WO2010031703A1 - Gleitlager - Google Patents

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Peter Decker
Helmut Schillinger
Cedric Zimmermann
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    • F16C2208/80—Thermosetting resins
    • F16C2208/82—Composites, i.e. fibre reinforced thermosetting resins

Definitions

  • the invention relates to a sliding bearing according to the preamble of claim 1 and a method for producing a bearing part having a sliding layer.
  • a generic plain bearing is known for example from DE 10 2005 029 979 A1.
  • This sliding bearing is designed as a joint bearing, with a bearing part, namely an inner ring, having a sliding layer, for example based on PTFE fabric.
  • the sliding layer of a sliding bearing is generally not able to reliably withhold moisture from the base material to which the sliding layer is applied.
  • a base metal is a stainless steel.
  • the invention is based on the object, a rationally producible sliding bearing with good corrosion protection properties and a method for producing specify a bearing having a sliding bearing part of such a plain bearing.
  • the slide bearing comprises a first, made of a metallic base material bearing member, on which a preferably containing a tissue sliding layer is applied, and a second bearing part, the sliding surface of which contacts the sliding layer of the first bearing part.
  • the sliding layer which preferably has a fabric structure, is applied to an aluminum-containing coating of the base material of the first bearing part.
  • the aluminum-containing coating is referred to below as aluminum coating, even if it has other constituents in addition to aluminum.
  • a phosphated or passivated, chromium IV-free coating containing aluminum as an aluminum coating for the preparation of the sliding bearing usable.
  • EP 1 542 336 A1 A method for applying an aluminum-containing alloy to a workpiece is known in principle, for example, from EP 1 542 336 A1.
  • EP 0 975 823 B1 describes an electrolyte for the electrolytic deposition of aluminum.
  • the aluminum coating applied to the base material on the one hand acts as corrosion protection and on the other hand improves the adhesion of the sliding layer glued onto the bearing part to the bearing part.
  • the thickness of the aluminum Coating is preferably at least 5 microns and at most 50 microns. In a particularly preferred embodiment, a layer thickness between 10 .mu.m and 20 .mu.m, for example, an average thickness of 15 microns, given.
  • the aluminum coating is preferably deposited on steel as the base material of the bearing part.
  • the steel is not a stainless steel.
  • the use of a stainless steel is not necessary because there is good corrosion protection by the aluminum coating.
  • the second bearing part which also has an aluminum coating in an advantageous embodiment.
  • the second bearing part may for example be coated with zinc-iron or zinc-nickel.
  • the fabric of the sliding layer preferably comprises polytetrafluoroethylene (PTFE) or another plastic with favorable sliding properties.
  • the sliding fabric is preferably impregnated with a synthetic resin. Before adhering the sliding layer to the aluminum coating, it can be treated with a primer, in particular a silane, in order to further improve the adhesion.
  • the sliding bearing according to the invention is in a preferred embodiment, a joint bearing with a spherically curved sliding surface having inner ring and the inner ring receiving outer ring.
  • the invention is also in other types of plain bearings, for example, in cylindrical sliding bushes, implemented.
  • the advantage of the invention lies in the fact that one and the same layer, namely an aluminum coating, in a maintenance-free plain bearing both acts as a corrosion protection layer and as an adhesion promoter between a base material of a bearing part and a sliding layer preferably having a fabric structure.
  • FIG. 2 shows the construction of a sliding layer of the sliding bearing according to FIG. 1.
  • An illustrated in Figure 1, designed as a joint bearing plain bearing 1 comprises an inner ring 2 as a first bearing part and an outer ring 3 as a second bearing part. Both bearing parts 2, 3 are made of a low-alloy steel, that is to say no stainless steel, as base material 4.
  • a sliding layer 5 is glued, which contacts a convexly curved sliding surface 6 of the inner ring 2.
  • the outer ring 3 is provided with a coating 7, namely an aluminum coating, and thus protected against corrosion.
  • the base material 4 is coated with an aluminum-containing coating 8, that is to say an aluminum coating.
  • the aluminum coating 8 has an average thickness of 15 ⁇ m and is deposited, for example, galvanically on the base material 4.
  • the sliding layer 5 is glued to the aluminum coating 8, wherein a very good adhesion of the sliding layer 5 is given on the bearing part 2 by the aluminum.
  • the coating 8 may be treated with a primer, which preferably contains silanes, before the gliding layer 5 is glued on. be delt.
  • the primer improves both the adhesion of the sliding layer 5 on the bearing part 2 and the corrosion protection of the bearing part. 2
  • the sliding layer 5 is a fabric 9 impregnated with synthetic resin, which has fibers 10 made of PTFE.
  • the fabric 9 may, if necessary, comprise fibers 10 of other, for example electrically conductive, materials.

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Abstract

Ein Gleitlager (1) umfasst ein erstes, aus einem metallischen Grundwerkstoff (4) gefertigtes, eine Gleitschicht (5) aufweisendes Lagerteil (2), sowie ein zweites, eine die Gleitschicht (5) kontaktierende Gleitoberfläche (6) aufweisendes Lagerteil (3), wobei die Gleitschicht (5) auf eine Aluminium aufweisende Beschichtung (8) des Grundwerkstoffs des ersten Lagerteils (2) aufgebracht ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Gleitlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines eine Gleitschicht aufweisenden Lagerteils.
Hintergrund der Erfindung
Ein gattungsgemäßes Gleitlager ist beispielsweise aus der DE 10 2005 029 979 A1 bekannt. Dieses Gleitlager ist als Gelenklager ausge- bildet, wobei ein Lagerteil, nämlich ein Innenring, eine Gleitschicht, beispielsweise auf Basis von PTFE-Gewebe, aufweist.
Die Gleitschicht eines Gleitlagers ist im Allgemeinen nicht in der Lage, Feuchtigkeitseinflüsse zuverlässig von dem Grundwerkstoff, auf den die Gleitschicht aufgebracht ist, fernzuhalten. Bei erhöhten Korrosionsschutzanforderungen kommt daher als Grundwerkstoff ein nichtrostender Stahl in Betracht.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationell herstellbares Gleitlager mit guten Korrosionsschutzeigenschaften sowie ein Verfahren zur Herstellung eines eine Gleitschicht aufweisenden Lagerteils eines solchen Gleitlagers anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gleitlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagerteils mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Im Folgenden im Zusam- menhang mit dem Gleitlager erläuterte Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für das Herstellungsverfahren und umgekehrt.
Das Gleitlager umfasst ein erstes, aus einem metallischen Grundwerkstoff gefertigtes Lagerteil, auf welches eine vorzugsweise ein Gewebe enthaltende Gleitschicht aufgebracht ist, sowie ein zweites Lagerteil, dessen Gleitoberfläche die Gleitschicht des ersten Lagerteils kontaktiert. Die bevorzugt eine Gewebestruktur aufweisende Gleitschicht ist auf eine Aluminium enthaltende Be- schichtung des Grundwerkstoffs des ersten Lagerteils aufgebracht.
Die Aluminium enthaltende Beschichtung wird im Folgenden kurz als Aluminiumüberzug bezeichnet, auch wenn sie zusätzlich zu Aluminium weitere Bestandteile aufweist. Insbesondere ist auch eine phosphatierte oder passivierte, Chrom IV-freie Beschichtung, welche Aluminium enthält, als Aluminiumüberzug zur Herstellung des Gleitlagers verwendbar.
Ein Verfahren zum Aufbringen einer Aluminium enthaltenden Legierung auf einem Werkstück ist prinzipiell beispielsweise aus der EP 1 542 336 A1 bekannt. In der EP 0 975 823 B1 ist ein Elektrolyt für die elektrolytische Abscheidung von Aluminium beschrieben.
Der auf den Grundwerkstoff aufgebrachte Aluminiumüberzug wirkt zum einen als Korrosionsschutz und verbessert zum anderen die Haftung der auf das Lagerteil aufgeklebten Gleitschicht auf dem Lagerteil. Die Dicke des Aluminium- Überzugs beträgt vorzugsweise mindestens 5 μm und höchstens 50 μm. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist eine Schichtdicke zwischen 10 μm und 20 μm, beispielsweise eine mittlere Stärke von 15 μm, gegeben.
Der Aluminiumüberzug ist vorzugsweise auf Stahl als Grundwerkstoff des Lagerteils abgeschieden. Bei dem Stahl handelt es sich in bevorzugter Ausgestaltung um keinen nichtrostenden Stahl. Die Verwendung eines nichtrostenden Stahls ist nicht erforderlich, da ein guter Korrosionsschutz durch den Aluminiumüberzug gegeben ist. Analoges gilt für das zweite Lagerteil, welches in vor- teilhafter Ausgestaltung ebenfalls einen Aluminiumüberzug aufweist. Alternativ kann das zweite Lagerteil beispielsweise mit Zink-Eisen oder Zink-Nickel beschichtet sein.
Das Gewebe der Gleitschicht umfasst vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einen anderen Kunststoff mit günstigen Gleiteigenschaften. Das Gleitgewebe ist vorzugsweise mit einem Kunstharz getränkt. Vor dem Aufkleben der Gleitschicht auf den Aluminiumüberzug kann dieser mit einem Primer, insbesondere einem Silan, behandelt werden, um die Adhäsion weiter zu verbessern.
Bei dem erfindungsgemäßen Gleitlager handelt es sich in bevorzugter Ausführungsform um ein Gelenklager mit einem eine sphärisch gekrümmte Gleitfläche aufweisenden Innenring und einem den Innenring aufnehmenden Außenring. Die Erfindung ist jedoch auch bei sonstigen Bauformen von Gleitlagern, bei- spielsweise bei zylindrischen Gleitbuchsen, umsetzbar.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein und dieselbe Schicht, nämlich ein Aluminiumüberzug, in einer wartungsfreien Gleitlagerung sowohl als Korrosionsschutzschicht als auch als Haftvermittler zwischen einem Grundwerkstoff eines Lagerteils und einer vorzugsweise eine Gewebestruktur aufweisenden Gleitschicht fungiert. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 ein Gleitlager im Querschnitt,
Fig. 2 den Aufbau einer Gleitschicht des Gleitlagers nach Fig. 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Ein in Figur 1 dargestelltes, als Gelenklager ausgebildetes Gleitlager 1 umfasst einen Innenring 2 als erstes Lagerteil und einen Außenring 3 als zweites Lagerteil. Beide Lagerteile 2,3 sind aus einem niedrig legierten Stahl, das heißt keinem nicht rostenden Stahl, als Grundwerkstoff 4 gefertigt.
Auf die konkav gekrümmte Innenoberfläche des Außenrings 3 ist eine Gleit- schicht 5 aufgeklebt, welche eine konvex gekrümmte Gleitoberfläche 6 des Innenrings 2 kontaktiert. Der Außenring 3 ist mit einer Beschichtung 7, nämlich einem Aluminiumüberzug, versehen und damit vor Korrosion geschützt.
Merkmale der Gleitschicht 5 werden im Folgenden anhand Figur 2 näher erläu- tert: Der Grundwerkstoff 4 ist mit einer Aluminium enthaltenden Beschichtung 8, das heißt einem Aluminiumüberzug, beschichtet. Der Aluminiumüberzug 8 weist eine mittlere Stärke von 15 μm auf und wird beispielsweise galvanisch auf dem Grundwerkstoff 4 abgeschieden. Die Gleitschicht 5 ist auf den Aluminiumüberzug 8 aufgeklebt, wobei durch das Aluminium eine sehr gute Haftung der Gleitschicht 5 auf dem Lagerteil 2 gegeben ist. Zusätzlich kann bei der Herstellung des Lagerteils 2 die Beschichtung 8 vor dem Aufkleben der Gleitschicht 5 mit einem Primer, welcher vorzugsweise Silane enthält, behan- delt werden. Der Primer verbessert sowohl die Verklebung der Gleitschicht 5 auf dem Lagerteil 2 als auch den Korrosionsschutz des Lagerteils 2.
Bei der Gleitschicht 5 handelt es sich um ein mit Kunstharz getränktes Gewe- be 9, welches Fasern 10 aus PTFE aufweist. Zusätzlich kann das Gewebe 9 bei Bedarf Fasern 10 aus anderen, beispielsweise elektrisch leitfähigen, Materialien aufweisen.
Bezugszeichenliste
Gleitlager lnnenring
Außenring
Grundwerkstoff
Gleitschicht
Gleitoberfläche
Beschichtung
Beschichtung
Gewebe
Faser

Claims

Patentansprüche
I .Gleitlager (1 ), mit einem ersten, aus einem metallischen Grundwerkstoff (4) gefertigten, eine Gleitschicht (5) aufweisenden Lagerteil (2), sowie mit einem zweiten, eine die Gleitschicht (5) kontaktierende Gleitoberfläche (6) aufweisenden Lagerteil (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (5) auf eine Aluminium aufweisende Beschichtung (8) des Grundwerkstoffs des ersten Lagerteils (2) aufgebracht ist.
2. Gleitlager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundwerkstoff (4) Stahl ist.
3. Gleitlager (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl nicht nichtrostend ist.
4. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerteil (3) eine Aluminium enthaltende Beschichtung (7) aufweist.
5. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (5) ein Gewebe (9) umfasst.
6. Gleitlager (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (9) PTFE aufweist.
7. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7,8) phosphatiert ist.
8. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7,8) passiviert ist.
9. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7,8) Chrom IV-frei ist.
10. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7,8) eine Stärke von mindestens 5 μm aufweist.
11. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7,8) eine Stärke von maximal 50 μm aufweist.
12. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Gelenklager (1 ) ausgebildet ist.
13. Gleitlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Gleitbuchse ausgebildet ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagerteils (2,3), mit folgenden Schrit- ten:
- Ein aus einem Grundwerkstoff (4) gefertigtes Lagerteil wird bereitgestellt,
- der Grundwerkstoff (4) wird mit einem Aluminium enthaltenden Überzug (8) beschichtet, - auf den Überzug (8) wird eine Gleitschicht (5) aufgeklebt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug (8) vor dem Aufkleben der Gleitschicht (5) mit einem Primer behandelt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Primer ein Silan verwendet wird.
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