DE102016110858B4 - Gleitlager und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents
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Abstract
Gleitlager (1), mit einem Lagergrundkörper (2) aus einem metallischen Werkstoff, mit einer auf den Lagergrundkörper (2) aufgebrachten Zwischenschicht (3) aus einem metallischen Werkstoff, und mit einer auf die Zwischenschicht (3) aufgebrachten Gleitlagerschicht (4) aus einem nicht-metallischen Werkstoff, wobei die Zwischenschicht (3) eine Anordnung aus Drähten (5) oder ein Lochblech ist, wobei die Anordnung aus Drähten (5) oder das Lochblech Hinterschneidungen (7) ausbildet, und wobei die Gleitlagerschicht (4) eine Schicht aus Poly-Ether-Ether-Keton ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Gleitlager und ein Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers.
- Aus der Praxis bekannte Gleitlager verfügen typischerweise über einen Lagergrundkörper aus einem metallischen Werkstoff, auf den eine Gleitlagerschicht aus einem ebenfalls metallischen Werkstoff entweder unmittelbar oder mittelbar über eine Zwischenschicht aufgebracht ist. Bei aus der Praxis bekannten Gleitlagern ist der Lagergrundkörper typischerweise aus Stahl und die Gleitlagerschicht typischerweise aus Weißmetall oder Bronze gefertigt. Bei aus der Praxis bekannten Gleitlagern wird zur Herstellung derselben ein Weißmetall-Werkstoff oder ein Bronze-Werkstoff auf den Lagergrundkörper oder die auf dem Lagergrundkörper aufgebrachte Zwischenschicht aufgespritzt, um eine gute Haftung der Gleitlagerschicht zu gewährleisten.
- Obwohl aus der Praxis bekannte Gleitlager bereits gute Eigenschaften hinsichtlich gewünschter Gleiteigenschaften sowie einer gewünschten Verschleißfestigkeit aufweisen, besteht Bedarf daran, Gleitlager hinsichtlich ihrer Eigenschaften weiter zu verbessern. Daher werden bereits Versuche unternommen, Gleitlagerschichten aus metallischen Werkstoffen durch Gleitlagerschichten aus einem nichtmetallischen Werkstoff zu ersetzen.
- Dabei besteht jedoch entweder das Problem, dass der nicht-metallische Werkstoff für die Gleitlagerschicht nicht die gewünschten Gleitlagereigenschaften bereitstellt oder das Verfahren zum Herstellen eines solchen Gleitlagers zu aufwendig ist.
- Aus der
DE 698 31 675 T2 ist ein selbstschmierendes Lager mit einem Lagergrundkörper aus einem metallischen Werkstoff, mit einer auf den Lagergrundkörper aufgebrachten Zwischenschicht aus einem metallischen Lochblech und einer auf die Zwischenschicht aufgebrachten Schicht aus Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK) bekannt. - Aus der
EP 1 552 172 B1 ist ein Gleitlager mit einem Drahtgewebe als Verstärkungsmaterial bekannt, auf welches eine Laufschicht aufgebracht ist. - Aus der
DE 11 2010 005 433 T5 ist ein Gleitelement aus einer Basis mit Nuten und einer Harzschicht aus Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK) bekannt, die auf die Basis imprägniert ist. - Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Gleitlager mit verbesserten Eigenschaften und ein Verfahren zum einfachen Herstellen des Gleitlagers zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Gleitlager nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gleitlagers nach Anspruch 7 gelöst.
- Hiernach ist die Zwischenschicht eine Anordnung aus galvanisch beschichteten Drähten, wobei die Anordnung aus Drähten Hinterschneidungen ausbildet, und wobei die Gleitlagerschicht eine Schicht aus Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK) ist. Ein derartiges Gleitlager weist einerseits gute Gleiteigenschaften und andererseits eine hohe Verschleißfestigkeit auf. Ferner kann ein derartiges Gleitlager einfach hergestellt werden.
- Vorzugsweise ist die Zwischenschicht eine Anordnung aus Drähten, wobei die Anordnung aus Drähten vorzugsweise ein Drahtgewebe oder ein Drahtgeflecht oder ein Drahtgewirke ist. Die Anordnung aus Drähten kann Drähte aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen umfassen. Hiermit kann das Anhaften der Gleitlagerschicht aus Poly-Ether-Ether-Keton an der Zwischenschicht besonders vorteilhaft gewährleistet werden. Ferner kann ein derartiges Gleitlager einfach hergestellt werden.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Anordnung aus Drähten auf den Lagergrundkörper aufgeschweißt oder aufgelötet oder aufgeklebt, wobei die Gleitlagerschicht aus Poly-Ether-Ether-Keton auf die Anordnung aus Drähten aufgeschmolzen ist. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Herstellen des Gleitlagers.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
- Dabei zeigt:
-
1 : einen schematisierten Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Gleitlager; und -
2 : einen schematisierten Ausschnitt aus einem anderen Gleitlager. -
1 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gleitlager1 . Dieses erfindungsgemäße Gleitlager1 verfügt über einen Lagergrundkörper2 aus einem metallischen Werkstoff, über eine auf den Lagergrundkörper2 aufgebrachte Zwischenschicht3 aus einem ebenfalls metallischen Werkstoff, sowie über eine auf die Zwischenschicht3 aufgebrachte Gleitlagerschicht4 aus einem nicht-metallischen Werkstoff, nämlich aus Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK). - Bei der Zwischenschicht
3 aus dem metallischen Werkstoff, die auf den Lagergrundkörper2 aus dem metallischen Werkstoff aufgebracht ist, handelt es sich um eine Anordnung aus galvanisch beschichteten Drähten5 (siehe1 ). Die Anordnung aus Drähten5 bildet Hinterschneidungen7 aus. Auf eine solche Zwischenschicht3 mit Hinterschneidungen7 ist die Gleitlagerschicht4 aus Poly-Ether-Ether-Keton aufgebracht, wodurch ein gutes Anhaften der Gleitlagerschicht4 auf der Zwischenschicht3 und so auf dem Lagergrundkörper2 gewährleistet ist. - Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Zwischenschicht
3 durch eine Anordnung aus den Drähten5 bereitgestellt, wobei diese Drähte5 ein Drahtgewebe oder ein Drahtgeflecht6 (siehe1 ) oder ein Drahtgewirke ausbilden. Dabei ist die Anordnung aus Drähten5 vorzugsweise auf den Lagergrundkörper2 durch Schweißen oder durch Löten oder durch Kleben aufgebracht. Ein Drahtgewebe oder Drahtgeflecht oder Drahtgewirke stellt eine Vielzahl von Hinterschneidungen7 bereit. Auf eine derartige Zwischenschicht3 mit Hinterschneidungen7 kann die Gleitlagerschicht4 aus Poly-Ether-Ether-Keton besonders vorteilhaft aufgeschmolzen werden, und zwar unter Bereitstellung einer guten Anhaftung der Gleitlagerschicht4 an der Zwischenschicht3 und damit letztendlich am Lagergrundkörper2 . - Wie bereits ausgeführt, handelt es sich beim Lagergrundkörper
2 um einen Lagergrundkörper aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl. Bei der Gleitlagerschicht4 handelt es sich um eine Schicht aus Poly-Ether-Ether-Keton, einem thermoplastischen Kunststoff, der zur Stoffgruppe der Polyaryletherketone gehört. Die Drähte5 der Zwischenschicht3 der Lagergrundkörper2 sind aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, so können dieselben zum Beispiel aus Stahl und/oder Edelstahl und/oder Kupfer hergestellt sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Anordnung aus Drähten5 Drähte5 aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen aufweisen kann, so zum Beispiel erste Drähte5 aus Edelstahl und zweite Drähte5 aus Kupfer. Hiermit kann die Wärmeleitfähigkeit der Zwischenschicht3 vorteilhaft eingestellt werden. - Die in
1 exemplarisch gezeigten Drähte5 , die das Drahtgeflecht6 ausbilden, sind im Querschnitt rund. Es ist jedoch auch möglich, Drähte5 mit anderen Querschnittsformen zu nutzen. - Dann, wenn die Zwischenschicht
3 durch eine Anordnung aus Drähten5 bereitgestellt wird und die Drähte5 ein Drahtgewebe oder ein Drahtgeflecht6 oder ein Drahtgewirke ausbilden, können besonders bevorzugt mehrere Lagen aus einem Drahtgewebe oder einem Drahtgeflecht6 oder einem Drahtgewirke übereinander angeordnet die Zwischenschicht3 ausbilden. Insbesondere bei mehreren Lagen aus Drahtgewebe oder Drahtgeflecht oder Drahtgewirke können in den einzelnen Lagen die Drähte aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein und/oder unterschiedlichen Querschnittsformen aufweisen und/oder mit unterschiedlicher Orientierung bzw. unterschiedlichem Winkel zum Lagergrundkörper2 verlaufen. - Die Zwischenschicht
3 kann von einem Lochblech bereitgestellt werden. Ein derartiges Lochblech ist wiederum aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Edelstahl, gefertigt, wobei Löcher des Lochblechs unter Ausbildung von Hinterschneidungen unterschiedliche Formen aufweisen können, so zum Beispiel Trichterformen, Pilzkopfformen oder dergleichen. Auch auf eine derartige Zwischenschicht aus einem Lochblech mit entsprechenden Hinterschneidungen kann die Gleitlagerschicht aus Poly-Ether-Ether-Keton gut haften und demnach zuverlässig auf den Lagergrundkörper aufgebracht werden. - Die Zwischenschicht
3 , bei welcher es sich erfindungsgemäß um eine Anordnung aus galvanisch beschichteten Drähten5 handelt, wird, wie bereits ausgeführt, vorzugsweise durch Löten oder durch Schweißen oder durch Kleben auf den Lagergrundkörper2 aufgebracht. - Das Auflöten der Zwischenschicht
3 auf den Lagergrundkörper2 erfolgt vorzugsweise als Hartlöten. Dabei wird ein entsprechendes Lot mit der Zwischenschicht3 und den Lagergrundkörper2 verschmolzen, wobei es sich bei diesem Lot beim Hartlöten vorzugsweise um Messing oder auch um eine Silberlegierung handelt. - Beim Verlöten der Zwischenschicht
3 mit dem Lagergrundkörper2 kommt als Lot vorzugsweise eine beidseitig mit einer Silberlegierung beschichtete Kupferfolie zum Einsatz, die dann einen guten Dehnungsausgleich einerseits zwischen Lagergrundkörper2 und Zwischenschicht3 und andererseits zwischen Zwischenschicht3 und Gleitlagerschicht4 ermöglicht. Vorzugsweise wird ein Lot genutzt, dessen Schmelzpunkt deutlich oberhalb des Schmelzpunkts der später auf die Zwischenschicht aufzuschmelzenden Gleitlagerschicht aus Poly-Ether-Ether-Keton liegt. - Das Lot kann sowohl auf den Lagergrundkörper
2 als auch auf die Zwischenschicht3 galvanisch aufgebracht werden. Vorzugsweise erfolgt das Löten durch Erhitzen über der Schmelztemperatur des Werkstoffs der Zwischenschicht sowie unter stabilisierendem Druck, wobei hierdurch bei einer Anordnung aus Drähten5 als Zwischenschicht die Drähte5 in sich verlöten. - Alternativ kann die Zwischenschicht
3 durch Verschweißen mit dem Lagergrundkörper2 auf denselben aufgebracht werden. Beim Schweißen erfolgt ein Verschmelzen des Lagergrundkörpers2 mit der Zwischenschicht3 durch Einbringen lokal hoher Temperaturen. Das Schweißen kann dabei als Laserstrahlschweißen, Plasmaschweißen oder elektrisches Schweißen erfolgen. Beim Verschweißen müssen Zwischenschicht3 und Lagergrundkörper2 gegeneinander fixiert werden, zum Beispiel durch mechanisches Andrücken oder auch durch magnetisches Fixieren. Um die Struktur der Zwischenschicht3 zu erhalten, kann auch nur eine punktuelle oder linienförmige Verschweißung der Zwischenschicht3 mit dem Lagergrundkörper2 zum Einsatz kommen. - Ebenso ist es möglich, das Verschweißen durch Diffusionsschweißen auszuführen, wobei dann unter mechanischem Druck im Vakuum bei definierter Temperatur der Lagergrundkörper
2 und die Zwischenschicht3 durch atomare Bindung miteinander verbunden werden. - Ebenso ist es möglich, die Zwischenschicht
3 und den Lagergrundkörper2 durch Kleben miteinander zu verbinden, insbesondere durch Nutzung von hochtemperaturfesten Klebstoffen. Das Verbinden von Lagergrundkörper2 und Zwischenschicht3 durch Löten oder durch Verschweißen ist jedoch gegenüber dem Verkleben bevorzugt. - Zum Herstellen eines Gleitlagers
1 wird zunächst der Lagergrundkörper2 aus dem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl, bereitgestellt. Anschließend wird die Zwischenschicht3 aus dem metallischen Werkstoff, die als Anordnung aus galvanisch beschichteten Drähten5 ausgebildet ist, auf den Grundkörper2 aufgebracht, und zwar entweder dadurch, dass entweder ein bereits fertiges Gewebe, Geflecht oder Gewirke aus Draht auf den Lagergrundkörper2 aufgebracht wird, oder dass einzelne Drähte auf den Lagergrundkörper2 aufgebracht werden. Nachfolgend wird die Gleitlagerschicht4 aus Poly-Ether-Ether-Keton auf die Zwischenschicht3 aufgebracht, nämlich aufgeschmolzen. -
2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein anderes Gleitlager10 . Auch dieses Gleitlager10 verfügt über einen Lagergrundkörper11 aus einem metallischen Werkstoff sowie über eine Gleitlagerschicht12 aus Poly-Ether-Ether-Keton, wobei jedoch beim Gleitlager10 der2 im Unterschied zum Gleitlager1 der1 die Gleitlagerschicht12 nicht mittelbar über eine Zwischenschicht sondern vielmehr unmittelbar ohne eine derartige Zwischenschicht auf den Lagergrundkörper11 aufgebracht ist, nämlich auf eine Oberfläche13 des Lagergrundkörpers11 , die Hinterschneidungen14 ausbildet bzw. aufweist. - Hierzu werden in einen Lagergrundkörper
11 aus Stahl oder Edelstahl durch vorzugsweise Fräsen, Strahlen, Laserbearbeitung oder Funkenerodieren Hinterschneidungen14 eingebracht, die zum Beispiel die Form von Schrägnuten, Gewinden, Schwalbenschwänzen oder dergleichen aufweisen können. - Auf einen derartigen Lagergrundkörper
11 , nämlich auf die die Hinterschneidungen14 aufweisende Oberfläche13 des Lagergrundkörpers11 , wird die Gleitlagerschicht12 aus Poly-Ether-Ether-Keton aufgebracht, nämlich aufgeschmolzen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gleitlager
- 2
- Lagergrundkörper
- 3
- Zwischenschicht
- 4
- Gleitlagerschicht
- 5
- Draht
- 6
- Drahtgeflecht
- 10
- Gleitlager
- 11
- Lagergrundkörper
- 12
- Gleitlagerschicht
- 13
- Oberfläche
- 14
- Hinterschneidung
Claims (8)
- Gleitlager (
1 ), mit einem Lagergrundkörper (2 ) aus einem metallischen Werkstoff, mit einer auf den Lagergrundkörper (2 ) aufgebrachten Zwischenschicht (3 ) aus einem metallischen Werkstoff, und mit einer auf die Zwischenschicht (3 ) aufgebrachten Gleitlagerschicht (4 ) aus einem nicht-metallischen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3 ) eine Anordnung aus galvanisch beschichteten Drähten (5 ) ist, wobei die Anordnung aus Drähten (5 ) Hinterschneidungen (7 ) ausbildet, die Gleitlagerschicht (4 ) eine Schicht aus Poly-Ether-Ether-Keton ist. - Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus Drähten (
5 ) ein Drahtgewebe oder ein Drahtgeflecht (6 ) oder ein Drahtgewirke ist. - Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus Drähten (
5 ) auf den Lagergrundkörper (2 ) aufgeschweißt oder aufgelötet oder aufgeklebt ist. - Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschicht (
4 ) aus Poly-Ether-Ether-Keton auf die Anordnung aus Drähten (5 ) aufgeschmolzen ist. - Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (
5 ) aus Stahl und/oder aus Edelstahl und/oder aus Kupfer gebildet sind. - Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus Drähten Drähte (
5 ) aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen umfasst. - Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagergrundkörper (
2 ) aus dem metallischen Werkstoff bereitgestellt wird und die Zwischenschicht (3 ) aus dem metallischen Werkstoff, die als Anordnung aus galvanisch beschichteten Drähten (5 ) ausgebildet ist, auf den Lagergrundkörper (2 ) aufgebracht wird; die Gleitlagerschicht (4 ), die als Schicht aus Poly-Ether-Ether-Keton ausgebildet ist, auf die Zwischenschicht (3 ) aufgebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (
3 ), die als Anordnung aus Drähten (5 ) ausgebildet ist, auf den Lagergrundkörper (2 ) aufgeschweißt oder aufgelötet oder aufgeklebt wird, die Gleitlagerschicht (5 ) aus Poly-Ether-Ether-Keton auf die Anordnung aus Drähten (5 ) aufgeschmolzen wird.
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