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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Axiallager mit
einer Gleitfläche auf jeder von beiden Seiten (im folgenden
als doppelseitiges Axialgleitlager bezeichnet), welches eine
Plattenform aufweist und von dem beide Seiten in gleitendem
Kontakt mit Gegenstücken stehen.
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Ein doppelseitiges Axialgleitlager ist als ein Lager, welches
in einer Plattenform ausgebildet ist und von dem beide Seiten
in gleitendem Kontakt mit Gegenstücken stehen, bekannt.
Derartige doppelseitige Axialgleitlager werden beispielsweise als
Taumelscheibe einer Taumelscheibenkolbenpumpe (Pumpe variablen
Typs und Kompressor etc.) oder dergleichen benutzt. Bei einer
Taumelscheibenkolbenpumpe wird ein Gas in einem Zylinder von
einem sich in dem Zylinder hin- und herbewegenden Kolben
komprimiert, während der Kolben der rotierenden Taumelscheibe
folgt, und die Taumelscheibe gleitet relativ zu einem Schuh,
welcher ein zwischen der Taumelscheibe und dem Kolben
angeordnetes Gegenstück darstellt. Die Taumelscheibe einer
Taumelscheibenkolbenpumpe wird mit einer hohen Geschwindigkeit
rotiert und wird zudem durch den Schuh einem hohen Druck
ausgesetzt.
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Herkömmlich wird bei in Geräten wie einer Taumelscheibenpumpe
oder einem Taumelscheibenkompressor benutzten doppelseitigen
Axialgleitlagern eine Gleitschicht von etwa 2 bis 20 µm
bereitgestellt, indem beide Seiten eines Basiselements einmal
oder mehrmals mit einem synthetischen Harz beschichtet werden,
oder das doppelseitige Axialgleitlager ist selbst aus einem
einfachen Harz gefertigt. Zudem wird bei dem doppelseitigen
Axialgleitlager ein Schmiermittel auf die Gleitflächen
aufgebracht. Insbesondere wird bei einem Taumelscheibenkompressor
als Schmiermittel eine Mischung aus einem Kältemittel und
einem Kältemaschinenöl (Kältemittel/Kältemaschinenölmischung)
aufgebracht. Das Schmiermittel wird auf die Gleitflächen des
doppelseitigen Axialgleitlagers aufgebracht. Wenn jedoch, wie
im Fall eines Kompressors für eine Klimaanlage, ein Gerät
manchmal für eine lange Zeit nicht benutzt wird, wird die
Kältemittel/Kältemaschinenölmischung nicht regelmäßig auf die
Gleitflächen des doppelseitigen Axialgleitlagers aufgebracht,
was zu einem trockenen Zustand der Gleitflächen führt. Da eine
gewisse Zeit nötig ist, bis die
Kältemittel/Kältemaschinenölmischung auf die Gleitflächen aufgetragen
wird, tritt für eine gewisse Zeit Gleiten in dem trockenen
Zustand der Gleitflächen auf, wenn der Kompressor in diesem
trockenen Zustand gestartet wird. Dies kann zu fressendem
Verschleiß aufgrund einer großen auf das doppelseitige
Axialgleitlager wirkenden Last führen. Daher ist ein doppelseitiges
Axialgleitlager erforderlich, welches sich, bevor eine
hinreichende Menge des Kühlmittel-/Kältemaschinenölgemisches
aufgebracht wird, ohne das Auftreten von fressendem Verschleiß für
eine lange Zeit an Gegenstücken auch in dem trockenen Zustand
gleitend bewegen kann.
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In dem Fall, dass die Gleitschicht durch einmaliges oder
mehrmaliges Beschichten beider Seiten des Basiselements mit dem
oben beschriebenen synthetischen Harz bereitgestellt wird,
kann eine Gleitschicht mit hinreichender Dicke nicht
bereitgestellt werden. Das Basiselement wird in diesem Fall durch
Abrieb der Gleitschicht, welche durch kurzzeitige Benutzung des
doppelseitigen Axialgleitlagers in dem trockenen Zustand
hervorgerufen wird, freigelegt, so dass fressender Verschleiß
erfolgt. Wenn hingegen durch viele Beschichtungsvorgänge eine
dicke Gleitschicht bereitgestellt wird, ist es nicht möglich,
eine hinreichende Haftung zwischen der Gleitschicht und dem
Basiselement zu erhalten, mit dem Ergebnis, dass die
Gleitschicht von dem Basiselement innerhalb kurzer Zeit abgelöst
wird. In dem Fall, dass das doppelseitige Axialgleitlager
selbst aus einer einfachen Harzsubstanz gefertigt ist, weist
das Axialgleitlager eine unzureichende mechanische Festigkeit
auf, was bewirkt, dass das Axialgleitlager einer hohen Last
nicht widerstehen kann. Dies führt zum Bruch oder zur
Beschädigung des Axialgleitlagers. Zudem ist wegen der schlechten
Wärmeleitfähigkeit des Harzes die Hitzedissipation
unzureichend, so dass sich die Temperatur der Gleitflächen stark
erhöht.
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Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
doppelseitiges Axialgleitlager bereitzustellen, welches auch
in einem trockenen Zustand für eine lange Zeit an Gegenstücken
gleiten kann und welches zudem eine hinreichende mechanische
Festigkeit und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein doppelseitiges
Axialgleitlager nach Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche definieren
bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
doppelseitiges Axialgleitlager mit einer Plattenform, um in
gleitendem Kontakt mit jeweils einem Gegenstück auf jeder der
beiden Seiten des Axialgleitlagers zu stehen, bereitgestellt,
wobei das doppelseitige Axialgleitlager eine Struktur
aufweist, welche Folgendes umfasst: ein plattenförmiges
Basiselement, welches auf beiden Seiten einen Ankereffekt aufweist,
und eine Gleitschicht mit einer Dicke von nicht weniger als 30 µm
auf jeder der beiden Seiten des Basiselements, wobei die
Gleitschicht aus einem duroplastischen harzhaltigen Material
gefertigt ist.
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Durch diesen Aufbau, bei dem die Dicke der Gleitschicht nicht
weniger als 30 µm beträgt, wird es möglich, dass das
doppelseitige Axialgleitlager, auch wenn es in dem trockenen Zustand
benutzt wird, für eine lange Zeit an den Gegenstücken gleiten
kann. Zudem wird es wegen des Ankereffekts des Basiselements
möglich, das doppelseitige Axialgleitlager so herzustellen,
dass die Gleitschicht kaum von dem Basiselement abgelöst wird.
Zudem kann die mechanische Festigkeit und thermische
Leitfähigkeit des doppelseitigen Axialgleitlagers durch das zwischen
den Gleitschichten angeordnete Basiselement verbessert werden.
Damit kann das doppelseitige Axialgleitlager wegen der hohen
Festigkeit bei einer hohen Last benutzt werden, und eine
Temperaturerhöhung auf der Gleitseite kann durch einen
hitzedissipierenden Effekt minimiert werden, welcher durch die hohe
thermische Leitfähigkeit des Basiselements hervorgerufen wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
doppelseitiges Axialgleitlager wie bei dem ersten Aspekt der
Erfindung bereitgestellt, bei dem der Ankereffekt durch auf
beiden Seiten des Basiselements bereitgestellte konkave
Abschnitte hervorgerufen wird. Durch diesen Aufbau kann das
Basiselement mit dem Ankereffekt, der bewirkt, dass die
Gleitschicht kaum abgeschält werden kann, einfach durch bloßes
Bereitstellen der konkaven Abschnitte auf beiden Seiten des
Basiselements durch Pressen oder andere Mittel hergestellt
werden. Der Ankereffekt wird dadurch hervorgerufen, dass die
Gleitschicht in die konkaven Abschnitte beider Seiten des
Basiselements eingepasst ist, wodurch ein Widerstand gegen
Belastungen in die Gleitrichtung vergrößert wird. Der
Ankereffekt erhöht die Haftung zwischen dem Basiselement und der
Gleitschicht, so dass die Gleitschicht kaum von dem
Basiselement abgelöst werden kann.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der
Ankereffekt bei einem doppelseitigen Axialgleitlager, welches
wie bei dem ersten Aspekt der Erfindung aufgebaut ist, durch
eine Mehrzahl von durchgehenden Löchern hervorgerufen, welche
in gleichmäßigen Abständen konzentrisch um ein Zentrum des
Basiselements angeordnet sind. Bei diesem Aufbau kann das
Basiselement, welches den Ankereffekt aufweist, leicht durch bloßes
Bereitstellen der durchgehenden Löcher an von dem Zentrum des
Basiselements entfernten Positionen in gleichen
Winkelabständen bewerkstelligt werden. Dieser Ankereffekt wird dadurch
hervorgerufen, dass die auf beiden Seiten des Basiselements
ausgebildeten Gleitschichten über die durchgehenden Löcher in
dem Basiselement miteinander verbunden sind. Dieser
Ankereffekt bewirkt eine hohe Haftung zwischen dem Basiselement und
den Gleitschichten, so dass die Gleitschicht kaum von dem
Basiselement abgelöst werden kann.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
doppelseitiges Axialgleitlager wie bei dem ersten Aspekt der
Erfindung bereitgestellt, bei dem der Ankereffekt durch eine
auf beiden Seiten des Basiselementes bereitgestellte poröse
Schicht hervorgerufen wird. Bei diesem Aufbau kann ein
Basiselement mit dem Ankereffekt, der bewirkt, dass die
Gleitschicht kaum abgelöst werden kann, einfach durch bloßes
Bereitstellen der porösen Schicht auf beiden Seiten des
Basiselements hergestellt werden. Dieser Ankereffekt wird dadurch
hervorgerufen, dass ein duroplastisches harzhaltiges Material,
welches die Gleitschicht bildet, in die auf beiden Seiten des
Basiselements bereitgestellten porösen Schichten imprägniert
wird. Der Ankereffekt bewirkt eine hohe Haftung zwischen dem
Basiselement und den Gleitschichten, so dass die
Gleitschichten kaum von dem Basiselement abgelöst werden können.
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Die verschiedenen Möglichkeiten, den Ankereffekt
hervorzurufen, können auch kombiniert werden. Beispielsweise kann das
Basiselement mit der porösen Schicht des vierten Aspekts der
Erfindung zusätzlich die durchgehenden Löcher des zweiten
Aspekts der Erfindung aufweisen, um die Adhäsion zwischen den
Gleitschichten und dem Basiselement weiter zu erhöhen.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
doppelseitiges Axialgleitlager wie in einem der ersten vier
Aspekte bereitgestellt, bei dem die Gleitschicht auf jeder der
beiden Seiten des Basiselements durch Pressen, Spritzpressen,
Transferpressen oder Spritzgießen gebildet wird. Auf diese
Weise kann eine Gleitschicht mit hinreichender Dicke
bereitgestellt werden, so dass ein doppelseitiges Axialgleitlager,
welches für längere Zeit an den Gegenstücken gleiten kann,
selbst wenn es in dem trockenen Zustand benutzt wird, leicht
hergestellt werden kann.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
ein erfindungsgemäßes doppelseitiges Axialgleitlager als
Taumelscheibe in einer Taumelscheibenkolbenpumpe bereitgestellt,
wobei die Taumelscheibe rotiert wird und als Gleitelement
wirkt, so dass ein Teil jeder der beiden Seiten der
Taumelscheibe in gleitendem Kontakt mit einem in der
Taumelscheibenkolbenpumpe bereitgestellten Gegenstück steht. Dadurch können
die Gegenstücke für eine längere Zeit bewegt werden, selbst
wenn das doppelseitige Axialgleitlager im trockenen Zustand
benutzt wird, und es wird möglich, die Beschädigung und das
Brechen des Basiselements und den Temperaturanstieg auf der
Gleitfläche zu verhindern. Daher kann die
Taumelscheibenkolbenpumpe unter strengen Anforderungen wie ohne Schmierung,
einer hohen Geschwindigkeit, einer hohen Last etc. benutzt
werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1A eine schematische Draufsicht auf ein erstes
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines doppelseitigen
Axialgleitlagers,
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Fig. 1B eine schematische Querschnittsansicht entlang einer
Linie IB-IB des Ausführungsbeispiels von Fig. 1A,
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Fig. 2A eine schematische Draufsicht auf ein zweites
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines doppelseitigen
Axialgleitlagers,
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Fig. 2B eine schematische Querschnittsansicht entlang einer
Linie IIB-IIB des Ausführungsbeispiels von Fig. 2A,
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Fig. 3A eine schematische Draufsicht auf ein drittes
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines doppelseitigen
Axialgleitlagers,
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Fig. 3B eine schematische Querschnittsansicht entlang einer
Linie IIIB-IIIB des Ausführungsbeispiels von Fig. 3A,
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Fig. 4 eine schematische longitudinale Querschnittsansicht
eines Taumelscheibenkompressors, bei dem ein erfindungsgemäßes
doppelseitiges Axialgleitlager benutzt wird,
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Fig. 5A eine schematische Draufsicht auf ein viertes
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines doppelseitigen
Axialgleitlagers,
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Fig. 5B eine schematische Querschnittsansicht entlang einer
Linie VB-VB des in Fig. 5A gezeigten Ausführungsbeispiels,
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Fig. 6A eine schematische Draufsicht auf ein fünftes
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines doppelseitigen
Axialgleitlagers,
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Fig. 6B eine schematische Querschnittsansicht entlang einer
Linie VIB-VIB des in Fig. 6A gezeigten Ausführungsbeispiels,
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Fig. 7A eine schematische Draufsicht auf ein sechstes
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines doppelseitigen
Axialgleitlagers, und
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Fig. 7B eine schematische Querschnittsansicht entlang einer
Linie VIIB-VIIB des in Fig. 7A gezeigten
Ausführungsbeispiels.
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Die Fig. 1A und 1B, 2A und 2B bzw. 3A und 3B zeigen jeweils
schematisch Draufsichten und Querschnittsansichten eines
ersten, zweiten bzw. dritten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines doppelseitigen Axialgleitlagers 1. Bei jedem
dieser Ausführungsbeispiele eines doppelseitigen Axialgleitlagers
1 bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente derselben
Funktion. Das doppelseitige Axialgleitlager 1 gemäß einem der in
Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele umfasst: ein
plattenförmiges Basiselement 2, welches aus einem einfachen
Metall oder einer einfachen Legierung auf Basis von Eisen,
Kupfer oder Aluminium gefertigt ist, und eine auf beiden
Seiten des Basiselements 2 bereitgestellte Gleitschicht 10,
welche aus einem duroplastischen harzhaltigen Material mit einer
Dicke von nicht weniger als 30 µm gefertigt ist. Bevorzugt ist
für die Dicke dieser Gleitschicht 10 nicht weniger als 30 µm,
aber nicht mehr als 500 µm. Denn wenn die Dicke 500 µm
übersteigt, nimmt die thermische Leitfähigkeit ab, was dazu führt,
dass ein hitzedissipierender Effekt nicht mehr erwartet werden
kann und demnach die Temperatur der Gleitfläche steigen kann.
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Als duroplastisches Harz, welches den Hauptbestandteil des
duroplastischen harzhaltigen Materials bildet, ist es bevorzugt,
Phenolharz, Epoxidharz, Polyamid-Imidharz, Polyimidharz oder
ähnliches zu verwenden. Zusätzlich zu diesen Harzen ist es
möglich, ungesättigtes Polyesterharz, Ureaharz, Melaminharz,
Silikonharz, Alkydharz, Urethanharz oder ähnliches zu
verwenden. In dem duroplastischen harzhaltigen Material, aus dem die
Gleitschicht 10 gefertigt ist, ist zumindest ein Bestandteil
aus der Gruppe bestehend aus festem Schmiermittel wie Graphit
(Gr), Molybdendisulfid (MoS2) oder Polytetrafluoroethylen
(PTFE) oder ähnliche, wobei das feste Schmiermittel eine
Verbesserung der Reibungscharakteristik bewirkt, und einem
abriebwiderstehenden Füllmittel wie verstärkten Fasern, harten
Partikel oder ähnlichen, wobei dieses Füllmaterial zu einer
Verbesserung der Abriebfestigkeit führt, zugesetzt. In Bezug
auf das quantitative Verhältnis der Bestandteile des
harzhaltigen Materials kann die Menge des duroplastischen Harzes 30
bis 90 Massenprozent, die des festen Schmiermittels 5 bis 60
Massenprozent und die des abriebwiderstehenden Füllmittels 5
bis 30 Massenprozent betragen.
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Bei dem Basiselement 2 des in Fig. 1A und 1B gezeigten
ersten Ausführungsbeispiels ist eine Mehrzahl von konkaven
Abschnitten 3 auf jeder der beiden Seiten des Basiselements
durch Pressen, Ausschneiden oder andere Mittel bereitgestellt,
in diesem Fall vier konkave Abschnitte auf jeder Seite des
Basiselements 2. Durch ein derartiges Bereitstellen der konkaven
Abschnitte 3 passt sich die Gleitschicht 10 in die konkaven
Abschnitte 3 ein, so dass ein Widerstand gegen Belastung in
der Gleitrichtung erhöht wird, wodurch ein Ankereffekt
hervorgerufen wird. Wegen diesem Ankereffekt ist die Haftung
zwischen dem Basiselement 2 und der Gleitschicht 10 erhöht, so
dass die Gleitschicht 10 kaum von dem Basiselement 2 abgelöst
wird. Obwohl der konkave Abschnitt 3 in Fig. 1A und 1B eine
zylindrische Form aufweist, ist die Form des konkaven
Abschnitts 3 nicht auf diese zylindrische Form beschränkt,
sondern kann auch in Form einer Halbkugel, eines Vierecks oder
anders vorliegen. Gleichfalls ist, obwohl in Fig. 1A vier
konkave Abschnitte 3 in einem konzentrischen Kreis in gleichen
Abständen auf dex Oberfläche des Basiselements 2
bereitgestellt sind, die Anzahl von diesen nicht darauf beschränkt,
und es kann eine Mehrzahl von konkaven Abschnitten 3 an
beliebigen Positionen bereitgestellt sein. Wenn sich die Anzahl der
ausgebildeten konkaven Abschnitte 3 erhöht, erhöht sich der
Widerstand gegen Belastung in Gleitrichtung, wodurch der
Ankereffekt vergrößert wird.
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In dem Basiselement 2 des in Fig. 2A und 2B gezeigten
Ausführungsbeispiels ist eine Mehrzahl von (im Fall von Fig. 2
vier) durchgehenden Löchern in einem konzentrischen Kreis in
gleichen Abständen auf der Oberfläche des Basiselements 2
durch Pressen, Ausschneiden oder andere Mittel bereitgestellt.
Der Mittelpunkt dieses konzentrischen Kreises ist der
Mittelpunkt P des Basiselements 2. Durch das Bereitstellen der
durchgehenden Löcher 4 auf diese Weise dringt, wenn in die
Gleitschicht 10 auf das Basiselement 2 aufgebracht wird, das
duroplastische harzhaltige Material in die durchgehenden
Löcher 4 ein und bildet somit einen Verbindungsabschnitt 11.
Damit sind die auf beiden Seiten des Basiselements 2
aufgebrachten Gleitschichten 10 durch den Verbindungsabschnitt 11
miteinander verbunden, was den Ankereffekt hervorruft. Durch
diesen Ankereffekt kann die Gleitschicht 10 kaum von dem
Basiselement 2 entfernt werden. Die durchgehenden Löcher 4 sind in
gleichmäßigen Abständen konzentrisch um den Mittelpunkt P des
Basiselements 2 angeordnet, so dass der Ankereffekt
gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Gleitschicht 10
hervorgerufen wird. Somit wird die Gleitschicht 10 auch nicht lokal
abgelöst. Obwohl in Fig. 2A vier durchgehende Löcher 4
dargestellt sind, ist die Anzahl dieser nicht auf diese Zahl
begrenzt. Es können zwei oder mehr durchgehende Löcher 4
bereitgestellt sein. Mit steigender Anzahl an durchgehenden Löchern
4 verstärkt sich der Ankereffekt.
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Bei dem Basiselement 2 des in Fig. 3A und 3B gezeigten
dritten Ausführungsbeispiels ist eine poröse Schicht 15 auf
beiden Seiten des Basiselements 2 bereitgestellt. Diese poröse
Schicht 15 kann beispielsweise durch Verteilen eines
Kupferlegierungspulvers auf beiden Seiten des Basiselements 2 und
Sintern des Pulvers bereitgestellt werden. Durch die
Bereitstellung der porösen Schicht 15 wird das die Gleitschicht 10
bildende duroplastische harzhaltige Material beim Aufbringen der
Gleitschicht 10 auf das Basiselement 2 in Poren der porösen
Schicht 15 imprägniert, was den Ankereffekt hervorruft. Daher
wird durch diesen Ankereffekt die Haftung zwischen dem
Basiselement 2 und der Gleitschicht 10 vergrößert, so dass die
Gleitschicht 10 kaum von dem Basiselement 2 abgelöst werden
kann.
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Bei den oben beschriebenen doppelseitigen Axialgleitlagern 1
des ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiels kann die
Gleitschicht 10 durch Pressen, Transferpressen, Spritzpressen
oder Spritzgießen auf die beiden Seiten des Basiselements 2
aufgebracht werden, so dass die Gleitschicht 10 mit einer
hinreichenden Dicke bereitgestellt werden kann. Anders als im
herkömmlichen Fall, bei dem das Basiselement mit dem
duroplastischen harzhaltigen Material beschichtet wird, um die
Gleitschicht zu bilden, kann somit das Phänomen, dass die
Gleitschicht mit dem Ergebnis, dass das Basiselement
freigelegt wird, früh abgerieben wird für eine lange Zeitdauer
verhindert werden. Wenn eine Gleitschicht aus Phenolharz wie oben
beschrieben durch Pressen, Transferpressen, Spritzpressen oder
Spritzgießen bereitgestellt wird, wird das Formen bevorzugt
unter den Formbedingungen wie in Tabelle 1 dargestellt
durchgeführt.
Tabelle 1
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Im Folgenden wird als Beispiel für eine Verwendung des
doppelseitigen Axialgleitlagers 1 ein Taumelscheibenkompressor 20
unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Fig. 4 ist eine
Querschnittsansicht entlang der Längsachse, welche den
Taumelscheibenkompressor 20 schematisch darstellt.
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Der Taumelscheibenkompressor 20 komprimiert ein Gas in einem
Zylinder 22 durch einen Kolben 30, welcher sich folgend einer
in dem Taumelscheibenkompressor 20 rotierenden Taumelscheibe
29 in dem Zylinder 22 hin- und herbewegt. In Fig. 4 wird der
Umriss des Taumelscheibenkompressors 20 durch einen den
äußeren Randabschnitt hiervon bildenden Zylinderblock 21, einen
die Vorderseite (linke Seite in der Zeichnung) davon bildenden
vorderen Zylinderkopf 23 und einen die hintere Seite (rechte
Seite in der Zeichnung) davon bildenden hinteren Zylinderkopf
25 definiert. Zwischen dem Zylinderblock 21 und dem vorderen
Zylinderkopf 23 ist eine Ventilplatte 24 eingebaut, und
zwischen dem Zylinderblock 21 und dem hinteren Zylinderkopf 25
ist eine weitere Ventilplatte 26 eingebaut. Ein Teil des von
den Ventilplatten 24 und 26 und dem Zylinderblock 21 umgebenen
Raumes ist als eine Mehrzahl von Zylindern 22 ausgebildet.
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Jeder der Zylinder 22 ist zylindrisch geformt, und die
Zylinder sind in gleichen Winkelabständen um eine unten
beschriebene rotierende Welle 27 angeordnet. In jedem der Zylinder 22
ist ein sich in dem Zylinder 22 hin- und herbewegender Kolben
30 eingebaut. Der Kolben 30 ist in einer Säulenform gefertigt
und ist mit einem Taumelscheibeneinfügungsabschnitt 31
ausgestattet, in welchen die Taumelscheibe 29 eingefügt ist. Auf
der Seitenwand des Taumelscheibeneinfügungsabschnitts 31 sind
Schuhbefestigungsabschnitte 32 bereitgestellt, um einen Schuh
33 frei rotierbar in gleitendem Kontakt mit der Taumelscheibe
29 zu tragen.
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In der Mitte des Taumelscheibenkompressors 20 ist die von
einer (nicht gezeigten) Antriebsquelle rotierte rotierende Welle
27 rotierbar durch Lager 28 gehalten. An einem im Wesentlichen
mittleren Abschnitt der rotierenden Welle 27 ist die
Taumelscheibe 29, welche ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager
umfasst, durch (nicht gezeigte) Befestigungsstifte befestigt.
Die Taumelscheibe 29 umfasst einen in der Mitte der
Taumelscheibe 29 angeordneten Ansatzabschnitt 29b und einen in
gleitendem Kontakt mit den Schuhen 33 stehenden Gleitabschnitt
29a. Der Abschnitt 29b ist in einer im Wesentlichen
zylindrischen Form ausgebildet, und der Gleitabschnitt 29a hat eine
Form eines schräggeschnittenen Zylinders. Der Gleitabschnitt
29a ist in Bezug auf die Achse des Ansatzabschnitts 29b
geneigt, und der Durchmesser von ihm ist größer als derjenige
des Ansatzabschnittes 29b. Dieser Gleitabschnitt 29a wird
durch eines der oben beschriebenen doppelseitigen
Axialgleitlager 1 gemäß dem ersten, zweiten oder dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet. Speziell ist die Gleitschicht 10
auf beiden Seiten hiervon bereitgestellt, und die Gegenstücke,
d. h., die Schuhe 33, sind in gleitendem Kontakt mit beiden
Seiten davon.
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In dem Zustand, bei dem die Taumelscheibe 29 in dem
Taumelscheibenkompressor 20 eingebaut ist, ist der Gleitabschnitt
29a so befestigt, dass er in Bezug auf die Achse der
rotierenden Welle 27 geneigt ist, und ein Teil des Gleitabschnitts 29a
ist in dem Zylinder 22 angeordnet. Ein Teil des im Zylinder 22
angeordneten Gleitabschnitts 29a ist in den
Taumelscheibeneinfügungsabschnitt 31 des Kolbens 30 eingefügt, und die Schuhe
33 stehen mit beiden Seiten eines Teils des Gleitabschnitts
29a wie oben beschrieben in Kontakt. Wenn in diesem Zustand
die rotierende Welle 27 durch die Antriebskraft der
Antriebsquelle rotiert wird, wird die Taumelscheibe 29 ebenso rotiert,
und der Kolben 30 wird in dem Zylinder 22 folgend der Rotation
der Taumelscheibe 29 hin- und herbewegt. Somit wird ein in den
Zylinder 22 durch nicht gezeigte Ansaugventile, welche auf den
Ventilplatten 24 und 26 bereitgestellt sind, zugeführtes Gas
durch den Kolben 30 komprimiert. Das komprimierte Gas wird
durch (nicht gezeigte) auf den Ventilplatten 24 und 26
bereitgestellte Auslassventile aus dem Zylinder 22 ausgestoßen.
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Wenn der Kolben 30 hin- und herbewegt wird, gleitet der Schuh
33 auf dem Gleitabschnitt 29a. Dabei sind die Schuhe 33
drehbar in dem Schuhbefestigungsabschnitt 32 bewegt, so dass sie
immer gleitend bewegt werden, während sie in Kontakt mit dem
Gleitabschnitt 29a stehen. Da der Gleitabschnitt 29a durch
eines der doppelseitigen Axialgleitlager 1 gemäß dem ersten,
zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel wie oben beschrieben
gebildet ist, wird das Freilegen des Basiselements 2 des
doppelseitigen Axialgleitlagers 1 aufgrund des Abriebs der
Gleitschicht 10 und dem Ablösen der Gleitschicht von dem
Basiselement kaum verursacht, selbst wenn die Taumelscheibe 29 des
Taumelscheibenkompressors 20 bei hoher Geschwindigkeit rotiert
wird oder selbst wenn die Taumelscheibe 29 einer hohen Last
ausgesetzt ist. Ebenso kann die Beschädigung und der Bruch des
Basiselements 2 und der Temperaturanstieg auf den Gleitflächen
verhindert werden. Somit kann der Taumelscheibenkompressor 20
unter harten Bedingungen mit hoher Geschwindigkeit, hoher Last
etc. benutzt werden.
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Bei dem oben beschriebenen Taumelscheibenkompressor 20 ist
nicht unbedingt jeder der Schuhe 33 mit der gesamten Fläche
des Gleitabschnitts 29a der Taumelscheibe 29 in Kontakt, und
wie in Fig. 4 gezeigt, gibt es Abschnitte, welche nicht mit
einem der Schuhe 33 auf den äußeren und inneren peripheren
Seiten des Gleitabschnitts 29a in Kontakt stehen. Somit muss
die Gleitschicht 10 nicht unbedingt auf der gesamten Seite der
Gleitfläche 29a bereitgestellt sein, sondern kann auch nur in
den Abschnitten, welche mit einem der Schuhe 33 in Kontakt
kommen, bereitgestellt sein. Derartige Ausführungsbeispiele
werden unten unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 beschrieben.
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Fig. 5A und 5B sind eine Draufsicht und eine
Querschnittsansicht in Längsrichtung, welche schematisch ein
doppelseitiges Axialgleitlager 1 gemäß einem vierten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel zeigen. Fig. 6A und 6B sind eine
Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht in longitudinaler
Richtung, welche schematisch ein doppelseitiges Axialgleitlager 1
gemäß einem fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
zeigen. Fig. 7A und 7B sind eine Draufsicht bzw. eine
Querschnittsansicht in longitudinaler Richtung, welche schematisch
ein doppelseitiges Axialgleitlager 1 gemäß einem sechsten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigen. Das Material für
das Basiselement 2, welches das doppelseitige Axialgleitlager
des vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels bildet, und der
Harzbestandteil der Gleitschicht 10, welcher selbiges bildet,
sind dieselben wie diejenigen für die doppelseitigen
Axialgleitlager 1 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels. In
gleicher Weise bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit
derselben Funktion wie diejenigen des doppelseitigen
Axialgleitlagers 1 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels.
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In den Fig. 5A und 5B weist das Basiselement 2 des vierten
Ausführungsbeispiels einen ringförmigen konkaven Abschnitt 5
auf beiden Seiten auf, welcher durch Pressen, Ausschneiden
oder ähnlich gefertigt wurde. Wenn die Gleitschicht 10 in jedem
der so gebildeten ringförmigen konkaven Abschnitte 5
bereitgestellt wird, passt sich die Gleitschicht 10 in jeden der
ringförmigen konkaven Abschnitte 5 ein, so dass ein Widerstand
gegen eine Belastung in die Gleitrichtung erhöht wird, was einen
Ankereffekt hervorruft. Damit wird die Haftung durch den
Ankereffekt vergrößert, und somit wird die Gleitschicht 10 kaum
von dem Basiselement 2 abgelöst. Zusätzlich kann eine
Verbindungsschicht auf der Unterseite und den Innenseiten jedes der
ringförmigen konkaven Abschnitte 5 durch Benutzung eines
Klebemittels oder ähnlichem bereitgestellt sein. Durch Verbinden
der Gleitschicht 10 mit jedem der ringförmigen konkaven
Abschnitte 5 durch die Verbindungsschicht auf diese Weise wird
das Ablösen der Gleitschicht 10 von dem Basiselement 2 weiter
erschwert werden.
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Bei dem Basiselement 2 des in Fig. 6A und 6B gezeigten
sechsten Ausführungsbeispiels ist ein ringförmiger konkaver
Abschnitt 5 auf beiden Seiten bereitgestellt, und eine
Mehrzahl von (in der Zeichnung vier) durchgehenden Löchern 4 sind
in gleichmäßigen Abständen konzentrisch um den Mittelpunkt P
des Basiselements 2 durch Pressen, Ausschneiden oder andere
Mittel bereitgestellt. Jedes der durchgehenden Löcher 4 ist so
ausgebildet, dass die Bodenflächen der ringförmigen, konkaven
Abschnitte 5 auf beiden Seiten des Basiselements miteinander
verbunden sind. Durch Bereitstellen der Gleitschicht 10 in den
so ausgebildeten ringförmigen konkaven Abschnitten 5 passen
sich die Gleitschichten 10 ähnlich dem Fall des vierten
Ausführungsbeispiels in die ringförmigen konkaven Abschnitte ein,
so dass ein Widerstand gegen eine Belastung in Gleitrichtung
erhöht wird, was einen Ankereffekt hervorruft. Somit wird die
Haftung durch den Ankereffekt vergrößert, und die Gleitschicht
10 kann kaum von dem Basiselement 2 abgelöst werden. Weiterhin
gelangt ähnlich dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels das
duroplastische harzhaltige Material in die durchgehenden
Löcher 4, um damit Verbindungsabschnitte 11 bereitzustellen.
Damit sind die auf beiden Seiten des Basiselements 2
bereitgestellten Gleitschichten durch die Verbindungsabschnitte 11
miteinander verbunden, was einen zusätzlichen Ankereffekt
hervorruft. Dieser Ankereffekt erschwert das Ablösen der
Gleitschicht 10 von dem Basiselement 2 weiter. Durch Bereitstellen
der durchgehenden Löcher 4 in gleichmäßigen Abschnitten
konzentrisch um den Mittelpunkt P des Basiselements 2 wie oben
beschrieben wird der Ankereffekt gleichmäßig über die gesamten
Oberflächen der Gleitschichten 10 hervorgerufen. Somit kann
verhindert werden, dass die Gleitschicht 10 lokal abgelöst
wird. Obwohl in Fig. 6 vier durchgehende Löcher
bereitgestellt sind, ist die Anzahl der durchgehenden Löcher nicht
darauf beschränkt, und es können zwei oder mehrere
durchgehende Löcher 4 bereitgestellt sein. Mit zunehmender Anzahl der
durchgehenden Löcher 4 verstärkt sich der Ankereffekt.
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Bei dem Basiselement 2 des in Fig. 7A und 7B gezeigten
sechsten Ausführungsbeispiels ist ein ringförmiger konkaver
Abschnitt 2 auf beiden Seiten bereitgestellt, und eine poröse
Schicht 15 ist auf dem Boden jeder der ringförmigen konkaven
Abschnitte 5 bereitgestellt, ähnlich dem Fall des dritten
Ausführungsbeispiels. Durch derartiges Bereitstellen der porösen
Schicht 15 wird das duroplastische harzhaltige Material für
die Gleitschicht 10 in die Poren der porösen Schicht 15
imprägniert, wenn die Gleitschicht 10 auf das Basiselement 2
aufgebracht wird, was einen Ankereffekt hervorruft. Somit wird
die Haftung zwischen dem Basiselement 2 und jeder der
Gleitschichten 10 durch diesen Ankereffekt erhöht, so dass die
Gleitschicht 10 kaum von dem Basiselement 2 abgelöst werden
kann.
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Wie oben beschrieben ist bei den doppelseitigen
Axialgleitlagern 1 gemäß dem vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel die
Gleitschicht 10 nur in dem Abschnitt bereitgestellt, wo ein
Gegenstück in gleitendem Kontakt mit der Gleitschicht steht,
so dass die Menge des benutzten Harzmaterials, welches die
Gleitschicht 10 bildet, verringert werden kann, und somit die
Kosten reduziert werden können.
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Im Übrigen kann ähnlich dem Fall der doppelseitigen
Axialgleitlager 1 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
die Gleitschicht 10 der doppelseitigen Axialgleitlager 1 gemäß
dem vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel durch Pressen,
Transferpressen, Spritzpressen oder Spritzgießen
bereitgestellt sein. Die Mittel zur Bereitstellung der Gleitschicht 10
ist nicht auf obige Mittel beschränkt, und jede der
Gleitschichten 10 kann durch die Schritte der Herstellung eines
Vorformlings mit einer vorherbestimmten Form, die der
Gleitschicht 10 entspricht, und dem Einpassen des Vorformlings in
den ringförmigen konkaven Abschnitt 5, so dass er mit dem
ringförmigen konkaven Abschnitt 5 verbunden werden kann,
bereitgestellt werden. In diesem Fall wird die Gleitschicht 10
bevorzugt mit einer Dicke von 0,5 mm bis 10 mm gefertigt.
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In Fig. 5A bis 7B weist jeder der ringförmigen konkaven
Abschnitte 5 einen rechteckigen axialen Querschnitt auf, der
axiale Querschnitt ist jedoch nicht auf eine rechteckige Form
begrenzt. Beispielsweise kann der axiale Querschnitt des
ringförmigen konkaven Abschnitts 5 halbkreisförmig usw. sein.
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In gleicher Weise ist, obwohl die doppelseitigen
Axialgleitlager 1 gemäß dem ersten bis sechsten Ausführungsbeispiels in
einer kreisförmigen oder ringförmigen Form gefertigt sind, die
Form nicht auf den Kreis oder Ring beschränkt. D. h., die Form
des doppelseitigen Axialgleitlagers 1 kann gemäß der
jeweiligen Anwendung verändert werden, so dass es beispielsweise eine
elliptische oder quadratische Form aufweisen kann.
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Auch wenn das synthetische Harz in dem für die Gleitschichten
10 des doppelseitigen Axialgleitlagers 1 gemäß dem ersten bis
sechsten Ausführungsbeispiel in dem duroplastischen
harzhaltigen Material ein duroplastisches Harz ist, ist das Harz nicht
auf das duroplastische Harz beschränkt. Es kann auch ein
hitzeresistentes thermoplastisches Harz wie Polybenzimidazol
(PBI) oder ähnliches benutzt werden.
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Obwohl in dem zweiten und fünften Ausführungsbeispiel jedes
der durchgehenden Löcher 4 in dem Basiselement 2 so
bereitgestellt ist, dass die Gleitschichten 10 auf beiden Seiten des
Basiselements miteinander verbunden sein können, können andere
Anordnungen benutzt werden. Beispielsweise kann das
Basiselement 2 aus einem Material wie einem ausgedehnten Metall oder
einem Drahtnetz gefertigt sein, bei dem durchgängige Löcher
von vornherein vorgesehen sind, wodurch die auf beiden Seiten
davon bereitgestellten Gleitschichten 10 miteinander verbunden
werden können.
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Wie oben beschrieben, wird die Gleitschicht 10 bei den
doppelseitigen Axialgleitlagern 1 gemäß jedem der dargestellten
Ausführungsbeispiele aus dem duroplastischen harzhaltigen
Material wie Phenolharz mit einer Dicke von 30 bis 500 µm auf jeder
der beiden Seiten des aus der einfachen metallischen Substanz
oder Legierung aus Eisen oder Kupfer oder Aluminium
gefertigten plattenförmigen Basiselements 2 bereitgestellt. Somit hat
beispielsweise die einfache Substanz des Harzmaterials,
welches aus dem Phenolharz und dem festen Schmiermittel besteht,
eine thermische Leitfähigkeit von 1,25 W/m.K (3 × 10-3 cal/cm.s.°C),
jedoch hat selbst Eisen, welches die niedrigste
thermische Leitfähigkeit von Eisen, Kupfer und Aluminium
aufweist, eine thermische Leitfähigkeit von 73 W/m.K (0,175 cal/cm.s.°C).
Somit wird es möglich, ein doppelseitiges
Axialgleitlager 1 mit einer höheren thermischen Leitfähigkeit als
diejenige eines doppelseitigen Axialgleitlagers, welches nur
aus einer einfachen Harzsubstanz gefertigt ist, herzustellen.
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Weiterhin weist die einfache Harzsubstanz, welche aus dem
Phenolharz und dem festen Schmiermittel besteht, eine
Biegefestigkeit von 8,8 × 102 MPa auf, jedoch weist selbst Aluminium,
dessen Biegefestigkeit die kleinste von Eisen, Kupfer und
Aluminium ist, eine Biegefestigkeit von 12 MPa auf. Daher wird es
möglich, ein doppelseitiges Axialgleitlager 1 mit einer
höheren mechanischen Festigkeit als diejenige eines doppelseitigen
Axialgleitlagers, welches nur aus einer einfachen Harzsubstanz
gefertigt ist, zu produzieren.
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Weiterhin wurden Versuche zur Bewertung der
Gleitcharakteristik eines erfindungsgemäßen doppelseitigen Axialgleitlagers
und herkömmlicher doppelseitiger Axialgleitlager unter
Benutzung einer Längsdrucktestmaschine durchgeführt, wobei die
Details dieser Versuche und die Ergebnisse davon in Tabellen 2
bis 5 dargestellt sind. In Tabelle 2 sind die Bedingungen von
Versuchen Nr. 1a und 1b dargestellt, bei denen das
erfindungsgemäße Produkt und herkömmliche Produkte in einem Öl
(Schmiermittel) getestet wurden. Die Ergebnisse der Versuche Nr. 1a
und 1b sind in Tabelle 3 gezeigt. In Tabelle 4 sind die
Bedingungen eines anderen Versuchs offenbart (Versuch Nr. 2), bei
dem das erfindungsgemäße Produkt und herkömmliche Produkte in
dem trockenen Zustand getestet wurden. In Tabelle 5 sind die
Ergebnisse des Versuch Nr. 2 gezeigt.
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Der Aufbau der Gleitschicht sowohl des erfindungsgemäßen
Produkts als auch der Vergleichsprodukte Nr. 1-4 gemäß einer
herkömmlichen Technik ist in Tabelle 3 und 5 dargestellt. An
diesen doppelseitigen Axialgleitlagern wurden unterschiedliche
Versuche Nr. 1a, 1b und 2 durchgeführt. Im Versuch Nr. 1a
wurde eine spezifische fressende Verschleißlast gemessen, bei der
ein fressender Verschleiß des Axialgleitlagers in dem
Schmiermittel auftritt, wenn eine spezifische Last von 3 MPa pro 30
Minuten kumulativ auf jede der getesteten Lager angewendet
wird. Bei dem Versuch Nr. 1b wurde die Abriebmenge nach dem
Verstreichen von 4 Stunden gemessen, wobei jedes der
Gleitlager der spezifischen Last von 10 MPa bei einer Geschwindigkeit
von 0,01 m/s ausgesetzt war. Bei dem Versuch Nr. 2 wurde die
fressende Verschleißzeit, d. h., dass Verstreichen der Zeit
bis zum Auftreten eines fressenden Verschleißes, bei jedem der
getesteten Lager, welche dem Versuch in dem trockenen Zustand
unterworfen wurden, gemessen, wobei eine spezifische Last von
0,015 MPa pro Sekunde kumulativ angewendet wurde, und die
Arten des fressenden Verschleißes wurden ebenso in dem Versuch
Nr. 2 untersucht. Diese Arten des fressenden Verschleißes sind
in Tabellen 2 und 4 gezeigt.
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Bei den in Tabellen 3 und 5 gezeigten getesteten Lagern hatte
das erfindungsgemäße Produkt Nr. 1 eine Gleitschicht 10 von 30
µm Dicke, welches auf eine auf dem Basiselement 2
bereitgestellte poröse Schicht 15 imprägniert und beschichtet wurde,
wobei die Gleitschicht aus einem feste Schmiermittel
enthaltenden Phenolharz gefertigt war, d. h., das getestete
erfindungsgemäße Produkt hatte denselben Aufbau wie das
doppelseitige Axialgleitlager 1 des dritten Ausführungsbeispiels. Bei
Vergleichsprodukt Nr. 1 wurde eine Gleitschicht mit einer
Dicke von 5 µm bereitgestellt, indem die Oberfläche eines
Basiselements mit einem Polyamid-Imidharz (im Folgenden als PAI
abgekürzt) beschichtet wurde, zu dem das feste Schmiermittel
zugesetzt war. Vergleichsprodukt Nr. 2 war ein doppelseitiges
Axialgleitlager, bei dem die Gleitschicht mit einer Dicke von
20 µm durch mehrfaches Beschichten der Oberfläche des
Basiselements mit einer Mischung aus PAI und dem festen
Schmiermittel bereitgestellt war. Bei Vergleichprodukt 3 wurde die
Gleitschicht mit einer Dicke von 5 µm bereitgestellt, indem
die Oberfläche des Basiselements mit der Mischung aus PAI, dem
festen Schmiermittel und harten Partikeln beschichtet wurde.
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Vergleichsprodukt Nr. 4 wurde aus einer einfachen Substanz
eines Metalls, welches aus 10 Massenprozent Zinn, 10
Massenprozent Blei und dem Rest Kupfer bestand, hergestellt.
Tabelle 2
Versuchsbedingungen von Versuch Nr. 1a
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Bei diesem Versuch wurde festgestellt, dass der fressende
Verschleiß zu dem Zeitpunkt auftritt, bei dem die Temperatur die
Rückseite des getesteten Produkts 140°C wird oder wenn das
Drehmoment zum Antrieb der mit dem getesteten Lager gelagerten
Welle 50 Nm wird.
Tabelle 2a
Versuchsbedingungen von Versuch Nr. 1b
Tabelle 3
Ergebnisse der Versuche Nr. 1a und 1b
Tabelle 4
Versuchsbedingungen von Versuch Nr. 2
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Bei diesem Test wurde ermittelt, dass der fressende Verschleiß
zu einem Zeitpunkt auftritt, bei dem die Temperatur der
Rückseite des getesteten Produkts 140°C erreicht oder zu dem das
Drehmoment zum Antrieb der mit dem getesteten Lager gelagerten
Welle 50 Nm erreicht.
Tabelle 5
Ergebnisse von Versuch Nr. 2
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Bei den in Tabelle 3 gezeigten Versuchsergebnissen des
Versuchs 1a ist die spezifische fressende Verschleißlast des
erfindungsgemäßen Produkts Nr. 1 gleich der der
Vergleichsprodukte Nr. 1 und 2 und größer als die der Vergleichsprodukte
Nr. 3 und 4, und insbesondere wesentlich größer als die des
Vergleichsprodukts Nr. 4. Ebenso ist bei den in Tabelle 3
gezeigten Ergebnissen des Versuchs Nr. 1b die spezifische
fressende Verschleißlast des erfindungsgemäßen Produkts gleich
derjenigen der Vergleichsprodukte Nr. 1 bis 3 und
bemerkenswert höher als die des Vergleichsprodukts 4. Somit zeigt das
erfindungsgemäße Produkt, bei dem eine dicke Gleitschicht 10
vorhanden ist, in Bezug auf die Gleitcharakteristik in dem
Fall mit zugeführtem Schmiermittel Werte gleich oder größer
als diejenigen der Vergleichsprodukte Nr. 1 und 3 mit dünner
Gleitschicht, dem Vergleichsprodukt Nr. 2 mit durch
Wiederholen der Harzbeschichtung dicken Gleitschicht und dem
Vergleichsprodukt Nr. 4, welches lediglich aus einer einfachen
Metallsubstanz gefertigt ist. Weiterhin ist in den in Tabelle
5 gezeigten Versuchsergebnissen die Zeit bis zum Auftreten des
fressenden Verschleißes für das erfindungsgemäße Produkt 100
Sekunden, was länger als die 40-80 Sekunden für die
Vergleichsprodukte 1 bis 4 ist. In Bezug auf den Grund für den
fressenden Verschleiß tritt der fressende Verschleiß des
erfindungsgemäßen Produktes aufgrund der Erhöhung der Temperatur
auf über 140°C auf, bei den Vergleichsprodukten Nr. 1 bis 4
tritt der fressende Verschleiß jedoch aufgrund der Erhöhung
des Drehmoments über 50 Nm auf. Es wird angenommen, dass der
Grund, warum der fressende Verschleiß der Vergleichsprodukte
aufgrund der Erhöhung des Drehmoments erfolgt, darin liegt,
dass die Gleitschicht aufgrund des Abriebs, welcher durch das
Gleiten der Gleitschicht an dem Gegenstück verursacht ist,
abgetragen wurde, mit dem Ergebnis, dass das Basiselement
bloßgelegt wurde und demzufolge der Gleitwiderstand zwischen dem
Gegenstück und dem Basiselement erhöht wurde. Somit wurde, wie
in Tabelle 5 gezeigt, die Gleitschicht in einem Zeitraum von
70 bis 80 Sekunden abgenutzt mit dem Ergebnis, dass das
Basiselement bloßgelegt wurde, was den fressenden Verschleiß
verursachte. Obwohl bei dem Vergleichsprodukt Nr. 2 die
Gleitschicht durch wiederholtes Beschichten mit dem synthetischen
Harzgemisch dick gemacht wurde, wurde die Gleitschicht bei
diesem Produkt unmittelbar nach dem Start des Versuchs lokal
abgelöst. Dies liegt daran, dass das der Harzschicht
zugesetzte feste Schmiermittel sich lokal verklumpt, was die Haftung
der Schicht verringert. Das Ablösen davon tritt insbesondere
zwischen den einzelnen durch wiederholtes Beschichten
aufgebrachten Schichten auf. Bei dem Vergleichsprodukt Nr. 4 ist,
da das Gleiten zwischen der einfachen metallischen Substanz
aus LBC-3 und dem Gegenstück erfolgt, der Gleitwiderstand
inhärent hoch, sodass der fressende Verschleiß in diesem Fall
innerhalb kurzer Zeit nach 40 Sekunden erfolgte. Auf der
anderen Seite wird der fressende Verschleiß des erfindungsgemäßen
Produkts aufgrund der Temperaturerhöhung durch die
Temperaturerhöhung auf der Rückseite davon verursacht, bevor die
Gleitschicht 10 abgenutzt ist, so dass es dem Gegenstück ermöglicht
wurde, für 100 Sekunden zu gleiten, bevor fressender
Verschleiß auftrat. Somit wird Gleiten des Gegenstücks für eine
lange Zeit sogar in dem trockenen Zustand möglich, indem die
Gleitschicht 10 in hinreichender Dicke ausgebildet wird, so
dass verhindert wird, dass sich die Gleitschicht 10 abnutzt
und das Basiselement 2 bloßgelegt wird.
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Das erfindungsgemäße Produkt hatte einen Aufbau, bei dem die
Gleitschicht 10 bereitgestellt wurde, indem synthetisches Harz
in die auf dem Basiselement 2 bereitgestellte poröse Schicht
15 imprägniert wurde, d. h., der Aufbau ist derselbe wie der
des dritten Ausführungsbeispiels. Gute Versuchsergebnisse
ähnlich dem des erfindungsgemäßen Produkts Nr. 1 wurden jedoch
auch mit Axialgleitlagern gemäß dem ersten, zweiten, vierten,
fünften und sechsten Ausführungsbeispiel erzielt.
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Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich, wird es in
einem ersten Aspekt der Erfindung möglich, ein doppelseitiges
Axialgleitlager herzustellen, an welchem das Gegenstück selbst
in dem Fall, in dem das doppelseitige Axialgleitlager in einem
trockenen Zustand benutzt wird, für eine längere Zeitdauer
gleitend bewegt werden kann indem die Dicke der Gleitschicht
nicht weniger als 30 µm beträgt, wobei das Axialgleitlager
wegen dem Ankereffekt des Basiselements bewirkt, dass die
Gleitschicht kaum von dem Basiselement abgeläst wird. Da die
mechanische Festigkeit und thermische Leitfähigkeit des
doppelseitigen Axialgleitlagers durch das zwischen den beiden
Gleitschichten angeordnete Basiselement verbessert werden kann,
kann es weiterhin wegen der hohen Festigkeit bei hoher Last
benutzt werden, und ein Temperaturanstieg auf der gleitenden
Seite kann durch den hitzedissipierenden Effekt, welcher durch
die hohe thermische Leitfähigkeit des Basiselements
hervorgerufen wird, minimiert werden.
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Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung wird es möglich, das
Basiselement mit dem Ankereffekt, welcher bewirkt, dass die
Gleitschicht kaum abzulösen ist, leicht herzustellen, indem
lediglich die konkaven Abschnitte in jeder der beiden Seiten
des Basiselements durch Pressen oder andere Mittel
bereitgestellt werden. Dieser Ankereffekt wird dadurch hervorgerufen,
dass sich die Gleitschicht in die auf beiden Seiten des
Basiselements bereitgestellten konkaven Abschnitte einpasst,
wodurch der Widerstand gegen eine Belastung in der Gleitrichtung
erhöht wird. Der Ankereffekt bewirkt eine hohe Haftung
zwischen dem Basiselement und der Gleitschicht, so dass die
Gleitschicht kaum von dem Basiselement abgelöst werden kann.
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Bei dem dritten Aspekt der Erfindung wird es möglich, durch
bloßes Bereitstellen der durchgehenden Löcher an Positionen,
welche in gleichmäßigen Abständen vom Mittelpunkt des
Basiselements entfernt sind, das Basiselement mit dem Ankereffekt,
welcher bewirkt, dass die Gleitschicht kaum abgelöst werden
kann, leicht zu produzieren. Dieser Ankereffekt wird durch die
Tatsache hervorgerufen, dass die auf beiden Seiten
Basiselements ausgebildeten Gleitschichten durch die in dem
Basiselement bereitgestellten durchgehenden Löcher miteinander
verbunden sind. Der Ankereffekt bewirkt eine hohe Haftung zwischen
dem Basiselement und der Gleitschicht, so dass die
Gleitschicht kaum von dem Basiselement abgelöst werden kann.
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Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird es möglich, durch
bloßes Bereitstellen der porösen Schicht auf jeder der beiden
Seiten des Basiselements das Basiselement mit dem Ankereffekt,
welcher bewirkt, dass die Gleitschicht kaum abgelöst werden
kann, herzustellen. Dieser Ankereffekt wird dadurch
hervorgerufen, dass das duroplastische harzhaltige Material für die
Gleitschicht in die auf beiden Seiten des Basiselements
bereitgestellte poröse Schicht imprägniert wird. Der Ankereffekt
bewirkt eine hohe Haftung zwischen dem Basiselement und der
Gleitschicht, sodass die Gleitschicht kaum von dem
Basiselement abgelöst werden kann.
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Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird es möglich, die
Gleitschicht mit hinreichender Dicke herzustellen, so dass das
doppelseitige Axialgleitlager, welches die Gegenstücke selbst
in dem trockenen Zustand für eine längere Zeit gleitend
bewegen kann, einfach hergestellt werden kann.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung wird es möglich, das
Gegenstück für eine längere Zeitdauer gleitend zu bewegen,
selbst in dem Fall, in dem das doppelseitige Axialgleitlager
in dem trockenen Zustand benutzt wird, so dass es möglich
wird, zu verhindern, dass das Basiselement beschädigt oder
zerbrochen wird, während gleichzeitig sein Temperaturanstieg
minimiert wird. Somit kann eine Taumelscheibenkolbenpumpe mit
einer Taumelscheibe, welche ein erfindungsgemäßes
Axialgleitlager umfasst, unter strengen Bedingungen wie keine
Schmierung, hohe Geschwindigkeit, hohe Last usw. benutzt werden.