DE102008027698A1 - Sliding bearing component for use as e.g. sliding bearing shell, in axial piston machine of industrial truck, has attached bearing layer provided with sliding layer, which exhibits material from graphite bronze - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitlagerbauteil mit einer aufgebrachten Lagerschicht sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht auf ein Gleitlagerbauteil.The The invention relates to a sliding bearing component with an applied Bearing layer and a method for applying a bearing layer on a sliding bearing component.
Derartige Gleitlagerbauteile sind üblicherweise als Verbundwerkstoffe ausgebildet, bei denen eine Lagerschicht, die insbesondere aus einem Lagermetall besteht, auf einen Grundkörper aufgebracht wird. Die Lagerschicht bestimmt hierbei im Wesentlichen die Eigenschaften des Gleitlagerbauteils hinsichtlich der Belastbarkeit, der Verschleißbeständigkeit und der Gleitgeschwindigkeiten. Hierbei spielen eine Reihe von Werkstoffeigenschaften der Lagerschicht eine Rolle, beispielsweise Reibung, Einlaufverhalten, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, chemische Eigenschaften und chemische Stabilität, Bearbeitbarkeit und Verformbarkeit. Diese Werkstoffeigenschaften der Lagerschicht werden durch den Herstellungsprozess der Lagerschicht beeinflusst. Bislang werden solche Lagerschichten mittels Lötverfahren auf dem Grundkörper aufgebracht. Dieses Verfahren ist jedoch bedingt durch die separate Herstellung und Bearbeitung der Lagerschicht und des Grundkörpers sowie durch das Lötverfahren zum Verbinden des Grundkörpers mit der Lagerschicht sehr aufwändig und kostenintensiv. Zudem ist es bereits bekannt, die Lagerschicht auf den Grundkörper mittels Sintertechnik oder Gießtechnik aufzubringen. Darüberhinaus werden Lagermetalle auf den Grundkörper zur Herstellung einer Gleitlageroberfläche mittels Hochgeschwindigkeitsflammspritzen aufgebracht.such Slide bearing components are usually composite materials formed, in which a bearing layer, in particular from a Warehouse metal is applied to a base body becomes. The bearing layer essentially determines the properties of the sliding bearing component in terms of load capacity, wear resistance and the sliding speeds. Here are a number of material properties the bearing layer has a role, for example friction, running-in behavior, Thermal conductivity, electrical conductivity, chemical properties and chemical stability, machinability and deformability. These material properties of the bearing layer are influenced by the manufacturing process of the bearing layer. So far, such storage layers by means of soldering Applied to the body. This procedure is however due to the separate production and processing of the bearing layer and the body as well as by the soldering process for connecting the main body with the bearing layer very expensive and expensive. In addition, it is already known the bearing layer on the body by means of sintering technology or casting technique to apply. Beyond that Bearing metals on the base body for producing a Slide bearing surface by means of high-speed flame spraying applied.
In hydrostatischen Verdrängereinheiten, insbesondere hydraulischen Axialkolbenmaschinen, also Axialkolbenmotoren und -pumpen, wie sie beispielsweise für hydraulische Antriebe in Flurförderzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen zum Einsatz kommen, werden als Lagerschichten für die Gleitlagerbauteile, insbesondere für Gleitlagerschalen, Gleitschuhe, Buchsen und Steuerscheiben, verschiedene Werkstoffe wie Stahl, Gusseisen, Messing und Blei-Bronze verwendet.In hydrostatic displacement units, in particular hydraulic Axial piston machines, so axial piston motors and pumps, as they For example, for hydraulic drives in industrial trucks and mobile machines are used as storage layers for the sliding bearing components, in particular for plain bearing shells, sliding shoes, Bushings and control discs, various materials such as steel, cast iron, Brass and lead bronze used.
Die Blei-Bronze eignet sich in diesem Belastungsfall besonders gut aufgrund der sehr guten Gleiteigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und ausreichender Festigkeit. Die Gleiteigenschaften ergeben sich aus eingelagerten Blei-Einschlüssen im Zinn-Kupfer-Grundwerkstoff der Blei-Bronze. Diese Blei-Einschlüsse dienen als Festschmierstoff.The Lead-bronze is particularly well suited in this load case the very good sliding properties, corrosion resistance and sufficient strength. The sliding properties arise from embedded lead inclusions in the tin-copper base material the lead bronze. These lead inclusions serve as solid lubricant.
Hergestellt werden Lagerschichten aus Blei-Bronze üblicherweise durch Aufgießen oder Aufsintern auf das Gleitlagerbauteil. Als Gleitlagerbauteil dient meist ein Stahlkorpus, z. B. ein Zylinderblock. Dadurch entsteht ein fester Verbund zwischen Blei-Bronze und Stahl.Produced Bearing stock layers are usually by Pour or sinter onto the slide bearing component. When Sliding bearing component is usually a steel body, z. B. a cylinder block. Thereby creates a solid bond between lead-bronze and steel.
Der Einsatz von Blei als Festschmierstoff wird aus Umweltschutzgründen und Kostengründen zunehmend als problematisch angesehen. Daher ist ein Ersatz von Blei durch einen anderen Festschmierstoff wünschenswert. Alternative Festschmierstoffe dürfen allerdings hinsichtlich Gleiteigenschaften und Belastbarkeit keine wesentlichen Nachteile aufweisen.Of the Use of lead as a solid lubricant is for environmental reasons and cost reasons increasingly considered problematic. Therefore, a replacement of lead by another solid lubricant desirable. Alternative solid lubricants may however, in terms of sliding properties and resilience none have significant disadvantages.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlagerbauteil mit aufgebrachter Lagerschicht und ein Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht auf das Gleitlagerbauteil so auszugestalten, dass auf den Einsatz von Blei als Festschmierstoff verzichtet werden kann und dennoch Gleiteigenschaften und Belastbarkeit der Lagerschicht gewährleistet werden.Of the The present invention is based on the object, a sliding bearing component with applied bearing layer and a method of application a bearing layer on the sliding bearing component in such a way that it dispenses with the use of lead as a solid lubricant can and still sliding properties and resilience of the bearing layer be guaranteed.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Gleitlagerbauteil dadurch gelöst, dass die Lagerschicht mindestens eine Gleitschicht umfasst, die einen Werkstoff aus Graphit-Bronze aufweist.The Object is according to the invention in the sliding bearing component achieved in that the bearing layer at least one sliding layer comprising a material of graphite bronze.
Durch den Einsatz von Graphit-Bronze anstelle von Blei-Bronze kann das umweltschädliche Blei durch Graphit als Festschmierstoff ersetzt werden, ohne die Gleiteigenschaften und die Belastbarkeit der Lagerschicht zu verschlechtern.By the use of graphite bronze instead of lead bronze can environmentally harmful lead by graphite as a solid lubricant be replaced, without the sliding properties and resilience of the storage layer to deteriorate.
Die Gleitschicht weist dabei zweckmäßigerweise einen Zinn-Kupfer-Grundwerkstoff mit darin eingelagerten Graphit-Einschlüssen auf.The Sliding layer expediently has a Tin-copper base material with incorporated graphite inclusions on.
Besonders günstige Voraussetzungen bezüglich Gleiteigenschaften und Belastbarkeit sind gegeben, wenn die Gleitschicht einen Anteil an Zinn von circa 6 bis circa 14, bevorzugt von circa 8 bis circa 12 Gewichtsprozent, einen Anteil an Graphit von circa 0,3 bis circa 3, vorzugsweise von circa 0,5 bis circa 2 Gewichtsprozent und einen Restanteil an Kupfer aufweist.Especially favorable conditions with regard to gliding properties and resilience are given when the sliding layer takes a share to tin from about 6 to about 14, preferably from about 8 to about 12 weight percent, a proportion of graphite of about 0.3 to about 3, preferably from about 0.5 to about 2 weight percent and a Residual amount of copper has.
Beim Auftragen der Lagerschicht auf das insbesondere einen Stahlkorpus umfassende Gleitlagerbauteil mittels Aufgieß- oder Sinterverfahren kann sich das Problem stellen, dass der Graphitanteil ein sicheres Anhaften der Bronze auf dem Stahlkorpus beeinträchtigt. Darüberhinaus kann die Festigkeit der Bronze durch diese Zusätze herabgesetzt sein. Daher ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Lagerschicht aus mindestens zwei Schichten besteht, wobei eine dem Gleitlagerbauteil zugewandte Schicht als Haftschicht ausgebildet ist, die kein Graphit enthält, während eine dem Gleitlagerbauteil abgewandte Schicht als Gleitschicht ausgebildet ist, die Graphit als Festschmierstoff enthält.At the Applying the bearing layer on the particular a steel body comprehensive sliding bearing component by pouring or sintering process The problem may arise that the graphite component is a safe one Adherence of the bronze impacted on the steel body. In addition, the strength of the bronze through this Be reduced additives. Therefore, according to a particularly preferred embodiment of the invention, that the bearing layer consists of at least two layers, wherein a layer facing the sliding bearing component formed as an adhesive layer is that contains no graphite while a the Sliding bearing component layer facing away formed as a sliding layer is that contains graphite as a solid lubricant.
Ein anderes Problem kann dadurch auftreten, dass sich die Graphit-Bronze aufgrund der Unlöslichkeit von Graphit in Kupfer gießtechnisch nicht oder nur mit großem Aufwand herstellen lässt. Das Aufgießverfahren ist daher auf Graphit-Bronze nicht ohne weiteres anwendbar. Zur Vermeidung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass die Lagerschicht eine mittels Drucksinterung aufgebrachte Schicht ist.One Another problem can occur when the graphite bronze due to the insolubility of graphite in copper by casting not or can be produced only with great effort. The infusion process is therefore not without graphite bronze further applicable. To avoid this problem it is proposed the bearing layer is a layer applied by means of pressure sintering is.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht auf ein Gleitlagerbauteil.The The invention further relates to a method for applying a bearing layer on a sliding bearing component.
Verfahrensseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Lagerschicht aufgebracht wird, die mindestens eine Gleitschicht umfasst, die einen Werkstoff aus Graphit-Bronze aufweist.the method, the object is achieved in that a bearing layer is applied, which comprises at least one sliding layer, the one Made of graphite bronze.
Bevorzugt wird die Lagerschicht durch Drucksinterung eines Sinterpulvers aufgebracht, wobei eine Sinterpulverschüttung mittels eines druckbeaufschlagten eine Elektrode aufweisenden Pressmittels, insbesondere einer Elektrodenplatte, auf eine Vorderseite des Gleitlagerbauteils gepresst wird und von einem zweiten, auf der Rückseite des Gleitlagerbauteils angeordneten, ebenfalls eine Elektrode aufweisenden, druckbeaufschlagten Pressmittel, insbesondere einer Elektrodenplatte, Gegendruck erzeugt wird und ein direkter Stromdurchgang durch die Sinterpulverschüttung und das Gleitlagerbauteil von der einen zur anderen Elektrode erzeugt wird.Prefers If the bearing layer is applied by pressure sintering of a sintering powder, wherein a sintered powder spill by means of a pressurized an electrode having pressing means, in particular an electrode plate, is pressed on a front side of the sliding bearing component and of a second, on the back of the sliding bearing component arranged, also having an electrode, pressurized Pressing means, in particular an electrode plate, back pressure is generated and a direct passage of current through the sintered powder spill and generates the sliding bearing component from one to the other electrode becomes.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird die Lagerschicht aus mindestens zwei Schichten hergestellt, wobei auf das Gleitlagerbauteil eine Haftschicht aufgebracht wird, die kein Graphit enthält, und auf diese Haftschicht die Gleitschicht aufgebracht wird, die Graphit als Festschmierstoff enthält.According to one Development of the inventive concept is the bearing layer made at least two layers, wherein on the sliding bearing component an adhesive layer is applied that does not contain graphite, and on this adhesive layer, the sliding layer is applied, the Contains graphite as a solid lubricant.
Das
erfindungsgemäße Gleitlagerbauteil und das erfindungsgemäße
Verfahren zum Aufbringen einer Lagerschicht auf das Gleitlagerbauteil
können bei allen mechanischen Apparaten und Maschinen Anwendung
finden, bei denen es darauf ankommt, dass Apparate- oder Maschinenbauteile über
Gleitflächen gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.
Als Beispiel sind hier Laufflächen und Zylinderbohrungen von
Hubkolbenmotoren oder Hubkolbenpumpen zu nennen. Mit besonderem
Vorteil werden erfindungsgemäße Gleitlagerbauteile
in einer hydrostatischen Verdrängermaschine, insbesondere
einer Axialkolbenmaschine, als Gleitlagerschalen und/oder als Gleitschuhe
und/oder als Buchsen und/oder als Kolben und/oder als Steuerspiegel
und/oder als Zylindertrommel verwendet. Aufbau und Funktion der
genannten Gleitlagerbauteile einer Axialkolbenmaschine sind beispielsweise
in der
Mit der Erfindung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt: Es wird eine Möglichkeit geschaffen, ein Gleitlagerbauteil kostengünstig und umweltfreundlich mit einer Lagerschicht zu versehen, die gute Gleiteigenschaften und hohe Belastbarkeit bietet. Dabei kann die Lagerschicht mit bisher üblichen Maschinen hergestellt werden. Es sind lediglich die Pulverzusammensetzung und bestimmte Herstellparameter anzupassen. Außerdem beruht die Zusammensetzung der Lagerschicht auf vergleichsweise kostengünstigen Rohstoffen. Der optionale zweischichtige Aufbau erlaubt es, die Belastbarkeit des Gleitlagerbauteils zu erhöhen beziehungsweise die Lebensdauer zu verlängern. Prinzipiell kann dieser zweischichtige Aufbau auch auf herkömmliche Blei-Bronze-Lagerschichten angewendet werden.With The invention achieves a number of advantages: It becomes a Possibility created, a sliding bearing component cost and environmentally friendly with a bearing layer to provide the good Sliding properties and high resilience offers. It can the Bearing layer made with previously customary machines become. It is only the powder composition and certain Adjust manufacturing parameters. In addition, the composition is based the storage layer on relatively inexpensive raw materials. The optional two-layer construction allows the load capacity of the sliding bearing component to increase or the life to extend. In principle, this two-layer structure also applied to conventional lead-bronze bearing layers become.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigenFurther Advantages and details of the invention will be apparent from the in the schematic figures illustrated embodiments explained in more detail. Show here
Bei
der in
Um
die mechanische Belastbarkeit des Graphit-Bronze-Stahl-Verbundes
zu erhöhen, wird gemäß dem in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: GEIRHOS & WALLER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LINDE HYDRAULICS GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: LINDE MATERIAL HANDLING GMBH, 63743 ASCHAFFENBURG, DE Effective date: 20130820 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE Effective date: 20130820 Representative=s name: GEIRHOS & WALLER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE Effective date: 20130820 |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |