DE102021104999A1

DE102021104999A1 - sliding property and centering

Info

Publication number: DE102021104999A1
Application number: DE102021104999.7A
Authority: DE
Inventors: Plamen Georgi; Daniel Kreuzer; Alexander Schnurr
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2022-09-08

Abstract

Verfahren zur Verbesserung der Gleiteigenschaft und/oder Zentrierung eines Bauteilkörpers in einer Buchse, wobei in einem ersten Verfahrensschritt der Bauteilkörper an einem Gleit- und/oder Zentrierbereich mit einer Materialschicht zumindest teilweise überzogen wird und in einem zweiten Verfahrensschritt eine Anpassung der Materialschicht derart erfolgt, dass eine einheitliche konstante Materialschichtdicke an dem Gleit- und/oder Zentrierbereich ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung eine wärmeerzeugte oder elastische Schrumpfbewegung ist.Method for improving the sliding properties and/or centering of a component body in a bushing, wherein in a first method step the component body is at least partially covered with a layer of material in a sliding and/or centering area and in a second method step the material layer is adapted in such a way that a uniform constant material layer thickness is formed at the sliding and/or centering area, characterized in that the adaptation is a heat-induced or elastic shrinking movement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Gleiteigenschaft und/oder zur Zentrierung eines Bauteilkörpers in einer Buchse.The invention relates to a method for improving the sliding properties and/or for centering a component body in a bush.

In einer Vielzahl von technischen Anwendungen ist es erforderlich, Bauteilkörper in dafür vorgesehenen Aufnahmen, zum Beispiel Buchsen gleitend und/oder präzise zentriert zu führen. Beispielsweise sind Schieber oder Anker von Sicherheitsventilen oftmals Gegenstand solcher Gleitführungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Gleiteigenschaften solcher Bauteilkörper werden in der Regel durch verschiedene Gleitmittel, beispielsweise Schmiermittel in Form von Fluiden oder Pulvern, oder auch Oberflächenbeschichtungen in Form von Gleitlacken entscheidend beeinflusst und gegenüber den reinen Gleiteigenschaften des Materials, aus welchem der Bauteilkörper hergestellt ist, verbessert. Nachteilig an den bekannten Methoden zur Verbesserung der Gleiteigenschaft ist die vergleichsweise komplexe und aufwendige Aufbringung zum Beispiel von Lacken oder die Verwendung zusätzlicher Materialien, welche beispielsweise zu Verunreinigungen an einem Bauteil selbst führen können. Überdies bilden Lacke oder Pulver, welche aus eine Vielzahl einzelner Partikel bestehen, keine integrale Beschichtung aus, wodurch die Beschichtungen schneller verschleißen.In a large number of technical applications, it is necessary to slide and/or precisely center component bodies in intended receptacles, for example bushings. For example, slides or armatures of safety valves are often the subject of such sliding guides, which are known from the prior art. The sliding properties of such component bodies are usually decisively influenced by various lubricants, for example lubricants in the form of fluids or powders, or surface coatings in the form of anti-friction coatings and are improved compared to the pure sliding properties of the material from which the component body is made. A disadvantage of the known methods for improving the sliding property is the comparatively complex and expensive application of paints, for example, or the use of additional materials, which can lead to contamination of a component itself, for example. In addition, paints or powders, which consist of a large number of individual particles, do not form an integral coating, which means that the coatings wear out more quickly.

Derart gleitende Bauteile benötigen üblicherweise auch eine hochwertige Zentrierung, um ein Verklemmen beziehungsweise Verschleißen der Gleitbeschichtung zu verhindern. Aus dem Stand der Technik sind hierzu zum Beispiel Kolbenringe, Hülsen, Zentrierstifte oder der gleichen bekannt. Auch derartige Gegenstände sind vergleichsweise teuer und stellen zusätzliche Fremdkörper dar, welche in dem Bereich der Bauteile aufgenommen werden müssen.Such sliding components usually also require high-quality centering in order to prevent the sliding coating from jamming or wearing out. For example, piston rings, sleeves, centering pins or the like are known from the prior art. Such objects are also comparatively expensive and represent additional foreign objects that have to be accommodated in the area of the components.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt die Gleiteigenschaften und/oder die Zentrierung eines Bauteilkörpers in einer Buchse zu verbessern. Ausgehend vom Stand der Technik im Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The invention has therefore set itself the task of improving the sliding properties and/or the centering of a component body in a bush. Based on the state of the art in the preamble of claim 1, the task is solved by the characterizing features of claim 1. Advantageous developments and expedient refinements are specified in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Gleiteigenschaft und/oder Zentrierung eines Bauteilkörpers in einer Buchse, wobei in einem ersten Verfahrensschritt der Bauteilkörper an einem Gleit- und/oder Zentrierbereich mit einer Materialschicht zumindest teilweise überzogen wird und in einem zweiten Verfahrensschritt eine Anpassung der Materialschicht derart erfolgt, dass eine einheitliche konstante Materialschichtdicke an dem Gleit- und/oder Zentrierbereich ausgebildet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Materialschicht durch eine wärmeerzeugte oder eine elastische Schrumpfbewegung erfolgt.The invention relates to a method for improving the sliding properties and/or centering of a component body in a bushing, wherein in a first method step the component body is at least partially covered with a layer of material in a sliding and/or centering area and in a second method step the material layer is adapted takes place in such a way that a uniform, constant material layer thickness is formed on the sliding and/or centering area. The invention is characterized in that the material layer is adapted by a heat-generated or an elastic shrinking movement.

Das vorgeschlagene Verfahren sieht somit vor, die Schicht nicht durch ein Auftragungsverfahren, wie es beispielsweise bei Lacken oder dergleichen stattfindet, anzuordnen, sondern die Schicht durch Aufschrumpfen oder Überziehen herzustellen. Der Aufschrumpfvorgang ist industriell leicht zu vollziehen, prozesssicher und mit keiner Verunreinigung der Umgebung, zum Beispiel von Randbereichen des Gleit- und/oder Zentrierbereichs einhergehend. Die Schrumpfbewegung kann dabei thermisch erzeugt werden, oder durch elastisches Anschmiegen eines vorgespannten elastischen Schlauch erfolgen.The proposed method thus envisages not arranging the layer by an application method, as is the case, for example, with lacquers or the like, but instead producing the layer by shrinking or coating. The shrinking process is easy to carry out industrially, is process-reliable and does not involve any contamination of the environment, for example of the edge areas of the sliding and/or centering area. The shrinking movement can be generated thermally, or by elastically clinging to a prestressed elastic tube.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Aufbringen der Materialschicht als Aufschieben eines Schrumpfschlauchs auf den teilweisen oder vollständigen Gleit- und/oder Zentrierbereich des Bauteilkörpers ausgebildet ist. Schrumpfschläuche bieten sich insbesondere bei länglichen Körpern an, da diese in der Regel gut geeignet sind in einen Schrumpfschlauch aufgenommen, und von diesem nach erfolgtem thermischem Schrumpfvorgang gleichmäßig umgeben zu werden. Alternativ kann auch ein elastischer Schlauch mit einem Untermaß gegenüber dem Gleit- und Zentrierbereich aufgeschoben werden, in dem dieser über Hilfsmittel vorgespannt und geweitet wird, über den Gleit- und Zentrierbereich gezogen und dort angeordnet wird. Aufgrund seiner elastischen Rückstellkraft schmiegt sich der elastische Schlauch im Durchmesser schrumpfend an die Oberfläche des Gleit- und Zentrierbereichs an.An advantageous development of the method provides that the application of the material layer is in the form of sliding a shrink tube onto the partial or complete sliding and/or centering area of the component body. Shrink tubing is particularly useful for elongate bodies, since these are generally well suited to be accommodated in a shrink tubing and to be evenly surrounded by it after the thermal shrinking process has taken place. Alternatively, an elastic hose that is smaller than the sliding and centering area can also be pushed on, in which it is prestressed and widened using tools, pulled over the sliding and centering area and arranged there. Due to its elastic restoring force, the elastic tube shrinks in diameter and nestles against the surface of the sliding and centering area.

In einer überdies bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine vollständige Überziehung des Gleit- und/oder Zentrierbereichs mit der Materialschicht erfolgt. Bei vollständiger Überdeckung des Gleit- und/oder Zentrierbereichs ist sichergestellt, dass eine einheitliche Wirkung der Verbesserung der Gleiteigenschaften und/oder Zentrierung des Bauteilkörpers erfolgt, und keine Übergangsbereiche, wie beispielsweise bei Gleitringen oder Kunststoff-Kolbenringen zu überwinden sind.In a moreover preferred embodiment it is provided that the sliding and/or centering area is completely covered with the material layer. If the sliding and/or centering area is completely covered, it is ensured that there is a uniform effect of improving the sliding properties and/or centering of the component body, and no transition areas, such as with slide rings or plastic piston rings, have to be overcome.

Die Erfindung sieht überdies ein Gleitbauteil vor, welches eine Buchse sowie einen in der Buchse gleitend gelagerten Bauteilkörper umfasst. Der Bauteilkörper ist dabei mit einem Schrumpfschlauch umgeben wobei der Schrumpfschlauch eine Materialschicht ausbildet, welche die Reibung des Bauteilkörpers in der Buchse verringert. Erfindungsgemäß ist dieser Schrumpfschlauch als aufgeschrumpfter Gleitkörper zu verstehen, welcher die entsprechende Verbesserung der Gleiteigenschaft durch Verringerung der Reibung herbeiführt.The invention also provides a sliding component which comprises a bush and a component body which is slidably mounted in the bush. The body of the component is surrounded by a shrink tube, the shrink tube forming a layer of material that reduces the friction of the body of the component in the socket. According to the invention, this shrink tube is to be understood as a shrunk-on sliding body brings about the corresponding improvement in the sliding property by reducing friction.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Gleitbauteils sieht überdies vor, dass der Bauteilkörper mit einem Schrumpfschlauch ebenso derart umgeben ist, dass der Schrumpfschlauch eine Materialschicht ausbildet, welche den Bauteilkörper in der Buchse zentriert, bevorzugt diesen spielfrei gegenüber einer Innenwandung der Buchse in der Buchse zentriert ausrichtet.A preferred development of the sliding component also provides for the component body to be surrounded by a shrink tube in such a way that the shrink tube forms a layer of material which centers the component body in the socket, preferably aligns it centered in the socket with no play relative to an inner wall of the socket.

Ein thermischer oder elastischer Schrumpfschlauch bildet insbesondere um einen rotationssymmetrischen Bauteilkörper, aber auch um anders artige Geometrien herum, eine bevorzugt gleichmäßige, in ihrer Dicke eindeutig definierte Schicht aus, welche dazu dient, den Bauteilkörper in einer Buchse spielfrei zu lagern, und einen gegenüber dem unbeschichteten Bauteil und der Buchse verbleibenden Spaltraum zu verringern oder ganz zu schließen.A thermal or elastic shrink tube forms a preferably uniform layer with a thickness that is clearly defined, especially around a rotationally symmetrical component body, but also around other types of geometries To reduce or completely close the remaining gap space between the component and the socket.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Materialschicht, insbesondere der Schrumpfschlauch aus wenigstens einem Kunststoff, insbesondere aus PTFE, oder einem anderen schrumpffähigen Material mit niedrigen Reibkoeffizienten hergestellt ist. Die Verwendung entsprechender Materialien, zum Beispiel Kunststoff, oder PTFE, ermöglicht einen industriellen- und prozesssicheren Standard, da hinreichend Erfahrung über die chemischen Eigenschaften, die Abriebfestigkeit, die Reibkoeffizienten und andere relevante Parameter im Bereich der Führung einer gleitenden Bauteilanordnung existieren. Derartige Elemente werden jedoch bekannter Weise nicht als reibungsmindernde Schrumpfschläuche eingesetzt, sondern finden viel mehr im Bereich der Verpackungen und Versiegelungen sowie zur Bündelung und Isolierung von Kabeln Anwendung.A further preferred embodiment provides that the material layer, in particular the shrink tube, is made from at least one plastic, in particular from PTFE, or another shrinkable material with low coefficients of friction. The use of appropriate materials, such as plastic or PTFE, enables an industrial and process-safe standard, since there is sufficient experience of the chemical properties, abrasion resistance, friction coefficients and other relevant parameters in the area of guiding a sliding component arrangement. However, as is known, such elements are not used as friction-reducing heat-shrink tubing, but are used much more in the field of packaging and sealing, and for bundling and insulating cables.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gleitbauteils ist durch ein Sicherheitsventil, beispielsweise in einem Gasventil gegeben, bei welchem sowohl eine optimale Zentrierung als auch eine hinreichend leichtgängige Gleitverbindung erforderlich ist, und vorzugsweise sogar eine damit einhergehende Abdichtung erfolgt.A preferred embodiment of a sliding component according to the invention is given by a safety valve, for example in a gas valve, in which both optimal centering and a sufficiently smooth sliding connection are required, and preferably even an associated seal.

Der Gegenstand der Erfindung soll an den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert werden. Es zeigen dabei

1 eine schematische Darstellung eines Bauteilkörpers in einer Buchse;
2 eine Darstellung eines Ankers, insbesondere eines Ankers eines Sicherheitsventils.

The object of the invention is to be explained further using the exemplary embodiments presented below. Show it

1 a schematic representation of a component body in a socket;
2 a representation of an armature, in particular an armature of a safety valve.

Im Einzelnen zeigt 1 eine schematische Darstellung eines Bauteils (1) mit einer Bauteilwandung (2), wobei das Bauteil (1) im Innenraum einer Buchse (3) aufgenommen ist. Das Bauteil (1) weißt an seiner Unterseite einen Bauteilfuß (4) auf, welcher den Einschub in die Buchse (3) beschränkt. Auf der Bauteilwandung (2), das Bauteil (1) umgebend, ist eine reibungsminimierende und zentrierende Schicht (5) angeordnet. Die Schicht(5) ist in Form eines schlauchförmigen Körpers über das Bauteil (1), an die Bauteilwandung (2) umlaufen anliegend, aufgeschoben und mittels einer wärmeerzeugten Schrumpfbewegung flächenbündig auf die Bauteilwandung (2) aufgeschrumpft. Alternativ kann auch ein elastischer Schlauchkörper mit einem gegenüber dem Bauteil (1) gegebenen Untermaß durch Hilfsmittel vorgespannt und dann über das Bauteil (1) gezogen werden. Durch Entfernung des Hilfsmittels erfolgt eine elastische Rückstellung Schlauchs und ein damit einhergehendes elastisches Aufschrumpfen des Durchmessers zur Ausbildung der Schicht (5).In detail shows 1 a schematic representation of a component (1) with a component wall (2), wherein the component (1) is accommodated in the interior of a socket (3). The component (1) has a component base (4) on its underside, which restricts insertion into the socket (3). A friction-minimizing and centering layer (5) is arranged on the component wall (2), surrounding the component (1). The layer (5) is in the form of a tubular body over the component (1), lying circumferentially against the component wall (2), pushed on and shrunk flush onto the component wall (2) by means of a heat-generated shrinking movement. Alternatively, an elastic hose body with an undersize relative to the component (1) can also be prestressed by means of aids and then pulled over the component (1). By removing the aid, the hose is elastically restored and the diameter associated therewith is elastically shrunk to form the layer (5).

Die Materialstärke (6) der aufgeschrumpften Schicht (5) entspricht mit hinreichender Genauigkeit der radialen Dimension des Zwischenraums (7) zwischen einer Wandung (8) der Buchse (3) und der Außenseite der Bauteilwandung (2). Auf diese Weise dient die reibungsminimierende und zentrierende Schicht (5) sowohl der Gleiteigenschaft des Bauteils (1) in der Buchse (3) als auch dessen Zentrierung im Innenraum der Buchse (3), aufgrund der Gleichmäßigkeit der Schicht (5).The material thickness (6) of the shrunk-on layer (5) corresponds with sufficient accuracy to the radial dimension of the gap (7) between a wall (8) of the bushing (3) and the outside of the component wall (2). In this way, the friction-minimizing and centering layer (5) serves both the sliding property of the component (1) in the bush (3) and its centering in the interior of the bush (3) due to the uniformity of the layer (5).

2 zeigt eine entsprechende Anordnung einer reibungsmindernden und zentrierenden Schicht (11) an einem Bauteil (10), welches vorliegend ohne eine dieses Bauteil umgebende Buchse dargestellt ist. Das Bauteil (10) ist als Anker eines Sicherheitsventils dargestellt, und weist an seinem untern Ende eine Aufnahme (12) für eine Dichtung auf. 2 shows a corresponding arrangement of a friction-reducing and centering layer (11) on a component (10), which is shown here without a bush surrounding this component. The component (10) is shown as the armature of a safety valve and has a seat (12) for a seal at its lower end.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsformen beschränkt. Sie umfasst viel mehr diejenigen Ausgestaltungen, welche vom erfindungsgemäßen Gedanken der Ansprüche Gebrauch machen.The invention is not limited to the present embodiments. It includes much more those configurations which make use of the inventive concept of the claims.

BezugszeichenlisteReference List

11: Bauteilcomponent
22: Bauteilwandungcomponent wall
33: BuchseRifle
44: Bauteilfußcomponent foot
55: reibungsminimierende und zentrierende Schichtfriction-minimizing and centering layer
66: Materialstärkematerial thickness
77: Zwischenraumspace
88th: Wandungwall
1010: Bauteilcomponent
1111: reibungsminimierende und zentrierende Schichtfriction-minimizing and centering layer
1212: Aufnahmerecording

Claims

Method for improving the sliding properties and/or centering of a component body in a bushing, wherein in a first method step the component body is at least partially covered with a layer of material in a sliding and/or centering area and in a second method step the material layer is adapted in such a way that a uniform constant material layer thickness is formed at the sliding and/or centering area, characterized in that the adaptation is a heat-generated or elastic shrinking movement.

procedure after claim 1 , characterized in that the first method step is a sliding of a shrink tube or a sliding of a pretensioned elastic tube onto the sliding and/or centering area of the component body.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the sliding and/or centering area is completely covered with the material layer in the first method step.

Sliding component comprising a bush and a component body slidably mounted in the bush, characterized in that the component body is surrounded by a shrink tube or an elastically stretched tube, the shrink tube or the elastically stretched tube forming a material layer which reduces the friction of the component body in the bush reduced.

Sliding component comprising a bushing and a component body slidably mounted in the bushing, characterized in that the component body is surrounded by a shrink tube or an elastically stretched tube, the shrinkable tube or the elastically stretched tube forming a material layer which centers the component body in the bushing , preferably without play against an inner wall of the socket centered in the socket.

Sliding component according to one or both of Claims 4 or 5 , characterized in that the material layer is designed as a shrink tube made from at least one plastic, in particular from PTFE.

Sliding component according to any of the preceding Claims 4 and/or 5 or 6, characterized in that in the case of the sliding component, the component body is designed as an armature of a safety valve, in particular in a gas valve.