DE102020111005A1 - Plain bearing composite - Google Patents

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Rolf Reinicke
Rüdiger Bickle
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gleitlagerverbundwerkstoff (2) mit einer metallischen Stützschicht (4), insbesondere aus Stahl, mit einer auf die Stützschicht (4) aufgebrachten Haftvermittlungsschicht (6) auf Basis eines Polymermaterials (8) und mit einer auf die Haftvermittlungsschicht (6) aufgebrachten Gleitschicht (10) auf Basis eines ersten thermoplastischen Polymermaterials (12); um einen verbesserten Haftverbund herzustellen, wird vorgeschlagen, dass in das die Haftvermittlungsschicht (6) bildende Polymermaterial (8) Partikel (14) aus einem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eingebracht sind, die an eine der Gleitschicht (10) zugewandte Oberseite (16) der Haftvermittlungsschicht (6) heranreichen oder aus der Oberseite (16) der Haftvermittlungsschicht (6) vorstehen, und dass diese Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eine durch Temperatureinwirkung hergestellte Fügeverbindung mit dem ersten thermoplastischen Polymermaterial (12) der Gleitschicht (10) aufweist.The invention relates to a plain bearing composite material (2) with a metallic support layer (4), in particular made of steel, with an adhesion promoting layer (6) based on a polymer material (8) applied to the supporting layer (4) and with an adhesion promoting layer (6) applied to the adhesion promoting layer (6) Sliding layer (10) based on a first thermoplastic polymer material (12); In order to produce an improved adhesive bond, it is proposed that particles (14) made of a second thermoplastic polymer material (18) be introduced into the polymer material (8) forming the adhesion promoting layer (6), which are attached to an upper side (16) facing the sliding layer (10). reach the adhesion promoting layer (6) or protrude from the top (16) of the adhesion promoting layer (6), and that these particles (14) from the second thermoplastic polymer material (18) form a joint with the first thermoplastic polymer material (12) of the sliding layer produced by the action of temperature (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitlagerverbundwerkstoff mit einer metallischen Stützschicht, insbesondere aus Stahl, mit einer auf die Stützschicht aufgebrachten Haftvermittlungsschicht auf Basis eines Polymermaterials und mit einer auf die Haftvermittlungsschicht aufgebrachten Gleitschicht auf Basis eines ersten thermoplastischen Polymermaterials.The invention relates to a plain bearing composite material with a metallic support layer, in particular made of steel, with an adhesion promoting layer based on a polymer material and with a sliding layer based on a first thermoplastic polymer material applied to the adhesion promoting layer.

Derartige Gleitlagerverbundwerkstoffe sind bekannt, insbesondere aus EP 2 139 675 B1 . Daneben ist es bekannt, als Haftvermittlungsschicht dreidimensional poröse Zwischenschichten, insbesondere aus Bronze, zu verwenden, in die das Material der Gleitschicht einimprägniert und darin verklammert ist. Dies gewährleistet hervorragende Verbundwerkstoffe, da sich die Gleitschicht nicht von dem Untergrund ablösen kann.Such plain bearing composite materials are known, in particular from EP 2 139 675 B1 . In addition, it is known to use three-dimensionally porous intermediate layers, in particular made of bronze, as the adhesion promoting layer, into which the material of the sliding layer is impregnated and clamped therein. This ensures excellent composite materials, as the sliding layer cannot detach from the subsurface.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleitlagerverbundwerkstoffe der zuerst genannten Art weiterzubilden, so dass ein noch sicherer Haftverbund zwischen den Schichten realisiert werden kann, wobei der Verbundwerkstoff dennoch auf wirtschaftliche Weise herstellbar sein soll und eine dreidimensional poröse Haftvermittlungsschicht nicht erforderlich ist.The present invention is based on the object of developing plain bearing composite materials of the first mentioned type so that an even more secure adhesive bond can be realized between the layers, the composite material nevertheless being able to be produced economically and a three-dimensionally porous bonding layer not being required.

Diese Aufgabe wird bei einem Gleitlagerverbundwerkstoff der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in das die Haftvermittlungsschicht bildende Polymermaterial Partikel aus einem zweiten thermoplastischen Polymermaterial eingebracht sind, die an eine der Gleitschicht zugewandte Oberseite der Haftvermittlungsschicht heranreichen oder aus der Oberseite der Haftvermittlungsschicht vorstehen, und dass diese Partikel aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial eine durch Temperatureinwirkung hergestellte Fügeverbindung mit dem ersten thermoplastischen Polymermaterial der Gleitschicht aufweisen.In a sliding bearing composite material of the generic type, this object is achieved according to the invention in that particles of a second thermoplastic polymer material are introduced into the polymer material forming the adhesion promoting layer, which extend up to an upper side of the adhesion promoting layer facing the sliding layer or protrude from the upper side of the adhesion promoting layer, and that these Particles from the second thermoplastic polymer material have a joint connection produced by the action of temperature with the first thermoplastic polymer material of the sliding layer.

Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Verbund aus Gleitschicht und Haftvermittlungsschicht nicht nur über eine adhäsive Wirkung der Haftvermittlungsschicht herbeizuführen, sondern die hierfür zuvor in die Haftvermittlungsschicht eingegebenen Partikel aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial zusätzlich zu nutzen. Diese Partikel sind einerseits in der Haftvermittlungsschicht eingebunden und stehen andererseits aber in unmittelbarem Kontakt zu dem ersten thermoplastischen Polymermaterial der Gleitschicht, so dass sich zwischen den thermoplastischen Polymermaterialien der Partikel und der Gleitschicht eine unmittelbare Fügeverbindung als Schmelzverbindung durch Temperatureinwirkung ausbilden kann. Hierfür erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein Schmelzpunkt des die Partikel bildenden zweiten thermoplastischen Polymermaterials um höchstens 20°C, insbesondere um höchstens 15°C, insbesondere um höchstens 10°C von einem Schmelzpunkt des ersten thermoplastischen Polymermaterials der Gleitschicht abweicht.It is therefore proposed according to the invention not only to bring about the composite of sliding layer and adhesion promoting layer via an adhesive effect of the adhesion promoting layer, but also to use the particles of the second thermoplastic polymer material previously entered into the adhesion promoting layer for this purpose. On the one hand, these particles are incorporated in the adhesion promoting layer and, on the other hand, are in direct contact with the first thermoplastic polymer material of the sliding layer, so that a direct joint can be formed between the thermoplastic polymer materials of the particles and the sliding layer as a fusion bond through the action of temperature. For this it is advantageous if a melting point of the second thermoplastic polymer material forming the particles deviates by at most 20 ° C., in particular by at most 15 ° C., in particular by at most 10 ° C., from a melting point of the first thermoplastic polymer material of the sliding layer.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn das zweite thermoplastische Polymermaterial der Partikel identisch ist zu dem ersten thermoplastischen Polymermaterial der Gleitschicht. Auf diese Weise kann die Anzahl der bei der Herstellung verwandten Polymermaterialien reduziert werden, und es sind definierte Erweichungszustände gegeben, bei denen die beiden thermoplastischen Polymermaterialien eine sichere Fügeverbindung als Schmelzverbindung zueinander ausbilden können.It also proves to be advantageous if the second thermoplastic polymer material of the particles is identical to the first thermoplastic polymer material of the sliding layer. In this way, the number of polymer materials used in production can be reduced, and there are defined softening states in which the two thermoplastic polymer materials can form a secure joint as a fusion bond to one another.

Es hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe der Partikel in die Haftvermittlungsschicht eine bessere Anbindung der Schichten erreicht werden kann. Da diese Partikel oder zumindest ein Teil dieser Partikel an die der Gleitschicht zugewandte Oberseite der Haftvermittlungsschicht heranreichen oder aus der Oberseite der Haftvermittlungsschicht vorstehen, wird eine größere Oberfläche zwischen der Haftvermittlungsschicht und der Gleitschicht erzielt, durch welche ein zusätzlicher Formschluss zwischen den Schichten entsteht, der den Schichtenverbund zusätzlich stärkt.It has been shown that the addition of the particles to the adhesion promoting layer can achieve better bonding of the layers. Since these particles or at least some of these particles reach the upper side of the adhesion promoting layer facing the sliding layer or protrude from the upper side of the adhesion promoting layer, a larger surface is achieved between the adhesion promoting layer and the sliding layer, through which an additional form fit is created between the layers, which the Layer bond additionally strengthens.

Bei einer bevorzugten Ausbildung des Gleitlagerverbundwerkstoffs ist das erste thermoplastische Polymermaterial der Gleitschicht auf Basis von PEEK gebildet.In a preferred embodiment of the sliding bearing composite material, the first thermoplastic polymer material of the sliding layer is formed on the basis of PEEK.

Es erweist sich weiter als vorteilhaft, dass eine Dicke der Haftvermittlungsschicht wenigstens 20 µm, insbesondere wenigstens 30 µm, insbesondere wenigstens 40 µm und höchstens 200 µm, insbesondere höchstens 150 µm, insbesondere höchstens 100 µm, insbesondere höchstens 70 µm, insbesondere höchstens 60 µm beträgt.It also proves to be advantageous that the thickness of the adhesion promoting layer is at least 20 µm, in particular at least 30 µm, in particular at least 40 µm and at most 200 µm, in particular at most 150 µm, in particular at most 100 µm, in particular at most 70 µm, in particular at most 60 µm .

Es erweist sich weiter als vorteilhaft, dass wenigstens 80, insbesondere wenigstens 90 Masseprozent der Partikel aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial eine Partikelgröße haben, die das 0,4 - 1,2-fache, insbesondere das 0,6 - 1,2-fache, insbesondere das 0,8 - 1,2-fache einer Schichtdicke der Haftvermittlungsschicht beträgt. Vorzugsweise umfassen höchstens 5 Masseprozent, insbesondere höchstens 3 Masseprozent der Partikel eine Partikelgröße von mehr als dem 1,2-fachen der Schichtdicke der Haftvermittlungschicht. Vorzugsweise umfassen höchstens 5 Masseprozent, insbesondere höchstens 3 Masseprozent der Partikel eine Partikelgröße von weniger als dem 0,4-fachen der Schichtdicke der Haftvermittlungschicht.It also proves to be advantageous that at least 80, in particular at least 90 percent by weight of the particles from the second thermoplastic polymer material have a particle size that is 0.4-1.2 times, in particular 0.6-1.2 times, in particular 0.8-1.2 times a layer thickness of the adhesion promoting layer. Preferably at most 5 percent by mass, in particular at most 3 percent by mass, of the particles have a particle size of more than 1.2 times the layer thickness of the adhesion promoting layer. Preferably at most 5 percent by mass, in particular at most 3 percent by mass, of the particles have a particle size of less than 0.4 times the layer thickness of the adhesion promoting layer.

Wenn vorliegend von Partikelgrößen die Rede ist so werden hierunter Partikelgrößen verstanden, die durch nachfolgend zu beschreibende Siebungen erhalten und bestimmt werden können. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstoffs kann die Partikelgröße entsprechend DIN ISO 4497 bestimmt werden oder überprüft werden. Die Bestimmung der Partikelgrößen entsprechend dieser Norm erfolgt, indem eine zu prüfende Pulvermischung durch eine Reihe von kalibrierten Prüfsieben mit Metalldrahtsiebböden mit definierter Maschenweite gesiebt wird. Vorzugsweise geschieht die Siebung unter Verwendung einer mechanischen Sieb- oder Rüttelvorrichtung, wobei das jeweilige Absieben in einer jeweiligen Siebstufe gemäß DIN ISO 4497 so lange ausgeführt wird, bis ein Endzustand erreicht ist, bei dem sich die Menge, die durch dasjenige Sieb hindurchfällt, welches den größten Anteil der Pulver- oder Probemenge zurückhält, in einer Minute kleiner als 0,1 % dieser Probemenge ist. Nach dem Absieben werden die Fraktionen, also die in einem jeweiligen Sieb zurückgehaltenen Pulvermengen, gewogen und das Ergebnis der zurückgehaltenen Menge für jedes Prüfsieb angegeben. Es kann auch der sogenannte kumulierte Siebrückstand für jedes Sieb angegeben werden, wobei dies ausgehend von dem Sieb mit der größten Maschenweite in Richtung abnehmender Maschenweite geschieht. Bei Verwendung insbesondere der folgenden Prüfsiebe mit folgenden Maschenweiten kann der beanspruchte Parameterbereich ohne weiteres abgeleitet werden:

  • Boden (0 µm) / 32 µm / 45 µm / 63 µm / 80 µm / 90 µm / 125 µm / 160 µm / 180 µm / 200 µm / 250 µm.
When particle sizes are mentioned here, this is understood to mean particle sizes that can be obtained and determined by sieving to be described below. During the production of the plain bearing composite material according to the invention, the particle size can be determined or checked in accordance with DIN ISO 4497. The particle sizes are determined in accordance with this standard by sieving a powder mixture to be tested through a series of calibrated test sieves with metal wire sieve bases with a defined mesh size. The sieving is preferably carried out using a mechanical sieving or vibrating device, the respective sieving being carried out in a respective sieving stage in accordance with DIN ISO 4497 until a final state is reached in which the amount that falls through the sieve which the holds back the largest part of the powder or sample amount, is less than 0.1% of this sample amount in one minute. After sieving, the fractions, i.e. the amounts of powder retained in a respective sieve, are weighed and the result of the amount retained is given for each test sieve. The so-called cumulative sieve residue can also be specified for each sieve, starting from the sieve with the largest mesh size in the direction of decreasing mesh size. When using the following test sieves in particular with the following mesh sizes, the claimed parameter range can easily be derived:
  • Floor (0 µm) / 32 µm / 45 µm / 63 µm / 80 µm / 90 µm / 125 µm / 160 µm / 180 µm / 200 µm / 250 µm.

Insbesondere könnte eine Überprüfung lediglich durch Verwendung zweier Siebe, beispielsweise mit einer Maschenweite von 45 bzw. 90 µm, ausreichen, um festzustellen, wie viel Masseprozent einer so geprüften Partikelmischung eine Partikelgröße in dem Bereich zwischen 45 und 90 µm haben und wie viel Masseprozent oberhalb bzw. unterhalb dieses Intervalls liegen. Um einen anderen Partikelgrößenbereich herzustellen würde man Siebe anderer Maschenweiten verwenden und erforderlichenfalls herstellen. Insgesamt kann also durch Siebungen und durch Betrachtungen von Siebungen eine intendierte Partikelgrößenverteilung bei einer oder ausgehend von einer Partikelmischung sichergestellt, d.h. erhalten oder überprüft werden. Im fertigen Gleitlagerverbundwerkstoff lassen sich für die Beurteilung der Partikelgröße von Partikeln aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial Schliffbilder orthogonal zur Gleitebene anfertigen und durch Bildauswerteverfahren quantitativ auswerten.In particular, a check using only two sieves, for example with a mesh size of 45 or 90 microns, could be sufficient to determine how much mass percent of a particle mixture tested in this way has a particle size in the range between 45 and 90 microns and how much mass percent above or . lie below this interval. In order to produce a different particle size range one would use sieves of different mesh sizes and produce them if necessary. Overall, an intended particle size distribution with or based on a particle mixture can be ensured, i.e. obtained or checked, by sieving and by considering sieving. In the finished plain bearing composite material, microsection images orthogonal to the slip plane can be produced to assess the particle size of particles from the second thermoplastic polymer material and quantitatively evaluated using image evaluation methods.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstoffs ist das die Haftvermittlungsschicht bildende Polymermaterial ein Duroplast, insbesondere auf Basis von PBI, PI, PEI. In diesem Fall erweist sich die Erfindung als besonders vorteilhaft, weil zusätzlich zu einer nur adhäsiven Wirkung zwischen dem duroplastischen Polmyermaterial der Haftvermittlungsschicht und dem ersten thermoplastischen Polymermaterial der Gleitschicht eine thermische Schmelzverbindung zwischen den in die Haftvermittlungsschicht eingebrachten Partikeln und dem thermoplastischen Polymermaterial der Gleitschicht erfindungsgemäß ausgebildet ist.In a preferred embodiment of the plain bearing composite material according to the invention, the polymer material forming the adhesion promoting layer is a thermoset, in particular based on PBI, PI, PEI. In this case, the invention proves to be particularly advantageous because, in addition to an adhesive effect only between the thermosetting polymer material of the adhesion promoting layer and the first thermoplastic polymer material of the sliding layer, a thermal fusion bond between the particles introduced into the adhesion promoting layer and the thermoplastic polymer material of the sliding layer is formed according to the invention .

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gleitlagerverbundwerkstoffs mit den Merkmalen der Ansprüche 8 bzw. 9. Nach einer ersten Verfahrensvariante nach Anspruch 8 wird aus dem die Haftvermittlungsschicht bildenden Polymermaterial und dem die Partikel bildenden zweiten thermoplastischen Polymermaterial eine Mischung gebildet, und diese Mischung wird auf die Stützschicht aufgebracht und durch Erwärmen polymerisiert. Hierbei reichen die Partikel aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial an die der Gleitschicht zugewandte Oberseite der Haftvermittlungsschicht heran oder stehen aus der Oberseite der Haftvermittlungsschicht hervor, so dass sie exponiert sind, um eine stoffschlüssige Schmelzverbindung mit dem ersten die Gleitschicht bildenden thermoplastischen Polymer ausbilden zu können. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Partikel aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial nicht zu klein gewählt sind und vorzugsweise eine Partikelgröße bezogen auf die Schichtdicke der resultierenden Haftvermittlungsschicht wie eingangs angegeben aufweisen.The invention also relates to a method for producing such a plain bearing composite material with the features of claims 8 and 9, respectively Mixture is applied to the support layer and polymerized by heating. Here, the particles of the second thermoplastic polymer material reach the upper side of the adhesion promoting layer facing the sliding layer or protrude from the upper side of the adhesion promoting layer so that they are exposed in order to be able to form a cohesive fusion bond with the first thermoplastic polymer forming the sliding layer. It proves to be advantageous here if the particles made from the second thermoplastic polymer material are not selected too small and preferably have a particle size based on the layer thickness of the resulting adhesion-promoting layer as stated at the beginning.

Nach der zweiten Variante gemäß Anspruch 9 wird zuerst das die Haftvermittlungsschicht bildende Polymermaterial auf die Stützschicht aufgebracht und dann werden darauf die Partikel aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial aufgebracht, insbesondere aufgestreut, und eingedrückt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein sehr großer Teil der Partikel an die der Gleitschicht zugewandte Oberseite der Haftvermittlungsschicht heranreicht oder aus der Oberseite der Haftvermittlungsschicht hervorsteht.According to the second variant according to claim 9, the polymer material forming the adhesion promoting layer is first applied to the support layer and then the particles of the second thermoplastic polymer material are applied, in particular sprinkled, and pressed in. In this way it can be ensured that a very large part of the particles reach the upper side of the adhesion promoting layer facing the sliding layer or protrude from the upper side of the adhesion promoting layer.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Gleitlagerelement nach Anspruch 10, welches insbesondere in einem Biege-/Rollprozess aus einem streifenförmigen Platinenabschnitt des erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstoffs hergestellt ist.The invention also relates to a plain bearing element according to claim 10, which is produced in particular in a bending / rolling process from a strip-shaped plate section of the plain bearing composite material according to the invention.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.Further features, details and advantages of the invention emerge from the attached patent claims and the drawing and the following description of the invention.

In der Zeichnung zeigt:

  • Die Figur eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstoffs in einem Zustand noch ohne Gleitschicht (oben) und mit Gleitschicht (unten).
In the drawing shows:
  • The figure shows a schematic representation of the plain bearing composite material according to the invention in a state still without a sliding layer (above) and with a sliding layer (below).

Die Figur zeigt einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstoff in schematischer Darstellung in einem Zwischenzustand ohne Gleitschicht (oben) und im fertigen Endzustand (unten). Der Gleitlagerverbundwerkstoff 2 umfasst eine metallische Stützschicht 4, insbesondere aus Stahl, und eine darauf aufgebrachte Haftvermittlungsschicht 6 auf Basis eines Polymermaterials, bei dem es sich in vorteilhafter Weise um ein duroplastisches Polymermaterial 8 handeln kann. Auf diese Haftvermittlungsschicht 6 ist eine Gleitschicht 10 aus einem ersten thermoplastischen Polymermaterial 12 aufgebracht.The figure shows an overall with the reference number 2 designated sliding bearing composite material according to the invention in a schematic representation in an intermediate state without sliding layer (above) and in the finished final state (below). The plain bearing composite 2 comprises a metallic support layer 4th , in particular made of steel, and an adhesive layer applied to it 6th based on a polymer material, which is advantageously a thermosetting polymer material 8th can act. On this bonding layer 6th is a sliding layer 10 from a first thermoplastic polymer material 12th upset.

Weiter ist in der Figur dargestellt, dass in das die Haftvermittlungsschicht 6 bildende Polymermaterial 8 Partikel 14 eingebracht sind, die an eine der Gleitschicht 10 zugewandte Oberseite 16 der Haftvermittlungsschicht 6 heranreichen oder aus der Oberseite 16 in Richtung auf die Gleitschicht vorstehen. Diese Partikel 14 sind aus einem zweiten thermoplastischen Polymermaterial 18 ausgebildet. Dabei ist das erste thermoplastische Polymermaterial 12 der Gleitschicht 10 und das zweite thermoplastische Polymermaterial 18 der Partikel 14 so gewählt, dass sie miteinander eine durch Temperatureinwirkung hergestellte Fügeverbindung, also eine stoffschlüssige Verbindung, miteinander eingehen können. Auf diese Weise ist die Gleitschicht 10 nicht nur über den Kontakt zu dem die Haftvermittlungsschicht 6 bildenden Polymermaterial 8 gebildet, sondern zusätzlich durch eine Fügeverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial 12 und 18 der Gleitschicht 10 und der Partikel 14. Hierbei können die thermoplastischen Polymermaterialien 12, 18 der Gleitschicht 10 und der Partikel 14 identisch sein, was aber nicht zwingend erforderlich ist, solange die thermoplastischen Polymermaterialien derart gewählt sind, dass sie bei im wesentlichen vergleichbarer Schmelz- oder Erweichungstemperatur eine gute Haftverbindung bei Zufuhr von Wärme und gegebenenfalls Druck ausbilden können.It is also shown in the figure that the adhesion promoting layer is included 6th forming polymer material 8th Particles 14th are introduced, which are attached to one of the sliding layer 10 facing top 16 the bonding layer 6th reach up to or from the top 16 protrude in the direction of the sliding layer. These particles 14th are made from a second thermoplastic polymer material 18th educated. The first is thermoplastic polymer material 12th the sliding layer 10 and the second thermoplastic polymer material 18th the particle 14th chosen in such a way that they can enter into a joint connection produced by the action of temperature, that is to say an integral connection, with one another. This is how the sliding layer is 10 not just about the contact to which the adhesion promoting layer is made 6th forming polymer material 8th formed, but also by a joint between the first and the second thermoplastic polymer material 12th and 18th the sliding layer 10 and the particle 14th . Here, the thermoplastic polymer materials 12th , 18th the sliding layer 10 and the particle 14th be identical, but this is not absolutely necessary as long as the thermoplastic polymer materials are selected in such a way that they can form a good adhesive bond with an essentially comparable melting or softening temperature when heat and possibly pressure are supplied.

Wie in der Figur schematisch angedeutet, haben die Partikel 14 eine Partikelgröße, die größenordnungsmäßig im Bereich der Dicke der Haftvermittlungsschicht 6 liegt. Eine Partikelgröße dieser Partikel liegt zwischen dem 0,5 bis 1,2-Fachen, insbesondere 0,6 bis 1,2-Fachen, insbesondere 0,8 bis 1,2-Fachen einer Schichtdicke d der Haftvermittlungsschicht 6 (die Schichtdicke d ohne Überstand der Partikel betrachtet). Somit reichen sehr viele Partikel 14 an die Oberseite 16 der Haftvermittlungsschicht 6 heran oder stehen aus der Oberseite 16 vor und können so in direkten Kontakt zu dem ersten thermoplastischen Polymermaterial 12 der Gleitschicht 10 treten.As indicated schematically in the figure, the particles 14th a particle size of the order of magnitude in the range of the thickness of the adhesion promoting layer 6th lies. A particle size of these particles is between 0.5 to 1.2 times, in particular 0.6 to 1.2 times, in particular 0.8 to 1.2 times a layer thickness d of the adhesion promoting layer 6th (the layer thickness d considered without the protrusion of the particles). Thus, a large number of particles are sufficient 14th to the top 16 the bonding layer 6th approaching or standing from the top 16 before and can thus be in direct contact with the first thermoplastic polymer material 12th the sliding layer 10 step.

Wie in der Beschreibungseinleitung schon ausgeführt, wird der Gleitlagerverbundwerkstoff vorzugsweise in zwei Varianten hergestellt. Nach der ersten Variante wird eine Mischung des die Haftvermittlungsschicht 6 bildenden Polymers 8 und der Partikel 14 hergestellt und dann auf die Stützschicht 4 aufgebracht. Nach der zweiten Variante wird zuerst das die Haftvermittlungsschicht 6 bildende Polymer 8 auf die Stützschicht 4 aufgebracht, und danach werden die Partikel 14 aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial 18 auf das zuvor auf die Stützschicht aufgebrachte Polymermaterial 8 aufgebracht und darin eingedrückt. Daraufhin wird erwärmt zur Ausbildung und Anbindung der Haftvermittlungsschicht 6 mit den eingebrachten Partikeln 14 auf der Stützschicht 4. Dann wird das die Gleitschicht 10 bildende zweite thermoplastische Polymermaterial 12 aufgebracht und Wärme und gegebenenfalls Druck zugeführt, so dass die Partikel 14 aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial 18 eine durch Temperatureinwirkung und gegebenenfalls Druck hergestellte Fügeverbindung mit dem ersten thermoplastischen Polymermaterial 12 der Gleitschicht 10 ausbilden und eine dauerhafte Fügeverbindung von Stützschicht 4, Haftvermittlungsschicht 6 und Gleitschicht 10 erzielt wird.As already stated in the introduction to the description, the plain bearing composite material is preferably produced in two variants. According to the first variant, a mixture of the adhesive layer is used 6th forming polymer 8th and the particle 14th made and then on the support layer 4th upset. According to the second variant, the first is the bonding layer 6th forming polymer 8th on the support layer 4th applied, and then the particles 14th of the second thermoplastic polymer material 18th on the polymer material previously applied to the support layer 8th applied and pressed into it. This is followed by heating for the formation and connection of the adhesion promoting layer 6th with the introduced particles 14th on the support layer 4th . Then that becomes the sliding layer 10 forming second thermoplastic polymer material 12th applied and heat and optionally pressure supplied so that the particles 14th of the second thermoplastic polymer material 18th a joint with the first thermoplastic polymer material produced by the action of temperature and optionally pressure 12th the sliding layer 10 and form a permanent joint of the support layer 4th , Bonding layer 6th and sliding layer 10 is achieved.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2139675 B1 [0002]EP 2139675 B1 [0002]

Claims (10)

Gleitlagerverbundwerkstoff (2) mit einer metallischen Stützschicht (4), insbesondere aus Stahl, mit einer auf die Stützschicht (4) aufgebrachten Haftvermittlungsschicht (6) auf Basis eines Polymermaterials (8) und mit einer auf die Haftvermittlungsschicht (6) aufgebrachten Gleitschicht (10) auf Basis eines ersten thermoplastischen Polymermaterials (12), dadurch gekennzeichnet, dass in das die Haftvermittlungsschicht (6) bildende Polymermaterial (8) Partikel (14) aus einem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eingebracht sind, die an eine der Gleitschicht (10) zugewandte Oberseite (16) der Haftvermittlungsschicht (6) heranreichen oder aus der Oberseite (16) der Haftvermittlungsschicht (6) vorstehen, und dass diese Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eine durch Temperatureinwirkung hergestellte Fügeverbindung mit dem ersten thermoplastischen Polymermaterial (12) der Gleitschicht (10) aufweist.Plain bearing composite material (2) with a metallic support layer (4), in particular made of steel, with an adhesion promoting layer (6) based on a polymer material (8) applied to the supporting layer (4) and with a sliding layer (10) applied to the adhesion promoting layer (6) based on a first thermoplastic polymer material (12), characterized in that particles (14) made of a second thermoplastic polymer material (18) are introduced into the polymer material (8) forming the adhesion promoting layer (6), said particles facing one of the sliding layer (10) The top (16) of the bonding layer (6) reach up to or protrude from the top (16) of the bonding layer (6), and that these particles (14) from the second thermoplastic polymer material (18) form a joint with the first thermoplastic polymer material (18) produced by the action of temperature. 12) of the sliding layer (10). Gleitlagerverbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmelzpunkt des die Partikel (14) bildenden zweiten thermoplastischen Polymermaterials (18) um höchstens 20°C, insbesondere um höchstens 15°C, insbesondere um höchstens 10°C von einem Schmelzpunkt des ersten thermoplastischen Polymermaterials (12) der Gleitschicht (10) abweicht.Plain bearing composite according to Claim 1 , characterized in that a melting point of the second thermoplastic polymer material (18) forming the particles (14) is at most 20 ° C, in particular by at most 15 ° C, in particular by at most 10 ° C from a melting point of the first thermoplastic polymer material (12) of the Sliding layer (10) differs. Gleitlagerverbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite thermoplastische Polymermaterial (18) der Partikel (14) identisch ist zu dem ersten thermoplastischen Polymermaterial (12) der Gleitschicht (10).Plain bearing composite according to Claim 1 , characterized in that the second thermoplastic polymer material (18) of the particles (14) is identical to the first thermoplastic polymer material (12) of the sliding layer (10). Gleitlagerverbundwerkstoff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste thermoplastische Polymermaterial (12) der Gleitschicht (10) auf Basis von PEEK gebildet ist.Sliding bearing composite material according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first thermoplastic polymer material (12) of the sliding layer (10) is formed on the basis of PEEK. Gleitlagerverbundwerkstoff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke der Haftvermittlungsschicht (6) wenigstens 20 µm, insbesondere wenigstens 30 µm, insbesondere wenigstens 40 µm und höchstens 200 µm, insbesondere höchstens 150 µm, insbesondere höchstens 100 µm, insbesondere höchstens 70 µm, insbesondere höchstens 60 µm beträgt.Plain bearing composite material according to one or more of the preceding claims, characterized in that a thickness of the adhesion promoting layer (6) is at least 20 µm, in particular at least 30 µm, in particular at least 40 µm and at most 200 µm, in particular at most 150 µm, in particular at most 100 µm, in particular at most 70 µm, in particular at most 60 µm. Gleitlagerverbundwerkstoff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 80 Masseprozent, insbesondere wenigstens 90 Masseprozent der Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eine Partikelgröße haben, die das 0,4 - 1,2-fache, insbesondere das 0,6 - 1,2-fache, insbesondere das 0,8 - 1,2-fache einer Schichtdicke der Haftvermittlungsschicht beträgt.Plain bearing composite material according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least 80 percent by mass, in particular at least 90 percent by mass of the particles (14) from the second thermoplastic polymer material (18) have a particle size that is 0.4 - 1.2 times, in particular 0.6-1.2 times, in particular 0.8-1.2 times a layer thickness of the adhesion promoting layer. Gleitlagerverbundwerkstoff nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Haftvermittlungsschicht (6) bildende Polymermaterial (8) ein Duroplast, insbesondere auf Basis PBI, PI, PEI, ist.Sliding bearing composite material according to one or more of the preceding claims, characterized in that the polymer material (8) forming the adhesion promoting layer (6) is a thermoset, in particular based on PBI, PI, PEI. Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagerverbundwerkstoffs (2) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer in einer Längsrichtung endlosen metallischen Stützschicht (4), insbesondere aus Stahl, - Bereitstellen des die Haftvermittlungsschicht (6) bildenden Polymermaterials (8), insbesondere in Partikelform oder als Dispersion, und Bereitstellen der Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) und Herstellen einer Mischung daraus, - Aufbringen der Mischung auf die Stützschicht (4), - Erwärmen der Mischung zur Polymerisation und zur Ausbildung und Anbindung der Haftvermittlungsschicht (6) mit den eingebrachten Partikeln (14) auf der Stützschicht (4), - Aufbringen des zweiten die Gleitschicht (10) bildenden thermoplastischen Polymers (12) auf die Haftvermittlungsschicht (6), - Zuführen von Wärme und gegebenenfalls von Druck, so dass die Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eine durch Temperatureinwirkung und gegebenenfalls Druck hergestellte Fügeverbindung mit dem ersten thermoplastischen Polymermaterial (12) der Gleitschicht (12) ausbilden und eine dauerhafte Fügeverbindung von Stützschicht (4), Haftvermittlungsschicht (6) und Gleitschicht (10) erzielt wird.Method for producing a plain bearing composite material (2) according to one or more of the preceding claims, characterized by the following method steps: - providing a metallic support layer (4), in particular made of steel, which is endless in a longitudinal direction, - providing the polymer material (8) forming the adhesion promoting layer (6) ), in particular in particle form or as a dispersion, and providing the particles (14) from the second thermoplastic polymer material (18) and producing a mixture therefrom, - applying the mixture to the support layer (4), - heating the mixture for polymerization and formation and connection of the adhesion-promoting layer (6) with the introduced particles (14) on the support layer (4), - application of the second thermoplastic polymer (12) forming the sliding layer (10) to the adhesion promoting layer (6), - supply of heat and, if necessary, pressure, so that the particles (14 ) from the second thermoplastic polymer material (18) to form a joint with the first thermoplastic polymer material (12) of the sliding layer (12) produced by the action of temperature and, if necessary, pressure and a permanent joint of the supporting layer (4), adhesion promoting layer (6) and sliding layer (10) is achieved. Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagerverbundwerkstoffs (2) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer in einer Längsrichtung endlosen metallischen Stützschicht (4), insbesondere aus Stahl, - Bereitstellen des die Haftvermittlungsschicht (6) bildenden Polymermaterials (8), insbesondere in Partikelform oder als Dispersion, und Aufbringen auf die Stützschicht; - Bereitstellen der Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) und Aufbringen auf das zuvor auf die Stützschicht (4) aufgebrachte Polymermaterial (8) und Eindrücken in das zuvor auf die Stützschicht (4) aufgebrachte Polymermaterial (8), - Erwärmen zur Polymerisation und zur Ausbildung und Anbindung der Haftvermittlungsschicht (6) mit den eingebrachten Partikeln (14) auf der Stützschicht (4), - Aufbringen des zweiten die Gleitschicht (10) bildenden thermoplastischen Polymermaterials (12) auf die Haftvermittlungsschicht (6), - Zuführen von Wärme und gegebenenfalls von Druck, so dass die Partikel (14) aus dem zweiten thermoplastischen Polymermaterial (18) eine durch Temperatureinwirkung und gegebenenfalls Druck hergestellte Fügeverbindung mit dem ersten thermoplastischen Polymermaterial (12) der Gleitschicht (10) ausbilden und eine dauerhafte Fügeverbindung von Stützschicht (4), Haftvermittlungsschicht (6) und Gleitschicht (10) erzielt wird.Method for producing a plain bearing composite material (2) according to one or more of the above Claims 1 - 7th , characterized by the following process steps: - providing a metallic support layer (4), in particular made of steel, which is endless in a longitudinal direction, - providing the polymer material (8) forming the adhesion promoting layer (6), in particular in particle form or as a dispersion, and applying it to the support layer; - providing the particles (14) from the second thermoplastic polymer material (18) and applying them to the polymer material (8) previously applied to the support layer (4) and pressing them into the polymer material (8) previously applied to the support layer (4), - heating for the polymerization and for the formation and connection of the adhesion promoting layer (6) with the introduced particles (14) on the supporting layer (4), - applying the second thermoplastic polymer material (12) forming the sliding layer (10) to the adhesion promoting layer (6), - feeding of heat and possibly pressure, so that the particles (14) from the second thermoplastic polymer material (18) form a joint with the first thermoplastic polymer material (12) of the sliding layer (10) produced by the action of temperature and possibly pressure and a permanent joint of the supporting layer (4), bonding layer (6) and sliding layer (10) is achieved. Gleitlagerelement, hergestellt aus einem Gleitlagerverbundwerkstoff (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7.Plain bearing element made from a plain bearing composite material (2) according to one or more of the Claims 1 - 7th .
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DE102008031824A1 (en) 2008-07-05 2010-01-07 Schaeffler Kg Shell bearing for shaft has slip additive to resin matrix consisting of polyfluorcarbon hydride and organic coupling residue
DE102008055195A1 (en) 2008-12-30 2010-07-15 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Sliding element and method for its production
EP2139675B1 (en) 2007-04-20 2017-11-29 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus GmbH Maintenance-free plain bearing

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