DE3609743C2

DE3609743C2 -

Info

Publication number: DE3609743C2
Application number: DE3609743A
Authority: DE
Inventors: Willem Fred 8600 Bamberg De Lugtenburg; Eckhart Dr. 6200 Wiesbaden De Schopf
Original assignee: Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos 6200 Wiesbaden De GmbH
Current assignee: Miba Gleitlager Austria GmbH
Priority date: 1985-03-27
Filing date: 1986-03-22
Publication date: 1989-06-15
Also published as: DE3609743A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitlagerelement mit inhomogener Antifriktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer aus der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander, im wesentlichen parallel angeordnete, zumindest über einen Teil der Gleitfläche verteilte, mit einem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen aufweist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringere oder größere Härte aufweist als der die nutartigen Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerwerkstoff ausgefüllten Vertiefungen in der Tragschicht.

Aus AU-PS 1 43 992, insbesondere deren Fig. 5 zu den zugehörigen Teilen der Beschreibung, ist ein Gleitlager mit inhomogener Antifriktionsschicht bekannt, und zwar mit sich in Umfangsrichtung des Gleitlagers erstreckender wendelförmiger Rillenanordnung. Diese Rillen sind mit einem weichen Gleitlagerwerkstoff gefüllt, der nur geringe Tragfähigkeit, dafür aber gute Reibeigenschaften aufweist. Die Dimensionierung der Rillen soll gemäß AU-PS 1 43 992 den unterschiedlichen Betriebsbedingungen angepaßt sein. Jedoch ist keine Angabe über die tatsächliche Anpassungsweise an die Betriebsbedingungen gemacht.

Aus AT-PS 3 23 476 ist ein Antifriktionselement, insbesondere ein Gleitlager bekannt, das als monolithischer Preßteil ausgebildet ist, in dem abwechselnd die aus einem mit Starrschmieren vom Typ wie Graphit, Bornitrid, Molybdänsulfid einzeln oder in einem Gemisch dieser Stoffe gefüllten Konstruktionspolymer vom Typ Phenolharze, Polyester, Polyheteroarylene, Polyolefine, Polyphenyle o. dgl. Materialien bestehenden selbstschmierenden Kunststoffabschnitte angeordnet sind. Auch AT-PS 3 23 476 gibt keinen Aufschluß über die Dimensionierung der mit Festschmiermittel gefüllten Vertiefungen in der Tragschicht.

Ferner ist es aus EP-PS 57 808 bekannt, einen weicheren Lagerwerkstoff in sich im wesentlichen in Laufrichtung erstreckende nutartige Vertiefung einer härteren Lagerwerkstoffschicht einzubetten, um die Vorteile eines härteren Lagerwerkstoffes mit den Vorteilen weicherer Gleitlagerwerkstoffe in einem Gleitlager zu verbinden. Da durch eine Festlegung des Abstandes benachbarter Ausnehmungen für eine feine Verteilung des härteren und weicheren Lagerwerkstoffes über die Laufflächenbreite gesorgt ist, kommen die einzelnen Lagerwerkstoffe auch in ein einem örtlichen Belastungsbereich nicht nur für sich sondern in ihrer Kombination zur Wirkung, so daß die Nachteile der einzelnen separten Lagerwerkstoffe im wesentlichen ausgeschaltet sind. Die Lagerwerkstoffschicht aus einem härteren Werkstoff übernimmt dabei eine Tragfunktion, die eine relative Entlastung des weicheren Werkstoffes bedingt, was eine Erhöhung der Dauerfestigkeit und der Verschleißfestigkeit zur Folge hat. Derartige Gleitlager verhalten sich deshalb bezüglich ihrer Notlaufeigenschaften weitgehend wie Lager mit einer durchgehenden Laufschicht aus einem weicheren Lagerwerkstoff, besitzen aber solchen letzteren Lagern gegenüber den Vorteil eines bedeutend geringeren Verschleißes. Das aus EP-PS 57 808 bekannte Gleitlager soll deshalb günstige Betriebsergebnisse hinsichtlich Verschleiß und Ermüdung liefern, weil die Rillenabmessungen, wie Breite, Tiefe und Abstand in einer bestimmten Abhängigkeit vom Lagerdurchmesser festgelegt werden.

Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß einmal durch die angegebenen extrem weit auseinanderliegenden Maximal- und Minimalbereiche der Rillenabmessungen eine optimale Verteilung der weichen und harten Traganteile selbst in mittleren Bereichen nicht gegeben ist. Lager dieser Ausführungsform sind deshalb nicht dazu geeignet, die an sich gestellten und erwarteten hohen Anforderungen zu erfüllen, da weitere wichtige Kriterien vernachlässigt wurden. So blieb beispielsweise unberücksichtigt, daß Lager mit einem bestimmten Durchmesser völlig unterschiedlich belastet sein können und der Lagerdurchmesser als Bezugsgröße deshalb allein in keiner Weise dazu geeignet ist, Verschleiß und Ermüdung vermindernde Maßnahme in einer für die Praxis ausreichenden Weise zu definieren.

In der AU-PS 1 43 992, der FR-PS 7 97 483 und dem DE-GM 69 29 557 wird zwar die Lastabhängigkeit der Konstruktion angesprochen, eine Lehre, wie die Lastabhängigkeit berücksichtigt werden soll, wird jedoch nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein hochbelastbares Gleitlager mit inhomogeren Antifriktionsschicht zu schaffen, welches die an ein hochbelastbares Gleitlager zu stellenden Forderungen voll erfüllt und dabei die Möglichkeit schafft, die für die Verminderung von Verschleiß und Ermüdung einzusetzenden Maßnahmen aufgrund der im jeweiligen Fall vorgesehenen spezifischen Lagerbelastung vorher eindeutig und reproduzierbar fest zulegen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 3 enthaltenden Merkmale gelöst.

Die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Maßnahmen sind nicht mehr auf den Lagerdurchmesser bezogen, sondern auf die spezifische Lagerbelastung, die sich wie folgt ergibt:

= spezifische Lagerbelastung in [N/mm²]

F = Lagerkraft (Last) in [N]
D = Lagernenndurchmesser in [mm] (Innendurchmesser)
B = tragende Lagerbreite in [mm].

Mit der gemäß der Erfindung zur Bestimmung der Dimensionierung der Vertiefungen herangezogenen spezifischen Lagerbelastung wird auch der Schmierfilmdruck im Gleitlager für die Dimensionierung der nutenartigen mit anderem Gleitlagerwerkstoff gefüllten Vertiefungen maßgebend. Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, daß die Höhe der spezifischen Belastungen erheblichen Einfluß auf die Festlegungen für die nutenartigen Vertiefungen hat. Dies gilt einerseits für die vorgesehene spezifische Belastung des Gleitlagers und andererseits auch hinsichtlich der spezifischen Belastbarkeit des naturgemäß entsprechend dem vorgesehenen Einsatz gewählten Lagerwerkstoffs für die Tragschicht und des ebenfalls nach solchen Gesichtspunkten gewählten Gleitlagerwerkstoffs zum Ausfüllen der nutenartigen Vertiefungen. In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung lassen sich somit mathematische Beziehungen für die Bestimmungen der Breite b der nutartigen Vertiefungen, die zwischen den nutartigen Vertiefungen verbleibende Stegbreite s, das Verhältnis von Nutbreite b zu Stegbreite s aufgrund der Belastbarkeit des gewählten Lagerwerkstoffs für die Tragschicht und die tatsächlich vorgesehene spezifische Lagerbelastung aufstellen. Desgleichen lassen sich mathematische Beziehungen für die Nuttiefe t der Vertiefungen und für das Verhältnis der Nutbreite b und der zur Nuttiefe t der nutartigen Vertiefungen in Abhängigkeit von der Belastbarkeit des zum Ausfüllen der nutartigen Vertiefungen gewählten Gleitlagerwerkstoffs und der tatsächlich vorgesehenen spezifischen Lagerbelastung auf stellen.

Die Erfindung läßt sich sowohl bei einfacher nutartiger, sich in Laufrichtung erstreckender Ausbildung der Vertiefungen als auch bei der Ausbildung der Vertiefungen in mehreren Gruppen, beispielsweise zwei sich kreuzenden Gruppen von nutartigen Vertiefungen, anwenden, und zwar auch dann, wenn die gegenseitigen Abstände der nutartigen Vertiefungen in den verschiedenen Gruppen voneinander unterschiedlich sein sollen.

Versuche haben ergeben, daß bei erfindungsgemäßer Berücksichtigung der vorgesehenen spezifischen Lagerbelastung bei der Dimensionierung der nutenförmigen Vertiefungen optimale Ergebnisse hinsichtlich Dauerfestigkeit, Verschleiß und Notlauf erzielt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein aus zwei Gleitlagerschalen gebildetes erfindungsgemäßes Gleitlager in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Gleitlager in Form einer Lagerbuchse;

Fig. 3 ein Schema mit den für die Berechnung des mit Vertiefungen versehenen Bereichs der Lagerlauffläche wesentlichen Kenngrößen;

Fig. 4 den Bereich 5 der Fig. 1, stark vergrößert;

Fig. 5 den Bereich 5 der Fig. 1 in abgewandelter Ausführung, stark vergrößert;

Fig. 6 eine stark vergrößerte Draufsicht im Bereich 5 der Fig. 1;

Fig. 7 eine Draufsicht entsprechend Fig. 6 in abgewandelter Ausführung der Erfindung;

Fig. 8 eine Draufsicht entsprechend Fig. 6 in einer weiteren Abwandlung der Erfindung;

Fig. 9 eine gemäß der Erfindung ausgebildete einstückige Bundlagerschale und

Fig. 10 eine Lagerschale und zwei halbringförmige Anlaufscheiben für eine erfindungsgemäße Lageranordnung in perspektivischer Darstellung.

Im Beispiel der Fig. 1 bis 8 ist ein Gleitlager 20, beispielsweise in Form zweier Lagerschalen 21 und 22 oder in Form einer Gleitlagerbuchse 23, die nahtlos oder auch gebogen und mit einem axialen Schlitz 24 gebildet sein kann, an der Lagerlauffläche 25 mit nutartigen Vertiefungen 26 in der Tragschicht 27 versehen.

Im Beipsiel der Fig. 1 ist das Gleitlager 20 aus zwei Gleit lagerschalen 21 und 22 gebildet, die nutartige Vertiefungen 26 in ihrer Tragschicht 27 aufweisen.

Für die nutartigen Vertiefungen 26 kommen verschiedene Ausführungsformen in Betracht, beispielsweise kreisförmig ringsum laufende Nuten, wie sie in Fig. 6 in Draufsicht dargestellt sind. Die nutartigen Vertiefungen 26 könnten auch schraubenförmig mit kleinem Steigungswinkel bis zu 15° ausgebildet sein. Zwischen den nutartigen Vertiefungen 26 und den dazwischen stehengebliebenen Stegen 29 sind - wie besonders aus Fig. 3 ersichtlich - folgende Kenngrößen wesentlich:

a: Der Abstand von Stegmitte zu Stegmitte;
b: die Ausnehmungsbreite im Bereich der Gleitfläche;
s: die verbleibende Stegbreite im Bereich der Gleitfläche;
t: die Ausnehmungstiefe.

Von den von diesen Kenngrößen abgeleiteten Verhältnissen ist besonders die Relation der Ausnehmungsbreite b zur verbliebenen Stegbreite s von Bedeutung. Für die Berechnung dieser Kenngrößen und der Relation von Ausnehmungsbreite b zur verbleibenden Stegbreite sind Minimumwerte, Maximumwerte und mittlere Werte aufgrund der spezifischen Lagerbelastung zu ermitteln, wobei

[N/mm²] zu errechnen ist aus
F = Lagerkraft (Last) in [N],
D = Lagernenndurchmesser in [mm] (Innendurchmesser)
B = tragende Lagerbreite in [mm] nach der Formel:

Auf dieser Grundlage sind zu berechnen:

a) Breite b in [µm] der nutartigen Vertiefungen bzw. Aus nehmungen 26;
für hochbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit oberhalb etwa 50 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder kleiner, bevorzugt gleich:

für geringbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb etwa 35 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder größer, bezvorzugt gleich

für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, kleiner oder größer, bevorzugt gleich

b) die verbleibende Stegbreite s in [µm]:
für geringbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb etwa 35 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder kleiner, bevorzugt gleich:

für hochbelastbare Tragschichten, d. h Tragschichten mit Belastbarkeit oberhalb etwa 50 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder größer, bevorzugt gleich

für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, kleiner oder größer, bevorzugt gleich:

c) Die Ausnehmungstiefe t in [µm]:
für hochbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit oberhalb von etwa 40 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder kleiner, bevorzugt gleich

für geringbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit unterhalb etwa 20 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder größer, bevorzugt gleich

für mittelbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit zwischen etwa 20 und etwa 45 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, kleiner oder größer, bevorzugt gleich

d) die Relation von Ausnehmungsbreite b zu verbleibender Stegbreite s:
für hochbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit oberhalb etwa 50 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche,

(b/s) _max = (1,95 bis 2,0) · (1,757 + 3,1 · 10^-3 · + 7,233 · 10^-4 · ²)

für geringbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb etwa 35 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche,

(b/s) _min = (0,5 bis 0,55) · (0,5100 + 0,9 · 10^-3 · + 2,1 · 10^-4 · ²)

für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche,

(b/s) _mit = 0,9444 + 1,6667 · 10^-3 · + 3,8889 · 10^-4 · ²

und die Abhängigkeit der gewählten Ausnehmungsbreite (b) in Relation zu der Ausnehmungstiefe (t) für hochbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit oberhalb von etwa 40 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche,

(b/t) _min = 4,167 · 10^-2 · + 0,8333

für geringbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit unterhalb von etwa 25 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche,

(b/t) _max = (1,95 bis 2,0) · (10,834 · 10^-2 · + 2,1666)

für mittelbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit zwischen etwa 20 und etwa 45 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche,

(b/t) _mit = 6,667 · 10^-2 · + 1,333

Hierbei ist berücksichtigt, daß grundsätzlich für die Dimensionierung der nutenförmigen Vertiefungen eines derartigen Gleitlagers nicht allein der Lagerdurchmesser, sondern vor allem der Schmierfilmdruck maßgebend ist. Vereinfacht kann anstelle des Schmierfilmdruckes die spezifische Lagerbelastung eingesetzt werden. Dabei hat sich gezeigt, daß bei hohen spezifischen Belastungen andere Festlegungen der maßgeblichen Größen für die nutförmigen Ausnehmungen (Breite, Tiefe, Abstand) vorteilhafter sind, als bei niedrigen spezifischen Belastungen. Insbesondere wirkt sie sich überraschenderweise in Verbindung mit der Auswahl des Lagerwerkstoffes für die Trägerschicht sowie des Füllstoffes in den nutartigen Vertiefungen auf die konstruktive Auslegung der Vertiefungen in Breite und Tiefe aus. Hierdurch lassen sich Dauerfestigkeit und Verschleißfestigkeit des Gleitlagers optimal günstig beeinflussen. Die Anwendung verschiedener Werkstoffe für die Trägerschicht und verschiedener Füllstoffe erfordert dementsprechend unterschiedliche Dimensionierung der Vertiefungen. In den obigen Erläuterungen sind Angaben enthalten, wie diese Werkstoffeigenschaften zu berücksichtigen sind.

Versuche haben ergeben, daß bei Berücksichtigung der oben erläuterten Dimensionierung der nutartigen Vertiefungen optimale Ergebnisse hinsichtlich Dauerfestigkeit, Verschleiß und Notlauf erzielt werden.

Die nutartigen Vertiefungen können in sich geschlossene ringförmige Nuten bilden, bevorzugt wird man jedoch Vertiefungen in schraubenförmiger Anordnung vorsehen.

Wie aus dem in Fig. 5 stark vergrößert dargestellten Bereich 5 der Fig. 1 ersichtlich, kann das die nutartigen Vertiefungen 26 füllende Gleitlagermaterial über die stehengebliebenen Rippen bzw. Felder 29 hinaus zu einer geschlossenen Schicht 30 ausgebildet sein. Je nach den benutzten Gleitlagerwerkstoffen der Tragschicht 27 und des die nutartigen Vertiefungen 26 füllenden und ggf. die Gleitschicht 30 bildenden Materials kann zwischen der Tragschicht 27 und dem die nutartigen Vertiefungen 26 füllenden und ggf. die Gleitschicht 30 bildenden Material eine Diffusionssperrschicht oder eine Bindungsschicht 31 vorgesehen werden, die eine Dicke zwischen etwa 0,5 und 2 µm haben kann. Im Unterschied hierzu zeigt der vergrößerte Bereich der Fig. 4 alternativ einen bündigen Abschluß der Rippen 29 mit der Gleitschicht 30 bzw. der Füllung der nutartigen Vertiefungen 26.

Wie die Fig. 4 und 5 ferner zeigen, ist die Tragschicht 27 auf einem geeigneten Substrat 32 angebracht, beispielsweise einer Schale oder Buchse aus Stahl.

Die Form der nutartigen Vertiefungen kann verschieden sein; beispielsweise können die nutartigen Vertiefungen 26 in Art eines Kreuzgewindes ausgebildet sein, so daß sich zwischen den nutartigen Vertiefungen 26 rautenförmige oder in anderer Weise viereckige Felder 29 ergeben, wie dies Fig. 7 zeigt. Zusätzlich zu einem Kreuzgewinde können die nutartigen Vertiefungen 26 auch noch sich quer erstreckende Nuten 26 a aufweisen, so daß sich dreieckförmige, stehengebliebene Felder 29 ergeben, wie dies Fig. 8 zeigt. Die gegenseitigen Abstände der sich kreuzenden nutartigen Vertiefungen 26 sind in den Fig. 7 und 8 als gleich groß dargestellt. Es kann aber auch in der einen Gruppen vom Vertiefungen 26 ein anderer gegenseitiger Nutbestand als in der sie kreuzenden Gruppe von Vertiefungen 26 vorgesehen sein.

Fig. 9 zeigt eine Bundlagerschale 22 a, die in ihrem Radiallagerteil eine Lagergleitfläche 25 mit nutartigen Vertiefungen 26 in der Tragschicht 27 enthält. Der eine Bund 35 ist an seiner Tragschicht 27 mit nutartigen Vertiefungen 26 ausgebildet, die in diesem Beispiel spiralförmig, d. h. sich in Umfangsrichtung aufweitend ausgebildet sind. Die nutartigen Vertiefungen 26 könnten in diesem Beispiel auch konzentrisch zur Lagermittelachse ausgebildet sein. Wie beim Radiallagerteil sind auch im Bund 35 die nutartigen Vertiefungen 26 mit Gleitlagerwerkstoff gefüllt, wobei dieser Lagerwerkstoff auch die zwischen den nutartigen Vertiefungen angeordneten Rippen oder Felder noch überdecken kann. Der zweite Bund 36 der Bundlagerschale 22 gemäß Fig. 9 kann wie der erste Bund oder auch in herkömmlicher Weise mit glatter Oberfläche seiner Tragschicht ausgebildet sein. Zur Bildung eines vollständigen Gleitlagers wird eine Bundlagerschale gemäß Fig. 9 mit einer zweiten Bundlagerschale zusammengesetzt, die in gleicher Weise wie diejenige nach Fig. 9 oder auch in herkömmlicher Weise ausgebildet sein kann.

Gleiche oder ähnliche Ausbildung wie bei einem einstückigen Bundlager 22 a kann auch bei solchen Gleitlagern vorgesehen werden, bei denen die Bunde als getrennte Anlaufscheiben 38 und 39 ausgebildet und mittels Verbindungslaschen an den Radiallagerteil direkt angesetzt sind.

Im Beispiel der Fig. 10 handelt es sich um eine Lageranordnung, bei der der Radiallagerteil durch zwei Gleitlagerschalen 21 und 22 (Fig. 1) gebildet ist. Die Gleitlagerschale 22 hat eine Lagergleitfläche 25, in welcher die Tragschicht mit nutartigen Vertiefungen 26 versehen ist. Berührungsfrei zu diesem Radiallagerteil sind Axiallagerteile eingesetzt, und zwar Anlaufscheiben 38 und 39, die mit seitlichem Abstand von den Seitenkanten des Radiallagerteils in der Lageraufnahme eingesetzt sind. Die eine Anlaufscheibe 38 oder auch beide Anlaufscheiben 38 und 39 weisen nutartige Vertiefungen in ihrerer Tragschicht auf, die konzentrisch zur Lagermittelachse verlaufen. Es können stattdessen aber spiralförmig verlaufende nutartige Vertiefungen vorgesehen sein.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die verschiedensten Kombinationen von Gleitlagerwerkstoffen möglich, beispielsweise kann die Tragschicht 27 aus Bleibronze bestehen. Der die nutartigen Vertiefungen 26 füllende Gleitlagerwerkstoff kann Weißmetall- Lagerlegierungen sein, bevorzugt kann hierzu eine Zinn- Antimon-Legierung vom Typ SnSb7 benutzt werden. Anstelle der in Fig. 5 gezeigten Gleitschicht 30 kann auch eine Überdeckung der stehengebliebenen Rippen bzw. Felder 29 mit einer Schicht aus Blei-Zinn-Legierungen oder Zinn- Antimon-Legierung mit einer Dicke von 0,5 bis 2 µm vorgenommen werden.

Eine andere vorteilhafte Materialpaarung in einer Gleitlagerschale 22 bzw. einer Gleitlagerbuchse 23 kann beispielsweise darin bestehen, daß die Tragschicht 27 aus einer Aluminium-Legierung, vorzugsweise AlZn4, 5SiCuPbMg besteht und die nutartigen Vertiefungen mit einer Weißmetall- Gleitlagerlegierung ausgefüllt sind, vorzugsweise auf der Basis von PbSnCu. In solchem Fall wird eine Schicht 31 aus Nickel oder CuSn vorzusehen sein.

Claims

1. Gleitlagerelement mit inhomogener Antifriktionsschicht, besteht aus einer Stützschicht und einer auf der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander, im wesentlichen parallel angeordnet, zumindest über einen Teil der Gleitfläche verteilte, mit einem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen aufweist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringere oder größere Härte aufweist als der die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander um Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte Vertiefungen in der Tragschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutbreite b der Vertiefungen, die zwischen den Vertiefungen verbleibende Stegbreite s und das Verhältnis von Nutbreite b zu Stegbreite s für hochbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit von oberhalb etwa 50 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in folgender Weise abgestimmt ist:

a) Nutbreite b [µm] gleich oder kleiner, bevorzugt gleich wobei =spezifische Lagerbelastung [N/mm²]
b) die verbleibende Stegbreite s in [µm] gleich oder größer bevorzugt gleich
c) das Verhältnis von Bereite b der Vertiefungen zur verbleibenden Stegbreite s (b/s) _max = (1,95 bis 2,0) · (1,757 + 3,1 · 10^-3 · + 7,233 · 10^-4 · ²).

2. Gleitlagerelement mit inhomogener Antifriktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer auf der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander, im wesentlichen parallel angeordnet, zumindest über einen Teil der Gleichfläche verteilte, mit dem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen aufweist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringere oder größere Härte aufweist als der die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerwerkstoff ausgefüllten Vertiefungen in der Tragschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutbreite b der Vertiefungen, die zwischen den Vertiefungen verbleibende Stegbreite s und das Verhältnis von Nutbreite b zu Stegbreite s für gering belastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb von etwa 35 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in der folgende Weise abgestimmt ist:

a) Breite b der nutartigen Vertiefungen [µm] gleich oder größer, bevorzugt gleich
b) verbleibende Stegbreite s in [µm] gleich oder kleiner, bevorzugt gleich
c) das Verhältnis von Nutbreite b zu verbleibender Stegbreite s (b/s) _min = (0,5 bis 0,55) · (0,5100 + 0,9 · 10^-3 · + 2,1 · 10^-4 · ²).

3. Gleitlagerelement mit inhomogener Antifriktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer auf der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander, im wesentlichen parallel angeordnete, zumindest über einen Teil der Gleitfläche verteilte, mit einem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen aufweist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringe oder größere Härte aufweist als der die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerwerkstoff ausgefüllten Vertiefungen in der Tragschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutbreite b der Vertiefungen, die zwischen den Vertiefungen verbleibende Stegbreite s und das Verhältnis von Nutbreite b zu Stegbreite s für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in folgender Weise abgestimmt ist:

a) Breite b in [µm] der nutartigen Vertiefungen kleiner oder größer, bevorzugt gleich
b) die verbleibende Stegbreite s in [µm] kleiner oder größer, bevorzugt gleich
c) das Verhältnis von Nutbreite b zu verbleibender Stegbreite s (b/s) _mit = 0,9444 + 1,6667 · 10^-3 · + 3,8889 · 10^-4 · ².

4. Gleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Nuttiefe t in [µm] der nutartigen Vertiefungen und des Verhältnisses der Nutbreite b zur Nuttiefe t der nutartigen Vertiefungen für hochbelastbare, die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit oberhalb von etwa 40 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in folgender Weise:

d) Nuttiefe in [µm] gleich oder kleiner, bevorzugt gleich und
e) das Verhältnis von Nutbreite b zu Nuttiefe t der nutartigen Vertiefungen (b/t) _min = 4,167 · 10^-2 · + 0,8333.

5. Gleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Nuttiefe in [µm] der nutartigen Vertiefungen und des Verhältnisses der Nutbreite b zur Nuttiefe t der nutartigen Vertiefungen für geringbelastbare, die nutartigen Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit unterhalb etwa 25 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in der folgende Weise:

d) Nuttiefe in [µm] gleich oder größer, bevorzugt gleich und
e) das Verhältnis von Nutbreite b zu Nuttiefe t der Vertiefungen (b/t) _max = (1,95 bis 2,0) · (10,834 · 10^-2 · + 2,1666).

6. Gleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Nuttiefe t in [µm] der nutartigen Vertiefungen und des Verhältnisses der Nutbreite b zu Nuttiefe t der nutartigen Vertiefungen für mittelbelastbare, die nutartigen Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit zwischen etwa 20 und etwa 45 N/mm², bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in der folgenden Weise:

d) Nuttiefe t in [µm] der Vertiefungen kleiner oder größer, bevorzugt gleich und
e) das Verhältnis der Nutbreite b zur Nuttiefe t der Vertiefungen: (b/t) _mit = 6,667 · 10^-2 · + 1,333.