DE202007000609U1

DE202007000609U1 - Gleitelement für Lager, insbesondere für Gelenklager

Info

Publication number: DE202007000609U1
Application number: DE200720000609
Authority: DE
Original assignee: ASK KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEY; ASK-KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEYFERT GmbH
Current assignee: ASK KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEY; ASK-KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEYFERT GmbH
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2017-01-11

Abstract

Gleitelement für Lager, insbesondere für Gelenklager (G), wobei das Gleitelement (3) zwischen einem Innenkörper (1) und einem Außenkörper (2) des Lagers angeordnet ist und Aussparungen (4) und/oder erhabene Elemente (7) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitelement für Lager, insbesondere für Gelenklager.
Ein Gelenklager weist einen Innenkörper mit einer kugelförmigen Oberfläche und einen Außenkörper mit einer Ausnehmung auf, wobei die Krümmung der Ausnehmung der kugelförmigen Oberfläche des Innenkörpers angepasst ist, so dass Innenkörper und Außenkörper zueinander schwenkbar und/oder drehbar sind. Üblicher Weise werden Gelenklager durch Umformen des Außenrings hergestellt. Wenn eine Gleitschicht erforderlich ist, wird diese meist vor dem Umformen an der Innenseite des Außenrings befestigt. Die Gleitschicht muss daher umformbar sein.
Es sind Gelenklager oder Gleitlager bekannt, die zwischen dem drehbaren und/oder schwenkbaren Innenkörper und dem Außenkörper eine Gleitschicht aufweisen, die in Form einer Folie ausgebildet ist.
Aus DE 10253279 A1 ist beispielsweise ein Hybridlagersystem bekannt, welches eine Gleitschicht in Form eines selbstschmierenden Einlagesystems aus einem selbstschmierenden Kunstfaserverbundmaterial, das mit Füllmaterial verwoben ist, aufweist. Die Gleitschicht ist klebend entweder an den Innenring oder den Außenring mit einem Harz gebunden. Als Kunstfaserverbundmaterial werden bevorzugt PTFE Kunstfasern eingesetzt.
In DE 1239652 B4 wird eine folienhinterspritzte Kugelschale beschrieben, die einen Kern aus Kunststoff aufweist, der von einer Folie zumindest bereichsweise ummantelt ist, wobei die dreidimensionale Formgebung der Folie durch das Werkzeug erfolgt.
Gleitlager mit einer Lauffläche aus Kunststoff und ein Verfahren zu seiner Herstellung ist aus DE 199 59 199 A1 bekannt. Die Gleitschicht besteht dabei aus einer Verbundfolie in Form einer Kunststofffolie, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE), die mit den verschiedensten bekannten Zuschlagstoffen und Faserverstärkungen hergestellt ist und als Lauffläche dient. Die Kunststofffolie wird vorzugsweise mit einer Schmelzfolie unter hohem Druck und entsprechender Temperatur mit einer weiteren Metallfolie oder einem Metallgeflecht verbunden.
Ebenfalls ist es üblich, Gleitschichten (Liner) aus Phenolharz getränktem Fasergewebe (Glas oder Kevlar) herzustellen.
Die vorbenannt beschriebenen Gleitschichten und -folien haben den Nachteil, dass sie sehr empfindlich gegen das Eindringen harter, abrasiv wirkender Fremdkörper/-partikel (wie z. B. Sand) sind.
Die Gleitschichten sollen weiterhin aufgrund der hohen Belastung nicht plastisch verformbar sein. Bei Gelenklagern werden diese Gleitschichten (Liner) jedoch, wie vorgenannt bereits beschrieben, in den Außenring geklebt und anschließend um den Innenring geformt und der Außenring somit in eine Hohlkugelform gebogen. Dabei neigt die Gleitschicht zur Wellen- oder Faltenbildung oder kann splittern, da sie nicht plastisch verformbar ist.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es bei Gleitschichten aus Fasergewebe an den Schnittkanten durch Temperaturwechsel und durch über die Kapillarwirkung eindringendes Wasser zur Beschädigung oder Auflösung des Gewebes kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gleitelement für Lager, insbesondere für Gelenklager, zu entwickeln, welches ohne störende Wellen- oder Faltenbildung oder ohne zu splittern dreidimensional formbar ist und die Lebensdauer des Lagers erhöht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß weist das zwischen einem Innenkörper und einem Außenkörper des Lagers angeordnete Gleitelement Aussparungen und/oder erhabene Elemente auf. Dadurch ist es möglich, das Gleitelement dreidimensional zu verformen, ohne dass sich unerwünschte Falten bilden. Es ist dadurch erstmalig möglich, ein sehr hartes/festes Gleitelement so umzuformen, dass sich dieses der kugelförmigen Oberfläche des Innenkörpers eines Gelenklagers anpasst ohne störende Verwerfungen zu bilden. Bevorzugt liegen dabei die Aussparungen und/oder die erhabenen Elemente in Richtung zum Innenkörper.
Bevorzugt ist das Gleitelement in Form einer Gleitfolie ausgebildet, welche die Aussparungen und/oder erhabenen Elemente aufweist, wobei eine Vielzahl von Aussparungen und/oder erhabenen Elementen vorgesehen sind.
Die Aussparungen können in Form von regelmäßig oder unregelmäßig verteilten Durchbrüchen eingebracht werden oder auch muldenförmig und/oder nutenförmig ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitfolie perforiert.
Die erhabenen Elemente sind entweder in die Gleitfolie integriert oder auf der Gleitfolie angeordnet/befestigt.
Dabei können die Gleitfolie und die erhabene Elemente aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Es ist auch möglich, die Gleitfolie aus mehreren Lagen auszubilden. Dann sollte zumindest die am Innenkörper anliegende Lage der Gleitfolie Aussparungen und/oder erhabene Elemente aufweisen.
Alternativ können die erhabenen Elemente zwischen zwei Lagen der Gleitfolie angeordnet werden.
Um eine Schmierung des Lagers zu gewährleisten, können die Aussparungen und/oder die Lücken zwischen den erhabenen Elementen mit Gleitmittel/Schmiermittel gefüllt sein. Die Gleitfolie oder zumindest eine in Richtung zum Innenkörper angeordnete Lage der Gleitfolie besteht bevorzugt aus Faserverbundmaterial, welches eine hohe Festigkeit, insbesondere eine große Druckfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweist.
Weiterhin ist es möglich, eine in Richtung zum Außenkörper angeordnete Lage der Gleitfolie aus einem elastisch verformbaren Material herzustellen, welches ausgleichend und/oder dämpfend wirkt.
Die erhabenen Elemente können aus Keramik bestehen und z. B. mit der Gleitfolie verklebt sein.
Zur Herstellung eines Gelenklagers wird die Gleitfolie bevorzugt in den Außenkörper geklebt und dann gemeinsam mit diesem um den eine kugelförmige Oberfläche aufweisenden Innenkörper geformt.
Durch die Ausnehmungen oder die erhabenen Elemente ist das Gleitelement dreidimensional verformbar, ohne dass es sich von der Innenfläche des Außenkörpers bei der Umformung ablöst, da sich die umzuformenden Bereiche des Gleitelementes an ihrer in Richtung zum Innenkörper weisenden Oberfläche zusammendrücken lassen.
Weiterhin können in das Lager eingedrungene harte, abrassiv wirkende Fremdkörper/partikel (wie z. B. Sand) in die Aussparungen bzw. zwischen die erhabenen Bereiche geschoben werden. Diese unerwünschten Fremdkörper/Patrikel werden somit aus der Gleitfläche entfernt und können nicht mehr störend wirken, wodurch die Lebensdauer des Lagers erhöht werden kann.
Befinden sich in dem Gleitelement Aussparungen, verkürzt sich die Schnittkante erheblich. Dadurch ist die Möglichkeit, dass Wasser entlang der Schnittkante in das Lager eindringen kann, reduziert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: Prinzipdarstellung des Längsschnittes eines Gelenklagers,
2: Gleitelement in Form einer einlagigen Folie mit Aussparungen in Form von Durchbrüchen,
3: Schnitt durch ein Gleitelement in Form einer Folie aus zwei Lagen, wobei nur in der oberen Lage Durchbrüche vorhanden sind,
4: Draufsicht auf ein Gleitelement aus einer zweilagigen Folie, wobei zwischen den Lagen rasterartig die erhabenen Elemente in Form von Kugeln eingebettet sind,
5: Schnitt A-A gem. 4,
6: Schnitt durch ein zwischen Innenkörper und Außenkörper angeordnetes Gleitelement aus einer einlagigen Folie mit darauf in Richtung zum Innenkörper befestigten erhabenen Elementen,
7: dreidimensionale Prinzipdarstellung eines im Außenkörper sitzenden Gleitelementes.
In 1 ist der Längsschnitt durch ein Gelenklager G dargestellt. Dieses besteht aus einem Innenkörper 1 mit einer kugelförmigen Oberfläche 1a und einem Außenkörper 2 mit einer Ausnehmung 2a, wobei die Krümmung der Ausnehmung der kugelförmigen Oberfläche 1a des Innenkörpers 1 angepasst ist, so dass Innenkörper 1 und Außenkörper 2 zueinander schwenkbar und/oder drehbar sind. Zwischen Innenkörper 1 und Außenkörper 2 ist ein Gleitelement 3 angeordnet.
Die Draufsicht auf ein Gleitelement 3 in Form einer einlagigen Gleitfolie ist in 2 dargestellt. Die Gleitfolie weist Aussparungen 4 in Form von Durchbrüchen 5 auf, die parallelogrammartig ausgebildet sind.
3 zeigt den Schnitt durch ein Gleitelement 3, welches aus einer mehrlagigen Gleitfolie besteht. Eine erste Schicht 3.1 ist durchgängig ausgebildet. Auf dieser ist eine zweite Schicht 3.2 aufgebracht, z. B. aufgeklebt, die Aussparungen 4 in Form von Durchbrüchen 5 aufweist.
Ein Gleitelement 3 aus einer zweilagigen Folie mit einer ersten Lage 3.1 und einer zweiten Lage 3.2 und dazwischen angeordneten kugelförmigen Elementen 6 ist in 4 in der Draufsicht und in 5 im Schnitt A-A in vergrößerter Form dargestellt.
Die erste Lage 3.1 ist dabei eben ausgebildet. Die zweite Lage 3.2 liegt an den kugelförmigen Elementen 6 an und ist mit der ersten Lage 3.1 verbunden, dadurch werden erhabene Elemente 7 gebildet. Die erste Lage 3.1 wird am Innendurchmesser des Außenkörpers (nicht dargestellt) befestigt und die erhabenen Elemente 7 liegen am Innenkörper (nicht dargestellt) an.
6 zeigt einen Teilschnitt eines Gelenklagers G, bei welchem am Innenkörper 1 erhabene Elemente 7 in Form von Keramikkörpern anliegen. Die erhabenen Elemente 7 sind auf einer ersten Lage 3.1 einer Folie befestigt, z. B. aufgeklebt. Die erste Lage 3.1 der Folie ist wiederum mit dem Außenkörper 2 verklebt.
Zwischen der erhabenen Elementen 7 befindet sich ein Schmierstoff 8, der zur Schmierung des Lagers dient.
Die Prinzipdarstellung eines Ausschnitts eines an der Innenfläche des Außenkörpers 2 befestigten Gleitelementes 3 nach der Umformung ohne Darstellung des Innenkörpers zeigt 7 in dreidimensionaler Darstellung.
Das Gleitelement 3 weist hier Aussparungen 4 in Form von Längsnuten auf, die im wesentlichen in axialer Richtung des Gelenklagers verlaufen. Durch die Längsnuten ist eine radial nach innen gerichtete Umformung einfacher möglich, da sich die Wandungen der Längsnuten in den umgeformten Bereichen aufeinander zu bewegen können. Die verbleibende geringe Wanddicke b1 des Gleitelementes 3 im Bereich der Längsnuten im Bereich zur Ausgangswanddicke b ermöglicht ebenfalls eine bessere dreidimensionale Umformung des Gleitelementes.
Auch hier ist es möglich, die Längsnuten mit einem Schmierstoff zu füllen. Bei der Umformung wird ein Teil des Schmierstoffes aus den Aussparungen gepresst.
Es ist möglich, in die Aussparungen oder zwischen die erhabenen Elemente z. B. Teflon einzusetzen, der bei der Umformung herausquillt und als Schmierstoff wirkt.
Neben den dargestellten Ausführungsbeispielen können auch andere Formen der Aussparungen oder Erhebungen gewählt werden. Weiterhin ist es auch möglich, das Gleitelement nicht nur aus ein oder zwei Lagen zu fertigen, sondern noch mehr Lagen unterschiedlicher Werkstoffe zu kombinieren, um eine gute Umformbarkeit des Gleitelementes bei besten Gleiteigenschaften und hoher Lebensdauer zu erzielen.

Claims

Gleitelement für Lager, insbesondere für Gelenklager (G), wobei das Gleitelement (3) zwischen einem Innenkörper (1) und einem Außenkörper (2) des Lagers angeordnet ist und Aussparungen (4) und/oder erhabene Elemente (7) aufweist.
Gleitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form einer Gleitfolie ausgebildet ist, welche Aussparungen (4) und/oder erhabene Elemente (7) aufweist.
Gleitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vielzahl von Aussparungen (4) aufweist.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (4) in Form von regelmäßig oder unregelmäßig verteilten Durchbrüchen (5) und/oder muldenförmig und/oder nutenförmig ausgebildet sind.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfolie perforiert ist.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Elemente (7) in die Gleitfolie integriert oder auf der Gleitfolie angeordnet sind.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfolie und die erhabenen Elemente (7) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfolie aus mehreren Lagen (3.1, 3.2) ausgebildet ist.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die am Innenkörper (1) anliegende Lage (3.2) der Gleitfolie Aussparungen (4) und/oder erhabene Elemente (7) aufweist.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Elemente (7) zwischen zwei Lagen (3.1, 3.2) der Gleitfolie angeordnet sind.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Elemente (7) in Richtung zum Innenkörper (1) liegen.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (4) und/oder die Lücken zwischen den erhabenen Elementen (7) mit Gleitmittel/Schmiermittel (8) gefüllt sind.
Gleitelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel/Schmiermittel (8) aus Teflon besteht oder Teflon enthält.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfolie oder zumindest eine in Richtung zum Innenkörper (1) angeordnete Lage der Gleitfolie aus Faserverbundmaterial besteht.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in Richtung zum Außenkörper (2) angeordnete Lage der Gleitfolie aus einem elastisch verformbaren Material besteht.
Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Elemente (7) aus Keramik bestehen.