DE19915348B4

DE19915348B4 - Gleitlager

Info

Publication number: DE19915348B4
Application number: DE19915348.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Schneider Joachim; Dr.-Ing. Schweigert Arndt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: DE19915348A1

Abstract

Gleitlager mit einer Anordnung zur Überwachung von dessen Verschleiß, bestehend aus einem starren, undeformierbaren Stützkörper (1) und einer mit diesem verbundenen Gleitschicht (2) sowie einer zugehörigen Lagergegenfläche, wobei bei einer unzulässig starken Abnutzung der Gleitschicht (2) durch die Lagergegenfläche ein Signal zur Auslösung eines Alarms durch einen elektrischen Kontaktgeber freigesetzt wird, der ein immanenter Bestandteil der dem Verschleiß unterliegenden Gleitschicht (2) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (2) aus einem Gewebe mit elektrisch nichtleitenden Kett- (3) und Schussfäden (4) besteht, die in einer Harzmatrix (5) eingebettet sind, wobei zumindest an einer Lagerstelle wenigstens ein elektrisch nichtleitender Schussfaden (4) durch einen elektrisch leitenden Schussfaden (6) als Kontaktgeber ersetzt ist, der verschieden tief in der Gleitschicht (2) eingebettet und mit einem elektrischen Anschluss versehen ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager mit einer Anordnung zur Überwachung von dessen Verschleiß, bestehend aus einem starren, undeformierbaren Stützkörper und einer mit diesem verbundenen Gleitschicht sowie einer zugehörigen Lagergegenfläche, wobei bei einer unzulässig starken Abnutzung der Gleitschicht durch die Lagergegenfläche über einen elektrischen Kontaktgeber ein Signal zur Auslösung eines Alarms freigesetzt wird.
Hintergrund der Erfindung
In der DE 10 69 430 B ist ein solch gattungsgemäßes Lager vorbeschrieben. In 2 dieser Vorveröffentlichung ist eine mit einer Gleitschicht versehene Lagerschale gezeigt. In der Lagerschale ist eine Bohrung angeordnet, in der ein aus elektrischem Isoliermaterial bestehender Zylinder und in diesem ein Metallstück eingesetzt ist. Das Metallstück liegt mit seiner Unterseite auf einem am Grund der Bohrung vorgesehenen Isolierring auf, der so beschaffen ist, daß er durch schlagartiges Aufsetzen der Welle auf das Metallstück beim Zubruchgehen der Gleitschicht zerstört wird, so daß sich das Metallstück und die Lagerschale berühren und dabei ein Stromkreis geschlossen wird, der ein Alarmsignal auslöst.
Nachteilig dabei ist, daß eine solche Überwachungsanordnung aus vielen Bauteilen zusammengesetzt ist, die alle extra zu fertigen sind, die die Montage verteuern und das ganze Gleitlager somit sehr kostenintensiv machen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gleitlager mit einer verbesserten Anordnung zur Überwachung von dessen Verschleiß zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Dabei ist der elektrische Kontaktgeber ein immanenter Bestandteil der dem Verschleiß unterliegenden Gleitschicht. Unter immanent ist dabei im wörtlichen Sinne „in der Sache enthalten“ zu verstehen. Anders ausgedrückt, der Kontaktgeber zur Überwachung des Verschleißes ist Bestandteil der Gleitlagerschicht, die ohnehin ein Basiselement des Gleitlagers ist. Teuere und zusätzlich in aufwendiger Weise zu fertigende Einzelbestandteile der nach dem bisherigen Stand der Technik gebildeten Überwachungsanordnungen sind somit entbehrlich. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß die Gleitschicht neben ihrer klassischen funktionellen Wirkung auch zusätzlich die Signalgeberfunktion für die Verschleißanzeige übernimmt.
So ist weiterhin vorgesehen, daß die Gleitschicht aus einem Gewebe mit elektrisch nichtleitenden Kett- und elektrisch nichtleitenden Schußfäden besteht, die in einer Harzmatrix eingebettet sind, wobei zumindest an einer Lagerstelle wenigstens ein elektrisch nichtleitender Schußfaden durch einen elektrisch leitenden Schußfaden als Kontaktgeber ersetzt ist, der verschieden tief in der Gleitschicht eingebettet und der mit einem elektrischen Anschluß versehen ist.
Der Vorteil dieser konkreten Ausführungsform liegt darin, daß sich der als Kontaktgeber wirkende elektrisch leitende Schußfaden in verschiedenen Tiefen innerhalb der Gleitschicht plazieren läßt. Damit ist es möglich, unterschiedliche Verschleißgrade in einfacher Weise anzuzeigen. Wird beispielsweise der leitende Schußfaden ausgehend von der Oberfläche der Gleitschicht sehr tief in dieser angeordnet, so liegt bereits ein sehr hoher Verschleiß vor, der unter Umständen ein sofortiges Reagieren erforderlich macht. Ist im anderen Fall der Kontaktgeber relativ dicht unterhalb der Oberfläche der Gleitschicht angeordnet, so wird bereits ein beginnender Verschleiß angezeigt, der ein weiteres Betreiben der Lagerung noch ermöglicht. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht darin, daß sich die als Kontaktgeber wirkenden Schußfäden in einfacher Weise anzapfen lassen, d. h. problemlos mit einem Stecker verbunden werden können, der wiederum über eine Zuleitung mit einem entsprechenden Gerät in Verbindung steht, das optische oder akustische Signale auslöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben.
Aus Anspruch 2 geht hervor, daß das Gewebe aus Naturfasern, aus Chemiefasern oder aus einem Gemisch beider Faserarten bestehen soll. Unter Naturfasern sind im erfindungsgemäßen Sinne insbesondere Baumwolle und Glas, unter Chemiefasern Kunststoffe zu verstehen. Der Fachmann versteht unter letztgenannten makromolekulare, ganz oder teilweise durch Synthese entstandene und im wesentlichen organische Materialien.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist es vorgesehen, daß der elektrisch leitende Schußfaden aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung besteht. Dabei ist von Vorteil, daß Kupfer ein sehr gutes Leitvermögen aufweist, lötfähig ist und in Drahtform sehr flexibel ist.
Aus Anspruch 4 geht hervor, daß die Kettfäden als Polytetrafluorethylen-Fasern (PTFE) und die Schußfäden als Polytetrafluorethylen- (PTFE), Polyamid- (PA), Polyester-, Baumwoll- oder Glas-Fasern ausgebildet sein sollen.
Die Auswahl der Fasern richtet sich nach dem jeweiligen Einsatz der Gleitlagerung, wobei sich bei Verwendung von plastisch verformbaren Kunststoffen als Gleitpartner für harte Metallflächen ein sehr gleichmäßiges Tragbild einstellt. Für Gleitlager mit exakt definierten Eigenschaften wird vorzugsweise PTFE eingesetzt, das allerdings etwas teuerer und schwieriger zu verarbeiten ist als die vorstehend aufgeführten Kunststoffe.
Schließlich soll nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung das Gleitlager sphärisch, zylindrisch oder eben ausgebildet sein. Unter erstem sind Radial-Gelenklager, Schräg-Gelenklager oder Axial-Gelenklager zu verstehen. Zur zweiten Gruppe gehören zylindrische Gleitbuchsen und zur dritten Gleitplatten.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Figurenliste
Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stützkörper mit zugehöriger Gleitschicht und
2 einen Längsschnitt durch ein Radial-Gelenklager.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in 1 gezeigte Werkstoffverbund besteht aus einem Stützkörper 1, der an seiner Oberfläche mit einer Gleitschicht 2 verklebt ist. Diese Gleitschicht 2 besteht aus elektrisch nichtleitenden Kettfäden 3, die als PTFE-Fasern ausgebildet sind und in mehreren Ebenen übereinanderliegend angeordnet sind. Die Kettfäden 3 werden ebenfalls in mehreren Ebenen von nichtleitenden als Stützfasern wirkenden Schußfäden 4 durchquert, so daß ein textilartiges PTFE-Gewebe gebildet ist, das in einer Harzmatrix 5 eingebettet ist. Im linksseitigen Bereich des Werkstoffverbundes ist ein schwarz dargestellter, elektrisch leitender Schußfaden 6 als Kontaktgeber angeordnet, der sich im unteren Drittel der Harzmatrix 5 befindet. Dieser Schußfaden 6 wird nun in nicht dargestellter Weise mit einem Anschluß versehen, der wiederum mit einem Anzeigegerät verbunden ist. Wird nun durch Verschleiß die Gleitschicht 2 soweit abgetragen, daß die nicht gezeigte metallisch leitende Lagergegenfläche mit dem Schußfaden 6 in Kontakt tritt, wird ein Stromkreis geschlossen, so daß über ein zugehöriges Anzeigegerät ein akustisches oder optisches Warnsignal ausgesendet werden kann. Der Figur ist weiter entnehmbar, daß über die Lage des Kontaktgebers, d. h. des Schußfadens 6 innerhalb der Harzmatrix 5, d. h. über dessen Abstand „h“ von der Oberfläche der Gleitschicht 2, auf den Grad der Anzeige des Verschleißes eingewirkt werden kann. Mit wachsendem Abstand des Kontaktgebers 6 von der Oberfläche der Gleitschicht 2, d. h. mit größer werdendem Abstand „h“, wird ein erhöhter Verschleiß angezeigt, der ein baldiges Wechseln der Gleitlagerung anzeigt. Prinzipiell können auch unterschiedliche Verschleißzustände einer Lagerung angezeigt werden, wenn mehrere Schußfäden 6 übereinander angeordnet in der Harzmatrix 5 eingebettet sind.
In 2 ist ein Radial-Gelenklager 7 gezeigt, das eine durchgebohrte Gelenkkugel 8 und einen Außenring 9 umfaßt, mit dem die Gleitschicht 2 verbunden ist, die im Gleitsitz an der Gelenkkugel 8 anliegt. Die Gelenkkugel 8 ist aus gehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt, wobei deren Kugeloberfläche geschliffen, formgefinisht und hartverchromt ist. Der Außenring ist aus einem Stahl der Sorte C 45N gefertigt und in seiner gewölbten Aufnahmbohrung mit der Gleitschicht 2 verklebt. An der Stirnseite des Radial-Gelenklagers 7 wird nun wie bereits beschrieben, aus der Gleitschicht 2 ein Kontaktgeber in Form eines metallischen Schußfadens 6 herausgeführt und mit einem Anzeigegerät verbunden. Wird nun die Gleitschicht 2 durch den Verschleiß soweit abgetragen, daß der Kontaktgeber 6 mit einem der metallischen Lagerringe 8 und 9 in Kontakt gerät, so wird ein Stromkreis geschlossen, der ein Warnsignal auslöst.
Bezugszeichenliste

1: Stützkörper
2: Gleitschicht
3: elektrisch nichtleitender Kettfaden
4: elektrisch nichtleitender Schußfaden
5: Harzmatrix
6: elektrisch leitender Schußfaden
7: Radial-Gelenklager
8: Gelenkkugel
9: Außenring
h: Abstand des Kontaktgebers von der Oberfläche

Claims

Gleitlager mit einer Anordnung zur Überwachung von dessen Verschleiß, bestehend aus einem starren, undeformierbaren Stützkörper (1) und einer mit diesem verbundenen Gleitschicht (2) sowie einer zugehörigen Lagergegenfläche, wobei bei einer unzulässig starken Abnutzung der Gleitschicht (2) durch die Lagergegenfläche ein Signal zur Auslösung eines Alarms durch einen elektrischen Kontaktgeber freigesetzt wird, der ein immanenter Bestandteil der dem Verschleiß unterliegenden Gleitschicht (2) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (2) aus einem Gewebe mit elektrisch nichtleitenden Kett- (3) und Schussfäden (4) besteht, die in einer Harzmatrix (5) eingebettet sind, wobei zumindest an einer Lagerstelle wenigstens ein elektrisch nichtleitender Schussfaden (4) durch einen elektrisch leitenden Schussfaden (6) als Kontaktgeber ersetzt ist, der verschieden tief in der Gleitschicht (2) eingebettet und mit einem elektrischen Anschluss versehen ist.
Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe aus Naturfasern, Chemiefasern oder aus einem Gemisch beider Faserarten besteht.
Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Schussfaden (6) aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung besteht.
Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettfäden (3) als Polytetrafluorethylen-Fasern (PTFE) und die Schußfäden als Polytetrafluorethylen- (PTFE), Polyamid- (PA), Polyester-, Baumwoll- oder Glas-Fasern ausgebildet sind.
Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sphärisch, zylindrisch oder eben ausgebildet ist.