DE102018117712A1

DE102018117712A1 - Gleitlager im Bauwesen

Info

Publication number: DE102018117712A1
Application number: DE102018117712.7A
Authority: DE
Inventors: Georg Christian Schreiber
Original assignee: Schreiber Bruecken Dehntechnik GmbH
Current assignee: Schreiber Bruecken Dehntechnik GmbH
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2020-01-23
Also published as: BR112021001231A2; EP3827127A1; CA3109528A1; WO2020020843A1

Abstract

Die Erfindung die Verwendung eines Gleitwerkstoffs, der zu über 60 Gew% aus PTFE besteht, in einem Gleitlager 100 für Bauwerke, das zwei Lagerelemente 1, 2 umfasst, die in dem Gleitlager 100 innerhalb eines relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente 1, 2 zueinander beweglich geführt sind, wobei ein Gleitelement 3 aus dem Gleitwerkstoff an einem ersten der beiden Lagerelemente 1 positionsfest fixiert wird und dergestalt zwischen den Lagerelementen 1, 2 angeordnet wird, dass es innerhalb des gesamten relativen Bewegungsbereichs der beiden Lagerelemente 1, 2 zueinander in Gleitkontakt mit dem zweiten der beiden Lagerelemente 2 steht. Bei der Realisierung des Gleitlagers 100 für einen Anwendungsbereich, in dem die Lagerelemente 1, 2 einem aufaddierten Gesamtgleitweg zueinander von über 20.000 m bei einem Pressdruck gegeneinander von über 50 MPa über den ganzen Gesamtgleitweg hinweg ausgesetzt sind, wobei der Gleitwerkstoff zu 10 Gew% - 40 Gew% aus Polyimid besteht, insbesondere zu 15 Gew% - 25 Gew% aus Polyimid besteht, und der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Gleitwerkstoffes in einem Gleitlager für Bauwerke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Gleitlager für Bauwerke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 4 und die Verwendung eines solchen Gleitlagers in einem Bauwerk.
Im Stand der Technik ist eine sehr große Anzahl an unterschiedlichsten Gleitwerkstoffen zur Realisierung von Gleitlagern für verschieden Anwendungszwecke bekannt. So ist beispielsweise bekannt, mit Schmierstoff getränkte Sintermetalle, Graphit oder Kunststoffe wie beispielsweise Polyamid, PTFE und UHMWPE als Gleitwerkstoff zur Realisierung von Gleitlagern zu verwenden. Die große Vielzahl an bekannten Gleitwerkstoffen beruht auf der großen Vielzahl an unterschiedlichen Anwendungsgebieten, beispielsweise Gleitlager für Maschinenbau, in der Medizintechnik oder im Bauwesen. Für jedes spezielles Anwendungsgebiet bestehen eigene charakteristische Bedingungen, denen ein Gleitlager ausgesetzt ist, so dass der für ein Gleitlager zu verwendende Gleitwerkstoff gezielt auf die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsgebiets ausgerichtet gewählt werden muss. Die Erfindung hingegen bezieht sich auf das spezielle Anwendungsgebiet der Verwendung eines Gleitwerkstoffes in einem Gleitlager im Bauwesen. Solche Gleitwerkstoffe müssen extrem hohen Anforderungen genügen, die in der Norm EN 1337-2:2004 beschrieben sind. Zur Beschreibung der Eigenschaften eines gattungsgemäßen Gleitwerkstoffs, auf dessen Verwendung sich die vorliegende Erfindung bezieht, und zur Beschreibung der Eigenschaften des Gleitwerkstoffs in einem gattungsgemäßen Gleitlager, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist der Inhalt der Norm EN 1337-2:2004 in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindungsbeschreibung miteinbezogen und ist somit von diesem umfasst. So sind beispielsweise wesentliche Charakteristika eines gattungsgemäßen Gleitwerkstoffs unter den Punkten 4.1 und 6.6 der genannten Norm definiert, insbesondere mit Rückbezug auf Anhang D dieser Norm, in der die Prüfungsbedingungen zum Nachweis der genannten Eigenschaften definiert sind.
In der genannten Norm wird als einziger zulässiger Gleitwerkstoff der Gleitwerkstoff PTFE angeführt. In der Tat hat sich in der Vergangenheit herausgestellt, dass PTFE ein Gleitwerkstoff ist, der die in der genannten Norm beschriebenen Anforderungen erfüllt und der zum Einsatz in gattungsgemäßen Gleitlagern in Bauwerken geeignet ist, beispielsweise in Brückengleitlagern oder Hochbaugleitlagern, auf die sich die Norm EN 1337 bezieht, sowie in Erdbebengleitlagern, die zum erdbebensichern Bauen eine horizontale Bewegung eines Bauwerks relativ zum Erdboden ermöglichen. Allerdings hat sich bereits seit Langem herausgestellt, dass die Eigenschaften von PTFE bei einer Verwendung als Gleitwerkstoff in gattungsgemäßen Gleitlagern in vielerlei Hinsicht nicht optimal sind. Denn sowohl hinsichtlich der Belastbarkeit als auch hinsichtlich des Verschleißes genügen die Eigenschaften von PTFE nicht den höchsten Anforderungen, was neben hohen Herstellungskosten einen hohen Wartungsaufwand mit sich bringt. Bei der gattungsgemäßen Verwendung des Gleitwerkstoffs können hierdurch extrem hohe Kosten entstehen, beispielsweise im Falle eines notwendigen Austauschs von Brückengleitlagern bei Zug- oder Autobahnbrücken. Vor diesem Hintergrund gibt es bereits seit Langem Bestrebungen, einen Gleitwerkstoff zu entwickeln, der die Anforderungen der genannten Norm erfüllt und nicht die Nachteile von PTFE aufweist. So wurden beispielsweise bereits im Jahr 2001 auf der Konferenz „5^th World Congress on Joints, Bearings and Seismic Systems for Concrete Structures“ in Rom unterschiedliche Möglichkeiten vorgestellt, wie den Nachteilen von PTFE entgegengewirkt werden kann, beispielsweise durch Verwendung von PTFE, das in einem UHMWPE-Ring eingefasst ist. In dem Dokument EP 1 523 598 A1 ist hingegen beispielsweise der Ansatz beschrieben, anstelle von PTFE reines UHMWPE als Gleitwerkstoff in gattungsgemäßen Gleitlagern einzusetzen. In dem Dokument EP 3 117 050 B1 ist hingegen beispielsweise der Ansatz beschrieben, die Eigenschaften von PTFE durch Beimischung von PPVE zu verbessern. In dem Dokument WO 2009/010487 A1 hingegen wurde beispielsweise vorgeschlagen, als Alternative zu PTFE einen Gleitwerkstoff aus Polyamid in gattungsgemäßen Gleitlagern zu verwenden. Ferner ist beispielsweise bekannt, die Eigenschaften von PTFE durch Beimischung von Karbon oder Glasfasern zu verbessern. Während ein solchermaßen abgewandeltes PTFE als Gleitwerkstoff in den USA grundsätzlich zugelassen ist (siehe AASHTO LRFD Bridge Design Specifications) sind in Europa gemäß der genannten Norm solche Zusatzstoffe in PTFE zur Herstellung eines Gleitwerkstoffs nicht zugelassen. Trotz der mannigfaltigen Bemühungen, die in der Vergangenheit zur Realisierung eines Gleitwerkstoffs erfolgt sind, der den Anforderungen gemäß der genannten Norm genügt und dabei jedoch nicht die beschriebenen Nachteile von PTFE aufweist, ist bislang kein Gleitwerkstoff zur Verwendung in einem gattungsgemäßen Gleitlager aufgefunden worden, der solche Eigenschaften aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bei der gattungsgemäßen Verwendung von Gleitwerkstoffen in Gleitlagern auftretenden Probleme zumindest teilweise zu beheben und/oder ein Gleitlager bereitzustellen, das die beschriebenen Probleme gattungsgemäßer Gleitlager zumindest teilweise behebt.
Als eine Lösung der beschriebenen, der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe schlägt die Erfindung die Verwendung eines Gleitwerkstoffs gemäß Anspruch 1 vor. Erfindungsgemäß besteht der Gleitwerkstoff zu mindestens 60 Gew% aus PTFE, insbesondere zwischen 60 Gew% und 90 Gew% aus PTFE. Die Erfindung bezieht sich dabei auf die Verwendung eines Gleitwerkstoffs in einem Gleitlager für Bauwerke, das zwei Lagerelemente umfasst, die in dem Gleitlager innerhalb eines relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente zueinander beweglich geführt sind, wobei ein Gleitelement aus dem Gleitwerkstoff an einem ersten der beiden Lagerelemente positionsfest fixiert wird und dergestalt zwischen den Lagerelementen angeordnet wird, dass es innerhalb des gesamten relativen Bewegungsbereichs der beiden Lagerelemente zueinander in Gleitkontakt mit dem zweiten der beiden Lagerelemente steht. Die beiden Lagerelemente sind somit in einer vertikalen Richtung durch das Gleitelement voneinander beabstandet und liegen jeweils am Gleitelement an. Das erste Lagerelement liegt an dem Gleitelement an und ist positionsfest zu diesem fixiert, das zweite Lagerelement liegt an dem Gleitelement mit seiner zum Gleitelement zugewandten Seite an, die somit als Gleitseite des zweiten Lagerelements ausgebildet ist. Über den Gleitkontakt zwischen dem Gleitelement und der Gleitseite des zweiten Lagerelements ist eine gleitende Verschiebbarkeit der beiden Lagerelemente zueinander in dem gesamten relativen Bewegungsbereich der Lagerelemente zueinander ermöglicht. Bevorzugt ist das Gleitelement von dem ersten Lagerelement horizontal umfänglich umschlossen und liegt mit einer ersten vertikalen Seite auf dem ersten Lagerelement auf, wobei das zweite Lagerelement an der dem ersten Lagerelement gegenüberliegenden zweiten vertikalen Seite des Gleitelements an dem Gleitelement anliegt. Bevorzugt liegt das Gleitelement flächig und ununterbrochen auf dem ersten Lagerelement auf und wird von dem ersten Lagerelement ununterbrochen umschlossen, und bevorzugt liegt das erste Lagerelement mit seinem Abschnitt, der das Gleitelement umschließt, umfänglich um das Gleitelement an dem Gleitelement an. Das Gleitelement ist somit bevorzugt in dem ersten Lagerelement eingekammert, wodurch ein horizontales Auseinanderlaufen des Gleitelements unter hohem Pressdruck verhindert wird. Bevorzugt ist das Gleitelement über mindestens 30 %, bevorzugt über mindestens 50 %, seiner vertikalen Erstreckung von dem ersten Lagerelement horizontal umfänglich umschlossen. Insbesondere steht das Gleitelement über mindestens 10 %, insbesondere mindestens 30 % seiner vertikalen Erstreckung vertikal über das erste Lagerelement vor, oder das zweite Lagerelement und das erste Lagerelement überlappen sich vertikal innerhalb der horizontalen Erstreckung des Gleitelements, beispielsweise indem sich das erste Lagerelement mit einem horizontalen Abschnitt, der das Gleitelement umschließt, vertikal entlang des zweiten Lagerelements erstreckt, ohne in vertikalem Kontakt mit dem zweiten Lagerelement zu stehen. Dabei ist allgemein vorteilhaft, dass das Gleitelement einerseits hinreichend in dem ersten Lagerelement eingekammert ist und andererseits ein hinreichender vertikaler Abstand zwischen den Lagerelementen gewährleistet ist, so dass bei einer Relativbewegung der Lagerelemente zueinander diese nicht direkt aneinander reiben sondern nur das zweiter Lagerelement an dem Gleitelement entlanggleitet.
Die geometrische Ausgestaltung solcher Lager ist dem Fachmann hinreichend bekannt, übliche Ausgestaltungen sind beispielsweise in dem Dokument WO 2012/114246 A1 oder in dem Dokument WO 20009/010487 A1 oder in der Norm EN 1337-7:2018 oder in dem obengenannten Konferenzbeitrag von 2001 angegeben, wobei mit Bezug auf die verschiedenen möglichen geometrischen Ausgestaltungen von Gleitlagern, insbesondere ihrer Lagerelemente und des Gleitelements, der Offenbarungsgehalt der genannten Dokumente in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindungsbeschreibung miteinbezogen ist. Wie auch aus den genannten Dokumenten ersichtlich sind beispielsweise Gleitlager mit Gleitelementen bekannt, deren zur Gleitseite des zweiten Lagerelements gewandte Seite eben oder gekrümmt ist, wobei die Gleitseite korrespondierend zu dieser Seite des Gleitelements ausgebildet ist. Ferner sind auch Lager mit einem Elastomerelement bekannt, das an einem der Lagerelemente angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Verwendung betrifft die Realisierung des Gleitlagers für einen Anwendungsbereich, in dem die Lagerelemente einem aufaddierten Gesamtgleitweg zueinander von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m bei einem Pressdruck gegeneinander von über 50 MPa, insbesondere über 100 MPa, insbesondere über 150 MPa, insbesondere über 180 MPa über den Gesamtgleitweg hinweg ausgesetzt sind, wobei erfindungsgemäß der Gleitwerkstoff zu 10 Gew% bis 40 Gew% aus Polyimid besteht, insbesondere zu 15 Gew% bis 25 Gew% aus Polyimid besteht, und wobei der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß Punkt D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m, insbesondere von über 50.000 m, insbesondere von 50.154 m, durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck auf den Gleitwerkstoff von über 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt. Darüber hinaus erfüllt der Gleitwerkstoff auch die gemäß der genannten Norm geforderten Anforderungen an seine Reibungszahlen bei einem Langzeit-Gleitreibungsversuch gemäß D.6.2 der Norm, und er erfüllt allgemein bevorzugt die Anforderungen durchgehend über den aufaddierten Gesamtgleitweg hinweg. Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, dass die Verwendung eines Gleitwerkstoffs, der zu über 60 Gew% aus PTFE besteht und zu 10 Gew% bis 40 Gew% aus Polyimid besteht, insbesondere zu 15 Gew% bis 25 Gew% aus Polyimid besteht, ein Gleitlager realisiert werden kann, das extremen Belastungen, die bei dem Einsatz in Bauwerken typischerweise auftreten können, standhalten kann, und dass dabei der Gleitwerkstoff einen sehr geringen Verschleiß aufweist. Dabei haben die Erfinder erkannt, dass die für die Anforderungen in Gleitlagern für Bauwesen relevanten Eigenschaften des Gleitwerkstoffs bei einem Anteil von 15 % bis 25 % Polyimid und 75 % bis 85 % PTFE in dem Gleitwerkstoff besonders vorteilhaft sind, insbesondere mit Bezug auf den möglich aufaddierten Gesamtgleitweg bei hohem Kontaktdruck. Die Erfindung ermöglicht somit zum einen die Realisierung eines Gleitlagers, das über eine extrem lange Zeit hinweg wartungsfrei ist, da es für einen Anwendungsbereich geeignet ist, in dem die Lagerelemente einen aufaddierten Gesamtgleitweg zueinander von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m zurücklegen. Der Gesamtgleitweg der beiden Lagerelemente in dem Gleitlager zueinander ist dabei definiert über die Addition der Bewegungen der Lagerelemente in dem Gleitlager zueinander, wenn das Gleitlager in dem Bauwerk eingebaut ist und dabei die Gleitelemente einen Pressdruck gegeneinander von über 50 MPa ausüben, während sie in dem Gleitlager aneinander entlanggleiten. Die Eignung bezieht sich somit darauf, dass das Gleitlager auch nach einem aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m der beiden Lagerelemente zueinander seine bestimmungsgemäße gleitlagernde Eigenschaft erfüllt, ohne dass es gewartet zu werden braucht, insbesondere ohne dass das Gleitelement ausgetauscht zu werden braucht. Besonders bevorzugt weist der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften auf, dass die vertikale Erstreckung des Gleitwerkstoffs nach einem aufaddierten Gesamtgleitweg von 50.154 m bei einer Belastung auf den Gleitwerkstoff gemäß dem oben genannten Langzeittest der Norm 1337-2:2004 mit der einzigen Abwandlung, dass ein Kontaktdruck auf den Gleitwerkstoff von 60 MPa aufgebracht wird, mehr als 30 %, insbesondere mehr als 40 % der ursprünglichen vertikalen Erstreckung des Gleitwerkstoffs, d.h. unmittelbar vor Beginn des Langzeittests, beträgt. Die vertikale Erstreckung ist dabei die Erstreckung in der Richtung, in der der Pressdruck während des Langzeittests wirkt. Da bei der Verwendung in einem Gleitlager der Gleitwerkstoff üblicherweise vertikal zwischen den Lagerelementen verpresst ist, die Lagerelemente somit vertikal voneinander beabstandet hält und seine vertikale Erstreckung im mm-Bereich liegt, insbesondere 5-30 mm beträgt, behält bei einer Verwendung des Gleitwerkstoffs in einem Gleitlager das Gleitlager somit auch nach einem entsprechend langen Gesamtgleitweg seine bestimmungsgemäß erforderlichen Eigenschaften, da eine vertikale Höhenveränderung des Gleitlagers um wenige mm keinen Einfluss auf seine bestimmungsgemäße Eignung hat. Die erfindungsgemäße Verwendung ermöglicht darüber hinaus die Realisierung von kleindimensionierten Gleitlagern. Dadurch können zum einen die Herstellungskosten von Gleitlagern verringert werden, zum anderen kann hierdurch der Einbau der Gleitlager in Bauwerke vereinfacht sein. Hintergrund ist, dass dank der Eigenschaften des verwendeten Gleitwerkstoffs die beiden Lagerelemente einem extrem hohen Pressdruck gegeneinander ausgesetzt werden können und somit das Gleitelement einem sehr hohen Pressdruck zwischen den Gleitlagern ausgesetzt werden kann, ohne dass es zu einer zu hohen Reibung zwischen dem Gleitelement und dem zweiten Lagerelement kommt und ohne dass das Gleitelement zu sehr verschleißt. Die Erfindung beruht somit auf der gezielten Auswahl der Beimischung von Polyimid zu PTFE in dem genannten prozentualen Bereich, wobei die Erfinder durch umfangreiche Langzeit- und Hochbelastungsgleitreibungsversuche festgestellt haben, dass bei der beschriebenen Auswahl des Materials des Gleitwerkstoffs die beschriebenen Eigenschaften des Gleitwerkstoffs erreicht werden und die Verwendung des Gleitwerkstoffs die Realisierung eines Gleitlagers mit den genannten Eigenschaften ermöglicht. Als besonders bevorzugt hat sich herausgestellt, den Gleitwerkstoff so herzustellen, dass er zu über 95 %, insbesondere zu über 99 % ausschließlich aus PTFE und Polyimid besteht. Denn die Erfinder haben erkannt, dass gerade die Materialkombination von PTFE und Polyimid, insbesondere in dem genannten prozentualen Bereich, wobei insbesondere das Verhältnis von PTFE zu Polyimid zwischen 3/2 und 9/1, insbesondere zwischen 3/1 und 6/1 liegt, für die Verwendung des Gleitwerkstoffs zur Realisierung des beschriebenen Gleitlagers besonders vorteilhaft sind.
In einer Ausführungsform weist der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften auf, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m, insbesondere von 50.154 m, durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von mindestens 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird, und eine mittlere Gleitgeschwindigkeit über den aufaddierten Gesamtgleitweg von 0,4 mm/s angewandt wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei der Langzeit-Gleitreibungsprüfung gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 vorgesehen ist, dass nur in kurzen Messintervallen von 22 m eine Gleitgeschwindigkeit von 0,4 mm/s angewandt wird, wohingegen in Langstreckenintervallen von 1.000 m eine Gleitgeschwindigkeit von 2 mm/s angewandt wird. Die Erfinder haben erkannt, dass für die Haltbarkeit eines Gleitwerkstoffs in einem Gleitlager und somit für die Realisierung eines Gleitlagers mit einem Gleitwerkstoff, das besonders hohen Anforderungen standhält und besonders wartungsfrei ist, das aus dem Gleitwerkstoff hergestellte Gleitelement auch dann nicht verschleißen darf, wenn über einen hohen aufaddierten Gesamtgleitweg mit einer geringen Gleitgeschwindigkeit der Lagerelemente zueinander der Gleitwerkstoff seine für das Gleitlager relevanten Eigenschaften beibehält ohne zu sehr zu verschleißen. Entsprechend haben die Erfinder erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, für die Verwendung eines besonders vorteilhaften Gleitlagers einen Gleitwerkstoff einzusetzen, der auch dann noch den Anforderungen der Norm EN 1337-2:2004 genügt, wenn er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung eine durchgehende mittlere Gleitgeschwindigkeit von 0,4 mm/s zu seiner Gegenfläche erfährt, und dass ein solcher Gleitwerkstoff durch die beschriebene Mischung von PTFE mit Polyimid realisierbar ist. In einer Ausführungsform weist der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften auf, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den zu erfindungsgemäßen Ausführungsformen oben angegebenen Abwandlungen, auch dann noch die in der genannten Norm für den Langzeittest bei einer Lagertemperatur von -35 °C geforderten Anforderung an seine Reibungszahlen erfüllt, wenn statt einer Lagertemperatur von -35 °C eine Lagertemperatur von -50 °C vorgesehen wird und bei dieser Lagertemperatur von -50 °C die Reibungszahlen ermittelt werden. Selbstverständlich erfüllt der Gleitwerkstoff wie oben erläutert dabei auch die Normerfordernisse, auch unter den oben angegebenen Abwandlungen, und somit auch die Anforderungen an seine Reibungszahlen wie in der Norm bei - 35 °C gefordert.
In einer Ausführungsform weist der Gleitwerkstoff einen charakteristischen Wert seiner Druckfestigkeit gemäß Tabelle 10 der Norm EN 1337-2:2004 von über 150 MPa, insbesondere von mindestens 180 MPa auf. Hierdurch kann die V3erwendung die Realisierung eines Gleitlagers ermöglichen, das auch bei singulär auftretenden extrem hohen Druckbelastungen zerstörungsfrei bleibt, was beispielsweise für die Realisierung von Gleitlagern im Brückenbau besonders vorteilhaft ist, da zu singulären Stoßzeiten auf solche Gleitlager extrem hohe Belastungen wirken können.
Die Erfindung betrifft ferner ein Gleitlager für Bauwerke für einen Anwendungsbereich, in dem Lagerelemente des Gleitlagers einem aufaddierten Gesamtgleitweg zueinander von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m bei einem Pressdruck gegeneinander von über 50 MPa, insbesondere über 100 MPa, insbesondere über 150 MPa, insbesondere mindestens 180 MPa über den Gesamtgleitweg hinweg ausgesetzt sind, d. h. über den gesamten aufaddierten Gesamtgleitweg zwischen den Lagerelementen. Das erfindungsgemäße Lager umfasst zwei Lagerelemente, die in dem Gleitlager innerhalb eines relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente zueinander beweglich geführt sind, wobei zwischen den Lagerelementen ein Gleitelement aus einem Gleitwerkstoff angeordnet ist, das an einem ersten der beiden Lagerelemente positionsfest fixiert ist und innerhalb des gesamten relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente zueinander in Gleitkontakt mit dem zweiten der beiden Lagerelemente steht, wobei der Gleitwerkstoff zu mindestens 60 Gew% aus PTFE besteht. Mit Bezug auf weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten des Gleitlagers wird auf die obigen Erläuterungen, insbesondere mit Bezug auf die gattungsgemäßen Gleitlager verwiesen. Bei dem erfindungsgemäßen Gleitlager besteht der Gleitwerkstoff zu 10 Gew% bis 40 Gew% aus Polyimid, insbesondere zu 15 Gew% bis 25 Gew% aus Polyimid. Der Gleitwerkstoff weist solche Materialeigenschaften auf, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass das Langzeit-Gleitreibungsprüfung über eine aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m, insbesondere von 50.154 m, durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von mindestens 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt. Der Gleitwerkstoff und das Gleitlager können weitere Eigenschaften aufweisen, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verwendung oben erläutert sind.
In einer Ausführungsform weist das Gleitlager eine minimale wirksame Lagertemperatur von -50 °C oder weniger und eine maximale wirksame Lagertemperatur von 80 °C oder mehr auf. Die beschriebene Ausführungsform hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da auch bei extremen Temperaturschwankungen, die je nach Verwendungsart kurzzeitig auftreten können, das erfindungsgemäße Gleitlager gemäß dieser Ausführungsform keine Beschädigungen erfährt. Unter minimaler bzw. maximaler wirksamer Lagertemperatur versteht der Fachmann die Temperatur, der das Gleitlager über eine kurze Zeit, insbesondere einer Zeit von 8 h, ausgesetzt sein kann, ohne dass das Gleitlager eine Beschädigung erfährt, d.h. dass ein Gleitlager, das einer solchen Temperatur ausgesetzt wurde, in einem Bauwerk einsetzbar ist und dabei seine oben erläuterten Eigenschaften aufweist. Das erfindungsgemäße Gleitlager ist in einer Ausführungsform so ausgestaltet, dass es über eine Zeit von 8 h seine minimale bzw. maximale wirksame Lagertemperatur aufweisen kann, während sein Gleitelement einem vertikalen Pressdruck von 150 MPa ausgesetzt ist, ohne dass es eine Beschädigung erfährt. Allgemein ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass für die Beständigkeit des Gleitlagers, insbesondere mit Bezug auf Verschleiß, Druckfestigkeit und Temperaturbeständigkeit, stets das Material des Gleitwerkstoffs ausschlaggebend ist. Im Stand der Technik ist hinreichend bekannt, die Lagerelemente aus austenitischem Stahl oder Hartchrom so herzustellen, dass sie den an die Gleitlager gestellten Anforderungen ohne Weiteres gerecht werden. Das für die Haltbarkeit bzw. Belastbarkeit bzw. Beständigkeit des Gleitlagers relevante Element des Gleitlagers ist stets das Gleitelement. Entsprechend haben die Erfinder erkannt, dass durch die gezielte Auswahl des Gleitwerkstoffs des Gleitelements, die vorliegend beschrieben ist, ein Gleitlager mit den vorliegend erläuterten besonderen Eigenschaften realisierbar ist.
In einer Ausführungsform ist das zweite Lagerelement an seiner zum Gleitelement gewandten Seite, d. h. an seiner Gleitseite, aus austenitischem Stahl oder Hartchrom hergestellt und liegt in jeder bestimmungsgemäßen Betriebsposition mit seiner Gleitseite flächig an dem Gleitelement an. Besonders bevorzugt sind die beiden Lagerelemente in einer bestimmungsgemäßen Betriebsposition vertikal durch das Gleitelement voneinander beabstandet, wobei beide Lagerelemente und das Gleitelement jeweils einen horizontalen Querschnitt von über 50 cm², insbesondere zwischen 50 cm² und 100.000 cm² aufweisen, und wobei das Gleitelement eine vertikale Erstreckung von mindestens 5 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 30 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 15 mm aufweist. Besonders bevorzugt beträgt die vertikale Erstreckung des Gleitelements nach einem aufaddierten Gesamtgleitweg von 50.154 m bei einer Belastung auf das Gleitelement in dem Gleitlager wie gemäß dem oben genannten Langzeittest der Norm 1337-2:2004 mit der einzigen Abwandlung, dass ein Kontaktdruck auf das Gleitelement von 60 MPa aufgebracht wird, mehr als 30 %, insbesondere mehr als 40 % der ursprünglichen vertikalen Erstreckung des Gleitelements, d.h. vor Beginn des Gesamtgleitwegs. In einer Ausführungsform sind die beiden Lagerelemente zueinander horizontal beweglich geführt, wobei die Lagerelemente um zumindest eine horizontale Richtung verkippbar geführt sind. Besonders bevorzugt sind die Lagerelemente um mehrere, horizontal und somit senkrecht zur Vertikalen liegende Richtungen zueinander verkippbar, die in der horizontalen Ebene über Winkel zueinander verdreht sind. Besonders bevorzugt sind die beiden Lagerelemente über eine Kugelabschnittsführung zueinander geführt oder zumindest eines der Lagerelemente in dem Gleitlager an einem Elastomerelement abgestützt, so dass sie um mehrere, insbesondere beliebige horizontale Richtungen zueinander verkippbar geführt sind. Bevorzugt ist das Gleitelement in dem Gleitlager von dem ersten Lagerelement horizontal umfänglich umschlossen und liegt insbesondere mit einer ersten vertikalen Seite auf dem ersten Lagerelement auf, wobei das zweite Lagerelement an der dem ersten Lagerelement gegenüberliegenden zweiten vertikalen Seite des Gleitelements an dem Gleitelement anliegt. Bevorzugt liegt das Gleitelement flächig und ununterbrochen auf dem ersten Lagerelement auf. Bevorzugt ist das Gleitelement über mindestens 30 % seiner vertikalen Erstreckung von dem ersten Lagerelement horizontal umfänglich umschlossen und somit in diesem eingekammert. Bevorzugt steht das Gleitelement ferner vertikal über das erste Lagerelement vor, oder das zweite Lagerelement und das erste Lagerelement überlappen sich vertikal innerhalb der horizontalen Erstreckung des Gleitelements.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfindungsgemäßen Gleitlagers in einem Bauwerk, wobei das Gleitlager in das Bauwerk eingebaut wird und in dem Bauwerk einer Presskraft ausgesetzt wird, die einen Pressdruck auf das Gleitelement ausübt, dem es zwischen den beiden Lagerelementen ausgesetzt ist, der dauerhaft über 50 MPa, insbesondere über 100 MPa, insbesondere über 150 MPa liegt.
Dabei ist unter dem dauerhaft auf das Gleitelement wirkenden Pressdruck der Pressdruck zu verstehen, der sich aus den statischen Berechnungen, die der Verwendung des Gleitlagers in dem Bauwerk zugrunde liegen, als zu erwartender mittlerer Pressdruck ergibt, wenn das Gleitlager in dem Bauwerk einbaut ist. Wie oben erläutert haben die Erfinder erkannt, dass durch die gezielte Auswahl des Gleitwerkstoffs, der für das Gleitelement des Gleitlagers verwendet wird, eine Verwendung des Gleitlagers in einem Bauwerk unter dauerhaft extrem hohen Drücken ermöglicht ist, ohne dass es zu wesentlichen Verschleißerscheinungen des Gleitelements kommt. Wie oben erläutert ermöglicht dies die Einsparung von Wartungskosten und die Einsparung von Herstellungskosten bei der Herstellung des Gleitlagers sowie bei der Herstellung des Bauwerks. Besonders bevorzugt bleibt bei der erfindungsgemäßen Verwendung das Gleitlager in dem Bauwerk so lange eingebaut, bis das zweite Lagerelement entlang des Gleitelements einen Gleitweg von über 20 km, insbesondere von über 30 km, insbesondere von über 50 km zurückgelegt hat. Da das erste Lagerelement in dem Gleitlager positionsfest mit dem Gleitelement verbunden ist, entspricht der genannte Gleitweg dem aufaddierten Gesamtgleitweg der beiden Lagerelemente zueinander bei der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung. Entsprechend betrifft die Erfindung ferner ein Bauwerk, in das ein erfindungsgemäßes Gleitlager eingebaut ist, wobei eines der beiden Lagerelemente des Gleitlagers an einem Bodenelement des Bauwerks fixiert ist, das an dem Erdboden befestigt ist, und das andere der beiden Lagerelemente an einem Tragelement des Bauwerks fixiert ist. Das Tragelement ist dabei ein Element des Bauwerks, das ein Funktionselement des Bauwerks trägt, beispielsweise bei einem Brückenbauwerk den Überbau oder bei einem Hochhausbauwerk Seitenwände oder bei einem Hallenbauwerk das Dach. Das Bodenelement kann beispielsweise ein Brückenpfeiler oder ein Fundamentelement oder ein mit dem Erdboden verbundenes Dachträgerelement sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf zwei Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gleitlagers;
2: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gleitlagers.

In 1 sind in einer schematischen Explosionsdarstellung einige Elemente eines erfindungsgemäßen Gleitlagers 100 vereinfacht dargestellt. Weitere in Gleitlagern übliche Elemente, wie beispielsweise Befestigungselemente, sind der Übersichtlichkeit halber in 1 wie auch nachfolgend in 2 jeweils nicht dargestellt. Das Gleitlager 100 gemäß 1 weist einen Topf 5 auf, der aus Stahl hergestellt ist. Vertikal auf den Topf 5 aufgesetzt ist ein Elastomerelement 4. Aufgrund der korrespondierenden Ausgestaltung von Elastomerelement 4 und Topf 5 kann sich das Elastomerelement 4 elastisch verformen. Das Gleitlager 100 umfasst ferner einen Deckel aus Stahl, auf dem ein ebenes Gleitelement 3 angeordnet ist. Das Gleitelement 3 ist dabei positionsfest an dem Deckel fixiert, der als erstes Lagerelement 1 des Gleitlagers 100 wirkt. Das Gleitlager 100 weist ferner ein zweites Lagerelement 2 auf, das als Gleitblech aus austenitischem Stahl ausgebildet ist und an einer Ankerplatte fixiert ist. In jeder bestimmungsgemäßen Betriebsposition des Gleitlagers 100 liegt das zweite Lagerelement 2 mit seiner Gleitseite an dem Gleitelement 3 an und kann an diesem Gleitelement 3 innerhalb eines durch die geometrische Ausgestaltung des Gleitlagers 100 festgelegten relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente 1, 2 zueinander entlanggleiten.
Das Gleitlager 100 gemäß 1 weist somit nur ein Gleitelement 3 auf, das als ebenes Gleitelement ausgebildet ist und kreisscheibenartig ausgestaltet ist. Selbstverständlich sind auch scheibenartige Gleitelemente mit polygonalem Querschnitt, insbesondere rechteckigem oder quadratischem Querschnitt bekannt. Das Gleitelement 3 ist dabei von einem durch das erste Lagerelement 1 ausgebildeten Ring horizontal umschlossen und somit in dem ersten Lagerelement 1 eingekammert. In dem Gleitlager 100 sind die beiden Lagerelemente 1, 2 innerhalb eines relativen Bewegungsbereichs zueinander beweglich geführt, der durch die Führung des als Deckel ausgebildeten ersten Lagerelements 1 und des zweiten Lagerelements 2 in dem Gleitlager 100 festgelegt ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform dient das Elastomerelement 4 dazu, eine Verkippbarkeit der beiden Lagerelemente 1, 2 zueinander um beliebige horizontale Richtungen zu gewährleisten. Das erste Lagerelement 1 ist dabei positionsfest an dem Elastomerelement 4 fixiert, kann jedoch dank des Elastomerelements 4 relativ zum Topf 5 Schwenkbewegungen ausführen. Bei dem Gleitlager 100 gemäß 2 sind zwei verschiedene Gleitelemente 3 vorgesehen.
Das Gleitlager 100 gemäß 2 weist ein als Lagerunterteil ausgebildetes erstes Lagerelement 1 auf, an dem ein gekrümmtes Gleitelement 3 positionsfest fixiert ist. Das gekrümmte Gleitelement 3 ist dabei über seine gesamte vertikale Erstreckung in dem ersten Lagerelement 1 eingekammert. Das zweite Lagerelement 2 ist als hartverchromte Kalotte ausgebildet und liegt mit seiner Gleitseite an dem gekrümmten Gleitelement 3 an. Das zweite Lagerelement 2 ist gegenüber dem ersten Lagerelement 1 um beliebige horizontale Richtungen verschwenkbar, wobei bei dem Verschwenken das zweite Lagerelement 2 mit seiner Gleitseite an dem Gleitelement 3 entlanggleitet und die Kalottenform des zweiten Lagerelements 2 mit der gekrümmten, zum zweiten Lagerelement 2 gewandten Oberfläche des Gleitelements 3 korrespondierend ausgebildet ist. An dem zweiten Lagerelement 2 ist ein zweites Gleitelement 3 angeordnet und mit diesem positionsfest verbunden, das als ebenes Gleitelement 3 ausgebildet ist und ringscheibenartig ausgebildet und in dem zweiten Lagerelement 2 eingekammert ist. Das Gleitlager 100 weist ferner ein drittes Lagerelement 20 auf, das als Gleitblech aus austenitischem Stahl ausgebildet ist und an einer Gleitplatte fixiert ist. In dem Gleitlager 100 liegt das dritte Lagerelement 20 in jeder bestimmungsgemäßen Betriebsposition mit seiner Gleitseite an dem ebenen Gleitelement 3 an, das an dem zweiten Lagerelement 2 befestigt ist. Das dritte Lagerelement 20 kann somit innerhalb seines relativen Bewegungsbereichs zum zweiten Lagerelement 2 gleitend an dem ebenen Gleitelement 3 entlanggleiten. Entsprechend gibt es eine erste Lagerelementpaarung bestehend aus erstem Lagerelement 1 und zweiten Lagerelement 2 und eine zweite Lagerelementpaarung bestehend aus zweitem Lagerelement 2 und drittem Lagerelement 20, wobei zwischen den Lagerelementen einer jeden Paarung jeweils ein Gleitelement aus einem Gleitwerkstoff vorgesehen ist, damit die Lagerelemente der jeweiligen Paarung möglichst reibungsarm aneinander entlanggleiten können. Das Vorsehen von zwei Lagerelementpaarungen, wobei zwischen den Lagerelementen einer jeden Paarung jeweils ein Gleitelement aus einem Gleitwerkstoff vorgesehen ist und die Gleitelemente durch zumindest eines der Lagerelement vertikal voneinander beabstandet sind, ist bei einem erfindungsgemäßen Gleitlager allgemein vorteilhaft. Dabei kann eines der Lagerelemente Teil beider Lagerpaarungen sein, so dass die beiden Lagerelementpaarungen durch drei Lagerelemente gebildet sind, oder es können vier Lagerelemente vorgesehen sein, wobei jeweils zwei der vier Lagerelemente eine der Lagerelementpaarungen ausbilden.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Erfinder Versuche mit Gleitelementen durchgeführt, die aus unterschiedlichen Gleitwerkstoffen bestehen. In einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der beiden in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen wurde ein Gleitwerkstoff verwendet, der zu 80 % aus PTFE und zu 20 % aus Polyimid besteht. In Langzeitversuchen haben die Erfinder festgestellt, dass dieser Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der genannten Norm erfüllt. Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der genannten Norm auch dann noch erfüllt, wenn die beschriebene Langzeit-Gleitreibungsprüfung ausgehend von dem in der genannten Norm Beschriebenen ausschließlich dadurch abgewandelt wird, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von 50.154 m durchgeführt wird, ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von 100 MPa aufgebracht wird und eine mittlere Gleitgeschwindigkeit über den gesamten aufaddierten Gesamtgleitweg von 0,4 mm/s angewandt wird. Außerdem haben die Erfinder in Langzeitversuchen festgestellt, dass der Gleitwerkstoff die an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der genannten Norm gestellten Anforderungen auch dann noch erfüllt, wenn die Langzeit-Gleitreibungsprüfung gemäß der genannten Norm erfolgt jedoch ausschließlich dadurch abgewandelt wird, dass sie über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von 50.154 m durchgeführt wird, ein Kontaktdruck von 100 MPa aufgebracht wird und eine mittlere Gleitgeschwindigkeit über den aufaddierten Gesamtgleitweg von 2 mm/s angewandt wird. Das Vorsehen eines entsprechenden Gleitwerkstoffs in einem erfindungsgemäßen Gleitlager ist allgemein besonders vorteilhaft. Denn die Verwendung eines solchen Gleitwerkstoffs in einem erfindungsgemäßen Gleitlager ermöglicht die Realisierung eines Gleitlagers, das sowohl bei schnellen als auch bei langsamen Relativbewegungen der Lagerelemente zueinander extrem geringe Verschleißerscheinungen aufweist. Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass der beschriebene Gleitwerkstoff eine charakteristische Druckfestigkeit von 180 MPa aufweist und dass das realisierte Gleitlager 100 eine minimale wirksame Lagertemperatur von -50 °C und eine maximale wirksame Lagertemperatur von 100 °C aufweist.
Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Gleitlager gemäß den 1 und 2 haben die Erfinder einen Gleitwerkstoff verwendet, der zu 25 % aus Polyimid und zu 75 % aus PTFE besteht. Auch dieser Gleitwerkstoff weist solche Materialeigenschaften auf, dass er die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß der genannten Norm erfüllt, selbst bei der beschriebenen erfindungsgemäßen Abwandlung der genannten Langzeit-Gleitreibungsprüfungen dahingehend, dass der gesamte größere aufaddierte Gesamtgleitweg als gemäß Norm gefordert und der genannte höhere Kontaktdruck als der gemäß Norm erforderliche Kontaktdruck von 30 MPa aufgebracht wird. Im Vergleich zu dem Gleitwerkstoff, der aus 20 % Polyimid und zu 80 % aus PTFE besteht, weist der Werkstoff sogar eine höhere charakteristische Druckfestigkeit auf und eine ähnliche Temperaturbeständigkeit, jedoch einen höheren Verschleiß, so dass ein geringerer aufaddierter Gesamtgleitweg als bei dem zuerst beschriebenen Gleitwerkstoff erreicht werden konnte. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wurde als Gleitwerkstoff ein Werkstoff verwendet, der zu 85 % aus PTFE und zu 15 % aus Polyimid besteht. Dieser Gleitwerkstoff betreffend seine Eigenschaften in einem Langzeit-Gleitreibungsversuch war weitestgehend mit dem Gleitwerkstoff vergleichbar, der aus 25 % Polyimid und 75 % PTFE besteht, jedoch hatte er eine niedrigere charakteristische Druckfestigkeit. Bei weiteren Veränderungen, konkret bei Werkstoffzusammensetzungen des erfindungsgemäßen Gleitwerkstoffs von 40 % Polyimid zu 60 % PTFE und 10 % Polyimid zu 90 % PTFE konnte eine weitere Degradation der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Gleitwerkstoffs festgestellt werden, wobei ferner in Ausführungsbeispielen auch Additive, wie beispielsweise Glasfasern, beigefügt wurden unter Aufrechterhaltung des Verhältnisses von PTFE zu Polyimid, wobei in den Ausführungsbeispielen der Gleitwerkstoff stets zu mindestens 95 % aus den Materialien PTFE und Polyimid bestand. Dabei hat sich die Zusammensetzung von 15 % bis 25 % Polyimid und 75 % bis 85 % PTFE als besonders vorteilhaft, die von 20 % Polyimid und 80 % PTFE als außerordentlich vorteilhaft herausgestellt.
Bezugszeichenliste

1: erstes Lagerelement
2: zweites Lagerelement
3: Gleitelement
4: Elastomerelement
5: Topf
20: drittes Lagerelement
100: Gleitlager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1523598 A1 [0003]
EP 3117050 B1 [0003]
WO 2009/010487 A1 [0003]
WO 2012/114246 A1 [0006]
WO 20009/010487 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN 1337-2:2004 [0002, 0006, 0007, 0008, 0009]
Norm EN 1337 [0003]

Claims

Verwendung eines Gleitwerkstoffs, der zu mindestens 60 Gew% aus PTFE besteht, in einem Gleitlager (100) für Bauwerke, das zwei Lagerelemente (1, 2) umfasst, die in dem Gleitlager (100) innerhalb eines relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente (1, 2) zueinander beweglich geführt sind, wobei ein Gleitelement (3) aus dem Gleitwerkstoff an einem ersten der beiden Lagerelemente (1) positionsfest fixiert wird und dergestalt zwischen den Lagerelementen (1, 2) angeordnet wird, dass es innerhalb des gesamten relativen Bewegungsbereichs der beiden Lagerelemente (1, 2) zueinander in Gleitkontakt mit dem zweiten der beiden Lagerelemente (2) steht, gekennzeichnet durch die Realisierung des Gleitlagers (100) für einen Anwendungsbereich, in dem die Lagerelemente (1, 2) einem aufaddierten Gesamtgleitweg zueinander von über 20.000 m bei einem Pressdruck gegeneinander von über 50 MPa über den ganzen Gesamtgleitweg hinweg ausgesetzt sind, wobei der Gleitwerkstoff zu 10 Gew% - 40 Gew% aus Polyimid besteht, insbesondere zu 15 Gew% - 25 Gew% aus Polyimid besteht, und der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von über 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von mindestens 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird und eine mittlere Gleitgeschwindigkeit über den aufaddierten Gesamtgleitweg von 0,4 mm/s angewandt wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff einen charakteristischen Wert seiner Druckfestigkeit gemäß Tabelle 10 der Norm EN 1337-2:2004 von über 150 MPa, insbesondere von mindestens 180 MPa aufweist.
Gleitlager (100) für Bauwerke für einen Anwendungsbereich, in dem Lagerelemente (1, 2) des Gleitlagers (100) einem aufaddierten Gesamtgleitweg zueinander von über 20.000 m bei einem Pressdruck gegeneinander von über 50 MPa über den ganzen Gesamtgleitweg hinweg ausgesetzt sind, das Gleitlager (100) umfassend zwei Lagerelemente (1, 2), die in dem Gleitlager (100) innerhalb eines relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente (1, 2) zueinander beweglich geführt sind, wobei zwischen den Lagerelementen (1, 2) ein Gleitelement (3) aus einem Gleitwerkstoff angeordnet ist, das an einem ersten der beiden Lagerelemente (1) positionsfest fixiert ist und innerhalb des gesamten relativen Bewegungsbereichs der Lagerelemente (1, 2) zueinander in Gleitkontakt mit dem zweiten der beiden Lagerelemente (2) steht, wobei der Gleitwerkstoff zu mindestens 60 Gew% aus PTFE besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff zu 10 Gew% - 40 Gew% aus Polyimid, insbesondere zu 15 Gew% - 25 Gew% aus Polyimid, besteht, und der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von mindestens 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt.
Gleitlager (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff solche Materialeigenschaften aufweist, dass er bei einer Langzeit-Gleitreibungsprüfung, die gemäß D.6.2 der Norm EN 1337-2:2004 durchgeführt wird mit ausschließlich den Abwandlungen, dass die Langzeit-Gleitreibungsprüfung über einen aufaddierten Gesamtgleitweg von über 20.000 m, insbesondere über 50.000 m durchgeführt wird und dass ein Kontaktdruck für den Gleitwerkstoff von mindestens 60 MPa, insbesondere von 90 MPa aufgebracht wird und eine mittlere Gleitgeschwindigkeit über den aufaddierten Gesamtgleitweg von 0,4 mm/s angewandt wird, die Anforderungen an seine Reibungszahlen gemäß Tabelle 2 der Norm EN 1337-2:2004 erfüllt.
Gleitlager (100) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff einen charakteristischen Wert seiner Druckfestigkeit gemäß Tabelle 10 der Norm EN 1337-2:2004 von über 150 MPa, insbesondere von mindestens 180 MPa aufweist.
Gleitlager (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (100) eine minimale wirksame Lagertemperatur von -50 °C oder weniger und eine maximale wirksame Lagertemperatur von 80 °C oder mehr aufweist.
Gleitlager (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerelement (2) an seiner zum Gleitelement (3) gewandten Seite aus austenitischem Stahl oder Hartchrom hergestellt ist und in jeder bestimmungsgemäßen Betriebsposition flächig an dem Gleitelement (3) anliegt.
Gleitlager (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerelemente (1, 2) in einer bestimmungsgemäßen Betriebsposition vertikal durch das Gleitelement (3) voneinander beabstandet sind, wobei beide Lagerelemente (1, 2) und das Gleitelement (3) jeweils einen horizontalen Querschnitt von über 50 cm² aufweisen, und wobei das Gleitelement (3) eine vertikale Erstreckung von mindestens 5mm, insbesondere zwischen 5 mm und 30 mm, aufweist.
Gleitlager (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (1, 2) zueinander horizontal zueinander beweglich geführt sind und dass die Lagerelemente (1, 2) um zumindest eine horizontale Richtung zueinander verkippbar geführt sind.
Gleitlager (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitwerkstoff (3) von dem ersten Lagerelement (1) horizontal umfänglich umschlossen ist.
Verwendung des Gleitlagers (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (100) in einem Bauwerk eingebaut wird und in dem Bauwerk einer Presskraft ausgesetzt wird, die einen Pressdruck auf das Gleitelement (3) ausübt, dem es zwischen den beiden Lagerelementen (1, 2) ausgesetzt ist, der dauerhaft über 50 MPa liegt.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (100) in dem Bauwerk so lange eingebaut bleibt, bis das zweite Lagerelement (2) entlang des Gleitelements (3) einen Gleitweg von über 20 km zurückgelegt hat.