit Grafitpartikeln zur Verschleißminderung und andere Bereiche mit PTFE-Partikeln zur Reibungsminderung aufweisen. Weitere Lagerwerkstoffpartikel sind feinstverteilte Metall- bzw. Weichmetallpartikel aus beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Bronze, Keramikpartikel oder andere organische oder anorganische Partikel.The invention enables a separate arrangement of particles of different bearing materials, which otherwise influence or affect each other. For example, graphite and molybdenum disulfide a mutually disturbing wetting behavior. If they are contained together in a matrix, there is an inhomogeneity. A matrix equally suitable for both solid lubricants is not known. Further, in the presence of water or steam, molybdenum disulfide forms a molybdic acid at high (plain bearing) temperature, which deteriorates or abolishes the tribological effect of graphite. With the invention, particles of these substances can be stored separately in different areas in a matrix of the plain bearing coating, so that the different substances do not react with each other. A matrix adapted to the respective solid lubricant can be adjusted such that resulting reaction products are passivated or remain harmless. With the invention, desired bearing properties of bearing materials such as friction and wear reduction can be combined in one bearing without the mutual influence or influence of the different bearing material particles. The sliding bearing coating according to the invention can have, for example, areas with graphite particles for reducing wear and other areas with PTFE particles for reducing friction. Further bearing material particles are finely divided metal or soft metal particles of, for example, aluminum, copper or bronze, ceramic particles or other organic or inorganic particles.

Als Matrix einer, mehrerer oder aller Bereiche der Gleitlagerbeschichtung sieht eine Ausgestaltung der Erfindung ein Epoxidharz vor.When Matrix one, several or all areas of the sliding bearing coating An embodiment of the invention provides an epoxy resin.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht epilamisierte Bereiche vor, die als Grenze ausgeführt sind, d. h. sie umgrenzen die Lagerwerkstoffpartikel aufweisende Bereiche der Gleitlagerbeschichtung oder sie grenzen die Gleitlagerbeschichtung nach außen ab. Auch dadurch wird vermieden, dass Lagerwerkstoffpartikel mit Öl in Berührung kommen. Mit einer oder mehreren derartigen, epilamisierten Grenzen wird von außen kommendes Öl sowie Öl von etwaigen Öl aufweisenden Bereichen innerhalb der Gleitlagerbeschichtung von den Bereichen mit den Lagerwerkstoffpartikeln abgehalten.A Embodiment of the invention provides epilated areas that run as a border, d. H. they define the bearing material particles having areas the sliding bearing coating or they border the plain bearing coating outward from. This also avoids that bearing material particles come into contact with oil. With one or more such epilated borders from the outside coming oil as well as oil from any oil having areas within the sliding bearing coating of the areas with the bearing material particles held.

Eine geeignete Anordnung der Bereiche der erfindungsgemäßen Gleitlagerbeschichtung ist eine Art Fischgrätmuster. Weitere erfindungsgemäß mögliche Anordnungen sind Schachbrettmuster, Rautenmuster, Ringe oder Streifen.A suitable arrangement of the areas of the sliding bearing coating according to the invention is a kind of herringbone pattern. Further inventively possible arrangements are checkerboard patterns, diamond patterns, rings or stripes.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Bereiche der Gleitlagerbeschichtung aufzudrucken, beispielsweise im Siebdruck. Die ver schiedenen Bereiche können nacheinander aufgedruckt werden, die verschiedenen Lagerwerkstoffpartikel können dadurch problemlos getrennt voneinander gehalten werden.A Embodiment of the invention provides, the areas of the sliding bearing coating imprint, for example by screen printing. The different areas can printed consecutively, the different bearing material particles can be kept separate from each other easily.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Welle mit einer Gleitlagerbeschichtung gemäß der Erfindung.The Invention will now be described with reference to a drawing embodiment explained in more detail. The single figure shows a shaft with a sliding bearing coating according to the invention.

Die in der Zeichnung dargestellte Welle 1 weist einen axialen Abschnitt auf, der einen Lagerabschnitt 2 bildet. Im Lagerabschnitt 2 ist die Welle 1 umlaufend mit einer Gleitlagerbeschichtung 3 gemäß der Erfindung bedruckt. Die Gleitlagerbeschichtung 3 ist in einem Siebdruckverfahren auf die Welle 1 gedruckt. In axialer Richtung ist die Gleitlagerbeschichtung 3 durch umlaufende, epilamisierte Bereiche 4 begrenzt. Die epilamisierten Bereiche 4 sind umlaufende Streifen mit einer Breite von beispielsweise etwa 1 mm bis mehrere mm Breite. Durch die Epilamisierung sind die Bereiche 4 ölabstoßend, sie bilden Sperren gegen von außen kommendes Öl. Sie verhindern oder jedenfalls erschweren, dass Öl in einen Lagerspalt zwischen der Welle 1 und einer nicht dargestellten Lagerbohrung eindringt und an die Gleitlagerbeschichtung 3 gelangt.The shaft shown in the drawing 1 has an axial portion which has a bearing portion 2 forms. In the warehouse section 2 is the wave 1 encircling with a plain bearing coating 3 printed according to the invention. The sliding bearing coating 3 is in a screen printing process on the shaft 1 printed. In the axial direction is the sliding bearing coating 3 by surrounding, epilamized areas 4 limited. The epilated areas 4 are circumferential strips having a width of, for example, about 1 mm to several mm wide. By epilamization are the areas 4 oil repellent, they form barriers against oil coming from outside. They prevent or at least complicate that oil in a bearing gap between the shaft 1 and a bearing bore, not shown, penetrates and to the sliding bearing coating 3 arrives.

Zwischen den epilamisierten Bereichen 4 weist die Gleitlagerbeschichtung 3 verschiedene Bereiche 5, 6 auf, die im Ausführungsbeispiel nach Art eines Fischgrätmusters auf die Welle 1 gedruckt sind. Der Aufdruck in Form eines Fischgrätmusters ist nicht zwingend, die verschiedenen Bereiche 5, 6 können auch in anderer Weise angeordnet sein. Die verschiedenen Bereiche 5, 6 der Gleitlagerbeschichtung 3 weisen verschiedene Gleitlagewerkstoffpartikel auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen Bereiche 5 PTFE-Partikel (Polytetrafluorethylenpartikel) als Lagerwerkstoffpartikel auf und andere Bereiche 6 weisen Grafitpartikel als Lagerwerkstoffpartikel auf. Es können auch andere Lagerwerkstoffpartikel wie beispielsweise Molybdändisulfidpartikel oder Leichtmetallpartikel beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Bronze als Lagerwerkstoffpartikel verwendet sein. Es können auch mehr als zwei verschiedene Bereiche 5, 6 mit Partikeln aus mehr als zwei verschiedenen Lagerwerkstoffen vorhanden sein. Die verschiedenen Bereiche 5, 6 wechseln einander ab. Durch die erfindungsgemäße Gleitlagerbeschichtung 3 sind die Partikel aus verschiedenen Lagerwerkstoffen voneinander getrennt und beeinflussen, insbesondere beeinträchtigen einander nicht. Als Matrix, in die die Lagerwerkstoffpartikel eingelagert sind, weist die Gleitlagerbeschichtung 3 ein Epoxidharz auf.Between the epilated areas 4 has the plain bearing coating 3 different areas 5 . 6 on, in the embodiment in the manner of a herringbone pattern on the shaft 1 are printed. The imprint in the form of a herringbone pattern is not mandatory, the different areas 5 . 6 can also be arranged in other ways. The different areas 5 . 6 the sliding bearing coating 3 have different Gleitlagewerkstoffpartikel on. In the illustrated embodiment have areas 5 PTFE particles (polytetrafluoroethylene particles) as bearing material particles on and other areas 6 have graphite particles as bearing material particles. Other bearing material particles, such as, for example, molybdenum disulfide particles or light metal particles, for example of aluminum, copper, bronze, may also be used as bearing material particles. It can also have more than two different areas 5 . 6 be present with particles of more than two different bearing materials. The different areas 5 . 6 alternate each other. By the sliding bearing coating according to the invention 3 the particles of different bearing materials are separated from each other and influence, in particular do not affect each other. As a matrix, in which the bearing material particles are embedded, has the plain bearing coating 3 an epoxy resin.

Claims (7)

Gleitlagerbeschichtung, mit einer Matrix, in die Lagerwerkstoffpartikel eingelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbeschichtung (3) verschiedene Bereiche (5, 6) mit verschiedenen Lagerwerkstoffpartikeln und epilamisierte Bereiche (4) aufweist.Plain bearing coating, with a matrix, are embedded in the bearing material particles, characterized in that the plain bearing coating ( 3 ) different areas ( 5 . 6 ) with different bearing material particles and epilamized areas ( 4 ) having. Gleitlagerbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbeschichtung (3) Bereiche (5, 6) mit PTFE- und/oder Molybdändisulfid-Partikeln als Lagerwerkstoffpartikel und andere Bereiche (5, 6) mit Leichtmetall- oder Bronzepartikeln und/oder Grafitpartikeln als andere Lagerwerkstoffpartikel aufweist.Plain bearing coating according to claim 1, characterized in that the plain bearing coating ( 3 ) Areas ( 5 . 6 ) with PTFE and / or molybdenum disulfide particles as bearing material particles and other areas ( 5 . 6 ) with light metal or bronze particles and / or graphite particles as other bearing material particles. Gleitlagerbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix ein Epoxidharz aufweist.Plain bearing coating according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the matrix comprises an epoxy resin. Gleitlagerbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbeschichtung (3) eine epilamisierte Grenze (4) aufweist.Plain bearing coating according to claim 1, characterized in that the plain bearing coating ( 3 ) an epilamized boundary ( 4 ) having. Gleitlagerbeschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (5, 6) der Gleitlagerbeschichtung (3) nach Art eines Fischgrätmusters angeordnet sind.Plain bearing coating according to one of the preceding claims, characterized in that the regions ( 5 . 6 ) of the plain bearing coating ( 3 ) are arranged in the manner of a herringbone pattern. Gleitlagerbeschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Gleitlagerbeschichtung (3) aufgedruckt sind.Plain bearing coating according to one of the preceding claims, characterized in that the regions of the plain bearing coating ( 3 ) are printed. Gleitlagerbeschichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbeschichtung (3) durch Siebdruck hergestellt ist.Plain bearing coating according to claim 7, characterized in that the plain bearing coating ( 3 ) is produced by screen printing.
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