AT17656U1

AT17656U1 - Gleitlagerelement

Info

Publication number: AT17656U1
Application number: ATGM50131/2021U
Authority: AT
Inventors: Janisch Dr Dominic; Davis Brian
Original assignee: Miba Gleitlager Austria Gmbh
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-10-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gleitlagerelement (1) umfassend einen Elementkörper (2) mit einer Elementkörperdicke (3), wobei der Elementkörper (2) eine erste Oberfläche (4) und eine zweite Oberfläche (5) aufweist, wobei die erste Oberfläche (4) eine Gleitfläche und die zweite Oberfläche (5) eine Anlagefläche für die Anlage des Gleitlagerelements (1) an einer Oberfläche (8) einer Lageraufnahme (9) bilden. Die Anlagefläche (5) weist reibwerterhöhende Partikel (11) auf, die vorzugsweise über die Anlagefläche (5) vorragen. Die Partikel (11) können mittels eines Haftvermittlers mit dem Elementkörper (2) verbunden sein. Der Haftvermittler kann eine metallische Beschichtung sein. Die metallische Beschichtung kann auf den Partikeln (11) aufgetragen sein. Der Haftvermittler kann eine Matrix (14) bilden, in die die Partikel (11) eingebettet sind. Die Matrix (14) kann mit den Partikeln (11) eine Schicht auf dem Elementkörper (2) bilden. Die Partikel (11) können eine durchschnittliche Korngröße zwischen 4μm und 90μm aufweisen.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gleitlagerelement umfassend einen Elementkörper mit einer Elementkörperdicke, wobei der Elementkörper eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei die erste Oberfläche eine Gleitfläche und die zweite Oberfläche eine Anlagefläche für die Anlage des Gleitlagerelements an einer Oberfläche einer Lageraufnahme bilden.

[0002] Die Erfindung betrifft auch ein Bauelement mit einer Lageraufnahme für die Aufnahme eines Gleitlagerelementes, wobei die Lageraufnahme eine Oberfläche aufweist, an der eine Anlagefläche des Gleitlagerelementes anlegbar ist.

[0003] Weiter betrifft die Erfindung ein Gleitlager umfassend zumindest ein Gleitlagerelement und ein Bauelement mit einer Lageraufnahme, in der das Gleitlagerelement angeordnet ist.

[0004] Gleitlagerelemente werden in Lageraufnahmen großteils kraftschlüssig durch Presssitz mittels Uberstand (Radialgleitlager) oder durch Verschrauben oder Klemmen (Axialgleitlager) verbaut. Normalerweise wird das Gleitlagerelement dadurch in Position gehalten. Mikrobewegungen können aber zu Fretting und dem zugehörigen Schadensbild führen. Dem versucht man durch sogenannte Antifrettingschichten auf dem Lagerrücken zu begegnen. Beispielsweise beschreibt die WO 2011/127511 A1 eine derartige Rückenbeschichtung eines Gleitlagers mit einer Antifrettingschicht. Durch diese Beschichtung soll die Reibverschweißung bzw. Reibkorrosion und damit das „Festfressen" des Gleitlagers im Lagergehäuse aufgrund von Relativbewegungen der Bauteile zueinander vermieden werden. Problematisch dabei ist allerdings, dass damit auch die aufnehmbaren Lagerkräfte reduziert werden müssen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Gleitlagerelement für höhere mechanische Belastungen zu schaffen.

[0006] Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Gleitlagerelement dadurch gelöst, dass die Anlagefläche reibwerterhöhende Partikel aufweist, die vorzugsweise über die Anlagefläche vorragen.

[0007] Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Bauelement gelöst, bei dem die Oberfläche der Lageraufnahme reibwerterhöhende Partikel aufweist, die vorzugsweise über diese Oberfläche vorragen.

[0008] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Gleitlager gelöst, das das erfindungsgemäße Gileitlagerelement und/oder das erfindungsgemäße Bauelement aufweist.

[0009] Von Vorteil ist dabei, dass durch die Erhöhung der Haftreibung der Anlagefläche bzw. der Oberfläche mit den Partikeln, das Gleitlagerelement höheren Lagerkräften ausgesetzt werden kann, bevor sich das Gleitlagerelemente soweit löst, dass es mit dreht. Zu weiteren Verbesserung dieser Eigenschaft überragen die Partikel vorzugsweise die Anlagefläche bzw. die Oberfläche, da damit mit der Montage des Gleitlagerelementes im Lagersitz, d.h. in der Lageraufnahme, die Hartpartikel in die Lageraufnahme bzw. die Anlagefläche eindringen und ein Mikroformschluss ausgebildet wird. Dies wiederum erlaubt es, das Gleitlager noch höheren Lagerkräften auszusetzen, da durch das erzwungene „Festfressen“ das Gleitlagerelement erst sehr viel später beginnt, sich mitzudrehen. Zudem kann damit auch erreicht werden, dass das Gleitlagerelement in bestehenden Gleitlagern, die geringeren Lagerkräften ausgesetzt sind, mit geringeren Anzugsmomenten der Verschraubung eingesetzt werden kann, wodurch auch Schichten aus Legierungen mit einer geringeren Kriechbeständigkeit in diesen Gleitlagerelementen eingesetzt werden können.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Partikel mittels eines Haftvermittlers mit dem Elementkörper verbunden sind, um damit die Haftung auf dem Elementkörper des Gleitlagerelementes bzw. der Oberfläche der Lageraufnahme zu verbessern.

[0011] Dabei kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Haftvermittler eine metallische Beschichtung ist. Es kann damit erreicht werden, nachdem die hier in Betracht kommenden Gileitlagerelemente üblicherweise einen metallischen Ele-

mentkörper, zumindest im Bereich der Anlage an der Lageraufnahme, aufweisen bzw. die Bauelemente üblicherweise zumindest im Bereich der Lageraufnahme metallisch sind, dass die Partikel über den metallischen Haftvermittler mit dem Elementkörper bzw. dem Bauelement verschweißen bzw. verschmelzen und damit eine höhere Haftfestigkeit aufweisen sowie eine dauerhafte Verbindung mit dem Elementkörper bzw. dem Bauelement eingehen.

[0012] Von Vorteil ist dabei, wenn nach einer Ausführungsvariante der Erfindung die metallische Beschichtung auf den Partikeln aufgetragen ist, da damit das Aufbringen der Partikel auf den Elementkörper des Gleitlagerelementes bzw. der Oberfläche der Lageraufnahme vereinfacht werden kann. Zudem kann damit die Sicherheit der Anbringung der Partikel auf dem Elementkörper bzw. der Oberfläche der Lageraufnahme verbessert werden.

[0013] Es kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Haftvermittler eine Matrix bildet, in die die Partikel eingebettet sind. Insbesondere bei höheren Anteilen an Partikeln hat sich diese Ausführungsvariante im Vergleich zu „punktueller“ Anordnung von Partikeln als vorteilhaft herausgestellt.

[0014] Dabei kann nach einer Ausführungsvariante auch vorgesehen sein, dass die Matrix mit den Partikeln eine Schicht auf dem Elementkörper bzw. der Oberfläche der Lageraufnahme bildet, sodass die Belastung besser auf eine größere Fläche verteilt werden kann.

[0015] Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die reibwerterhöhenden Partikel einen durchschnittliche Korngröße zwischen 4 um und 90 um aufweisen. Unterhalb von 4 um Korngröße wird zwar ebenfalls eine Verbesserung der Festigkeit der Verbindung der beiden Bauteile beobachtet, allerdings wurde beobachtet, dass der Effekt ab 4 um Partikeldurchmesser ausgeprägter ist. In Hinblick auf die obere Grenze von 90 um Partikeldurchmesser sei angemerkt, dass zwar noch größere Partikel für den Kraftschluss bzw. Formschluss besser wären, damit allerdings auch ein sehr großer Fügespalt verbunden ist, der wiederum der verbesserten Festigkeit der Verbindung zwischen Gleitlagerelement und Lageraufnahme entgegenwirkt.

[0016] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mit den Partikeln versehene Anlagefläche bzw. Oberfläche eine Flächenbelegung mit den Partikeln zwischen 5 % und 40 % aufweist, womit die voranstehend genannten Effekte weiter verbessert werden können.

[0017] Entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Partikel ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Diamant, Korund, Siliziumdioxid, Siliziumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Siliziumnitrid, kubisches Bornitrid, Titannitrid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumcarbid, Hafniumcarbid, Hafniumborid, Aluminiumcarbid, Titanaluminiumnitrid, Titanborid, Titancarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Titannitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid, Vanadiumnitrid, Chromnitrid, Titancarbonitrid, Tantalcarbonitrid, Niobcarbonitrid, Vanadiumcarbonitrid, Chromcarbonitrid, und Mischkristalle aus den genannten Stoffen, da mit diesen Werkstoffen die Verbauung des Gleitlagerelementes vereinfacht werden kann. Aufgrund der relativ hohen Härte dieser Partikel dringen sie schneller in die Oberfläche der Lageraufnahme bzw. die Lageraufnahme ein.

[0018] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0019] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: [0020] Fig. 1 ein mehrschichtiges Gleitlagerelement in Seitenansicht; [0021] Fig. 2 eine Ausführungsvariante eines Gleitlagerelementes;

[0022] Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsvariante eines Gleitlagerelementes.

[0023] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen

werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0024] Fig. 1 zeigt ein Gleitlagerelement 1 in Form eines Mehrschichtgleitlagerelements. Das Gleitlagerelement 1 weist einen Elementkörper 2 mit einer Elementkörperdicke 3. Der Elementkörper 2 weist eine erste Oberfläche 4 und eine der ersten Oberfläche 4 in Richtung der Elementkörperdicke 3 gegenüberliegende zweite Oberfläche 5 auf.

[0025] Das Gleitlagerelement 1 ist in Fig. 1 als Gleitlagerhalbschale ausgebildet. Damit ist die Elementkörperdicke 3 bei diesem Ausführungsbeispiel des Gleitlagerelementes 1 in radialer Richtung zu betrachten. Dargestellt ist eine zweischichtige Variante des Gleitlagerelements 1, bestehend aus einer Stützschicht 6 und einer Gleitschicht 7.

[0026] Die erste Oberfläche 4 bildet eine Gleitfläche, die in der dargestellten Ausführungsvariante des Gleitlagerelementes 1 durch die Gleitschicht 7 bzw. genereller ausgedrückt durch die radial innerste Schicht des Gleitlagerelementes 1 gebildet ist, und die zweite Oberfläche 5 bildet eine Anlagefläche für die Anlage des Gleitlagerelements 1 an einer Oberfläche 8 einer nur andeutungsweise dargestellten Lageraufnahme 9. Die zweite Oberfläche 5 kann daher auch als Lagerelementrücken bezeichnet werden. Die erste Oberfläche 4 ist einem zu lagernden Bauteil, wie z.B. einer Welle oder einer Achse zuwendbar.

[0027] Das Gleitlagerelement 1 kann aber auch nur einschichtig ausgebildet sein, beispielsweise aus einer Bronze gebildet sein. Andererseits kann das Gleitlagerelement 1 auch mehr als zwei Schichten aufweisen, z.B. kann eine Lagermetallschicht 10 zwischen der Gleitschicht 7 und der Stützschicht 6 angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 strichliert angedeutet ist.

[0028] Der prinzipielle Aufbau derartiger Gleitlagerelemente 1, wie sie z.B. in bzw. im Zusammenhang mit Verbrennungskraftmaschinen oder in Windkraftanlagen Verwendung finden, ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen. Es sei jedoch erwähnt, dass noch weitere Schichten angeordnet werden können, also beispielsweise zwischen der Lagermetallschicht 10 und der Stützschicht eine Haftvermittlerschicht und/oder eine Diffusionssperrschicht, oder auf der Gleitschicht 7 eine Einlaufschicht, etc.

[0029] Vorzugsweise sind sämtliche Schichten metallische Schichten, wobei die Gleitschicht und/oder die Einlaufschicht auch aus Gileitlacken hergestellt sein können, also polymerbasiert sein können, mit einer Matrix aus einem Polymer, in dem Festschmierstoffpartikel und/oder Hartpartikel eingelagert sind. Hinsichtlich der einsetzbaren Werkstoffe für die Schichten des Gleitlagerelements 1 sei auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. In diesem sind diverse Metalle bzw. Legierungen für Gleitlager und Gleitlagerelemente 1 bereits ausführlich beschrieben.

[0030] Das Gleitlagerelement 1 kann auch eine andere als die in Fig. 1 dargestellte Form aufweisen. Beispielsweise kann das Gleitlagerelement 1 auch eine Lagerbuchse sein, wie dies in Fig. 1 strichliert angedeutet ist. Ebenso sind Ausführungen wie Anlaufringe, axial laufende Gleitschuhe, Lagerpads, oder dergleichen möglich. Die Erfindung ist also nicht auf Halbschalen beschränkt.

[0031] Wie besser aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist vorgesehen, dass die Anlagefläche, also die zweite Oberfläche 5 bzw. der Lagerelementrücken, reibwerterhöhende Partikel 11 aufweist, die darauf angeordnet sind. Bevorzugt stehen diese Partikel 11 über die Anlagefläche vor. Die reibwerterhöhenden Partikel 11 dienen einerseits dazu, den Reibwert der Anlagefläche zu erhöhen, um damit die Haftreibung an sich der Anlagefläche zu erhöhen. Andererseits dienen die Partikel 11 in der bevorzugten Ausführungsvariante auch dazu, neben dem Kraftschluss zwischen der Lageraufnahme 9 und dem Gileitlagerelement 1 durch Mikroformschlüsse auch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Gileitlagerelement 1 und der Lageraufnahme 9 auszubilden, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Bei beiden Ausführungsvarianten kann selbstverständlich auch der Presssitz aufgrund eines Gleitlagerelementüberstandes, wie dies einleitend erwähnt wurde, zu-

sätzlich verwirklicht sein. Weiter kann zusätzlich zu diesen kraftschlüssigen und gegebenenfalls formschlüssigen Verbindungen über die Partikel 11 auch eine kraftschlüssige Verbindung über Verbindungsmittel, wie Schrauben, etc., verwirklicht sein, insbesondere bei ebenen Gleitlagerelementen 1, wie z.B. Axiallagerelementen.

[0032] Der Begriff „reibwerterhöhend“ ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass damit der Reibwert (der Haftreibungskoeffizient), den die Paarung Anlagefläche des Gleitlagerelements 1 mit Oberfläche 8 der Lageraufname 9 an sich hat, durch die Partikel 11 erhöht wird.

[0033] Prinzipiell können unterschiedlichste Werkstoffe für die Partikel 11 eingesetzt werden. Die Partikel 11 sollten aber dem Druck standhalten, der auf sie durch den Presssitz des Gleitlagerelementes 1 in der Lageraufnahme 9 ausgeübt wird. Beispielsweise können als reibwerterhöhende Partikel 11 Carbide, Nitride, Carbonitride, Oxide, Boride, bzw. generell Hartstoffe eingesetzt werden. Unter Hartstoffen werden dabei Werkstoffe verstanden, die eine Härte von mindestens 5 HV 10, insbesondere mindestens 300 HV 10, vorzugsweise mindestens 500 HV 10, haben und/oder die ohne bzw. ohne wesentliche Verformung (d.h. eine Verformung von maximal 5 %) in der Lage sind, in das Material des Lagerrückens (bzw. der Stützschicht 6) und/oder der Lageraufnahme 9 einzudringen, also die Härte der Werkstoffe, aus denen diese Bauteile gebildet sind, (deutlich, z.B. um zumindest 5 %, insbesondere zumindest 10 %, vorzugsweise zumindest 50 % höher ist, also diese Werkstoffe) übersteigen. Die Härten liegen typischerweise, aber nicht ausschließlich, über 1000 HV 10. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante bestehen die reibwerterhöhende Partikel 11 jedoch aus einem Werkstoff, der ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend oder bestehend aus Diamant (C), Korund (Al-Os), Siliziumdioxid (SiO»), Siliziumcarbid (SiC), Borcarbid (B4C), Wolframcarbid (WC), Siliziumnitrid (Si3Na4), kubisches Bornitrid (c-BN), Titannitrid (TiN), Zirkoniumoxid (ZrO»2), Zirkoniumcarbid (ZrC), Hafniumcarbid (HfC), Hafniumborid , Aluminiumcarbid (Al«C3), Titanaluminiumnitrid (TiAIN), Titanborid (TiB»2), Titancarbid (TiC), Tantalcarbid (TaC), Niobcarbid (NbC), Vanadiumcarbid (VC), Chromcarbid (Cr3C2), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Niobnitrid (NDN), Vanadiumnitrid (VN), Chromnitrid (CrN), Titancarbonitrid (TiCN), Tantalcarbonitrid (TaCN), Niobcarbonitrid (NoCN), Vanadiumcarbonitrid (VCN), Chromcarbonitrid (CrCN), und Mischkristalle aus den genannten Stoffen.

[0034] Die reibwerterhöhenden Partikel 11 können alternativ oder zusätzlich dazu auch auf der Oberfläche 8 der Lageraufname 9 eines Bauelements angeordnet sein. Das Bauelement kann beispielsweise eine Pleuelstange, ein Lagerbock, ein Lagersitz, die Aufnahme eines Axiallagers/ Anlaufrings, eine Achse etc., sein. Nachdem die Ausführungen zu den Partikeln 11 und deren Anbringung auf der Anlagefläche auf die Partikel der Oberfläche 8 der Lageraufnahme 9 angewandt werden können, wird dazu nicht gesondert eingegangen. Sämtliche Ausführungen zu den Partikeln 11 und deren Verbindung mit der Anlagefläche bzw. die Ausführungen zu einer reibwerterhöhenden Schicht sind daher auch auf die Ausführungsvariante „Bauelement“ der Erfindung übertragbar, sodass mit den entsprechenden Ausführungen zum Gleitlagerelement das Bauelement mitgelesen werden kann.

[0035] Die Anordnung der reibwerterhöhenden Partikel 11 auf der Anlagefläche (bzw. der Oberfläche 8) kann so erfolgen, dass keine durchgehende Schicht auf der Anlagefläche ausgebildet wird sondern dass die Partikel 11 nur in diskreten Bereichen angeordnet sind. Generell kann im Rahmen der Erfindung gemäß einer Ausführungsvariante die Flächenbelegung der Anlagefläche zwischen 5 % und 40 %, insbesondere zwischen 5 % und 20 %, betragen (bezogen auf die gesamte Anlagefläche, d.h. die Oberfläche 5 des Elementkörpers 2). Es kann damit der Druck, der auf ein einzelnes Partikel 11 einwirkt, erhöht werden. Durch diese geringe Flächenbelegung kann zudem das Fügen an sich verbessert werden.

[0036] Prinzipiell ist es möglich, dass reibwerterhöhende Partikel 11 auf der gesamten Anlagefläche verteilt angeordnet werden. Nach einer Ausführungsvariante kann aber zum Unterschied dazu vorgesehen sein, dass die reibwerterhöhenden Partikel 11 nur in einem oder mehreren Abschnitt(en) der Anlagefläche angeordnet sind bzw. werden, insbesondere in jenem/jenen Abschnitt(en) die im Betrieb des Gleitlagerelementes 1 einer höheren Belastung unterliegen. Ein Abschnitt kann sich beispielswiese über einen Bereich eines Zylindersegments zwischen 5 ° und

kleiner 160 °, z.B. zwischen 20 ° und 120 °, erstrecken. Bei Ausbildung von mehreren Abschnitten sind diese voneinander beabstandet angeordnet. Sie können alle gleich ausgebildet sein oder unterschiedlich zueinander, beispielweise mit unterschiedlicher Flächenausdehnung und/oder unterschiedlichen Partikeln 11 belegt sein, um damit auf unterschiedlich belastete Zonen besser eingehen zu können. Weiter ist ein, insbesondere kontinuierlicher, Gradient der Flächenbelegung und/oder der Partikelgröße und/oder der Partikelart (also beispielsweise der Ubergang von einer ersten Partikelart auf eine zweite Partikelart, die zur ersten Partikelart unterschiedlich ist), ausbildbar.

[0037] Die reibwerterhöhenden Partikel 11 können eine durchschnittliche Korngröße zwischen 2 um, insbesondere 4 um, und 90 um aufweisen. Beispielsweise weisen die reibwerterhöhenden Partikel 11 ein Korngröße zwischen 15 um und 25 um auf. Die Partikel 11 können beispielsweise einer Größenverteilung mit folgenden Werten folgen:

2 um Korn: d50 = 2 um +/- 1 um, d90 = 2,5 um - 3 um

15 um Korn: d50 = 15 um +/- 1 um, d90 = 18 um - 21 um 25 um Korn: d50 = 25 um +/- 1 um, d90 = 28 um - 36 um 90 um Korn: d50 = 90 um +/- 1 um, d90 = 95 um - 100 um

[0038] Die durchschnittliche Korngröße bedeutet dabei, dass die maximalen Durchmesser der reibwerterhöhenden Partikel 11 bei einem gegebenen Nominalwert um nicht mehr als + 50 %, insbesondere nicht mehr als + 30 %, voneinander abweichen.

[0039] Vorzugsweises sind die Partikel 11 annähernd sphärisch ausgebildet. Die Partikel 11 können aber auch eine andere Form aufweisen, z.B. polyedrisch (tetraedrisch, würfelförmig, dodekaedrisch, etc.), oder länglich, etc.. Beispielsweise kann ein Aspekt-Verhältnis zwischen 2:1 und 4:1 betragen.

[0040] Zur Anbindung der reibwerterhöhenden Partikel 11 können diese im einfachsten Fall rein mechanisch mit der Anlagefläche verbunden sein, indem sie beispielsweise in diese Anlagefläche hineingedrückt werden und damit ein Formschluss ausgebildet wird.

[0041] Um die Haftfestigkeit der reibwerterhöhenden Partikel 11 auf der Anlagefläche zu erhöhen, kann nach einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass ein Haftvermittler eingesetzt wird, um damit die Partikel 11 mit der Anlagefläche (unmittelbar) zu verbinden. Der Haftvermittler kann vor dem Auftrag der reibwerterhöhenden Partikel 11 auf die Anlagefläche aufgetragen werden. Gemäß einer bevorzugt Ausführungsvariante werden aber ausschließlich die reibwerterhöhenden Partikel 11 selbst oberflächlich mit dem Haftvermittler unter Ausbildung einer Oberflächenschicht 12 zumindest teilweise versehen, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Der Haftvermittler kann dabei die gesamte Partikeloberfläche bedecken oder nur einen Teilbereich davon. Beispielsweise beträgt die Bedeckung der reibwerterhöhenden Partikel 11 mit dem Haftvermittler zwischen 20% und 80%, insbesondere zwischen 30% und 70%, der Partikeloberfläche. Eine Schichtdicke der Oberflächenschicht 12 kann zwischen 0,5 um und 5 um, insbesondere zwischen 1 um und 3 um, betragen.

[0042] Der Haftvermittler kann ein Polymer bzw. generell eine organische Substanz sein, wie beispielsweise eine Polyimid, insbesondere ein Polyamidimid. Vorzugsweise wird jedoch ein metallischer Werkstoff als Haftvermittler verwendet, insbesondere Nickel oder Nickel-Phosphor (NiP) oder Nickel-Bor (NiB). Dieser metallische Haftvermittler kann beispielsweise galvanisch auf die reibwerterhöhenden Partikel 11 aufgebracht werden.

[0043] Der Anteil des (metallischen) Haftvermittlers an dem aufzutragenden Gemisch mit den reibwerterhöhenden Partikeln 11 kann zwischen 20 Gew.-% und 90 Gew.-%, insbesondere zwischen 40 Gew.-% und 80 Gew.-%, beispielsweise zwischen 55 Gew.-% und 65 Gew.-%, betragen.

[0044] Der Haftvermittler kann beim Auftragen der reibwerterhöhenden Partikel 11 auf die Anlagefläche eine Haftvermittlerschicht 13 ausbilden, in der die reibwerterhöhenden Partikel 11 teil-

weise eingebettet sind, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Insbesondere kann diese Haftvermittlerschicht 13 den Fügespalt zwischen dem Gileitlagerelement 1 und dem Bauelement mit der Lageraufnahme 9 zumindest im Bereich der reibwerterhöhenden Partikel 11 zumindest bereichsweise ausfüllen. Dazu kann der Haftvermittler beim Aufragen der beschichteten Partikel 11 auf die Anlagefläche zumindest teilweise von den Partikeln 11 auf die Anlagefläche übertragen werden.

[0045] Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, der Haftvermittler eine Matrix 14 bildet, in die die Partikel 11 eingebettet sind, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Insbesondere eignet sich diese Ausführungsvariante für Partikel 11, die nur zur Erhöhung der Haftreibungszahl der Anlagefläche vorgesehen sind und nicht um damit einen Mikroformschluss mit der Oberfläche 8 der Lageraufnahme (sieh Fig. 1) auszubilden. Mit anderen Worten ausgedrückt kann diese Ausführungsvariante bevorzugt für Partikel 11 mit kleinerem Durchmesser bzw. kleinerer Partikelgröße vorgesehen sein. Dazu kann ein Gemisch aus dem Matrixwerkstoff und den Partikeln 11 hergestellt und auf die Oberfläche 5 des Elementkörpers 2 aufgetragen werden, sodass nach einer weiteren Ausführungsvariante die Matrix 14 mit den Partikeln 11 eine Schicht 15 auf dem Elementkörper 2 bildet. Die Matrix kann aus einem metallischen oder einem polymeren Werkstoff gebildet sein, wobei im Fall eines polymeren Werkstoffes nach dem Auftragen des Matrix 14/Partikel 11 Gemisches gegebenenfalls noch eine Härtung der Matrix 14, beispielsweise mittels UV-Licht oder Wärme, durchgeführt wird.

[0046] Prinzipiell können die (vorzugsweise mit einem Haftvermittler versehenen) reibwerterhöhenden Partikel 11 mit jedem geeigneten Verfahren auf die Anlagefläche bzw. die Oberfläche 5 des Elementkörpers 2 aufgebracht werden. Bevorzugt werden die reibwerterhöhenden Partikel 11 Jedoch in einem Plasma auf diese Oberfläche 5 aufgebracht. Dazu können die (vorzugsweise mit einem Haftvermittler versehenen) reibwerterhöhenden Partikel 11 vorab in einem Atmosphärendruckplasma aktiviert werden.

[0047] Im Plasmastrahl schmilzt der metallische Haftvermittler auf den Partikeln 11 an bzw. auf, sodass daraus am beschichteten Elementkörper 2 eine Schicht gebildet wird.

[0048] Vorzugsweise erfolgt die Abscheidung der Partikel 11 mittels eines Plasmajets.

[0049] Wie voranstehend ausgeführt, kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung eine selektive Belegung der Oberfläche 5 des Elementkörpers 2 vorgesehen werden. Diese kann derart aussehen, dass ein in Umfangsrichtung des Gleitlagerelementes 1 durchgehender (ringförmiger) Bereich der Oberfläche 5 belegt wird, wobei der ringförmige Bereich eine kleinere axiale Breite aufweist, als die Oberfläche 5 auf der er ausgebildet ist. Durch diese selektive Belegung in Form eine Streitenmusters kann besser vermieden werden, dass gegebenenfalls abgelöste Partikel 11 in das Schmieröl, mit dem das Gleitlagerelement 1 gegebenenfalls geschmiert wird, gelangen, wenn der streifenförmige Bereich beidseitig von den axialen Stirnflächen des Gleitlagerelementes 1 beabstandet angeordnet ist.

[0050] Das Streifenmuster kann auch so ausgebildet sein, dass die Streifen nicht in Umfangsrichtung sondern mit ihrer Länge in axialer Richtung oder schräg zur Umfangsrichtung orientiert sind. Die Streifen können geradlinig oder wellenförmig ausgebildet sein.

[0051] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Gleitlagerelementes 1 bzw. des Bauelementes mit der Lageraufnahme 9 bzw. des Gleitlagers diese nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Gleitlagerelement

2 Elementkörper

3 Elementkörperdicke 4 Oberfläche

5 Oberfläche

6 Stützschicht

7 Gileitschicht

8 Oberfläche

9 Lageraufnahme

10 Lagermetallschicht 11 Partikel

12 Oberflächenschicht 13 Haftvermittlerschicht 14 Matrix

15 Schicht

Claims

Ansprüche

1. Gleitlagerelement (1) umfassend einen Elementkörper (2) mit einer Elementkörperdicke (3), wobei der Elementkörper (2) eine erste Oberfläche (4) und eine zweite Oberfläche (5) aufweist, wobei die erste Oberfläche (4) eine Gleitfläche und die zweite Oberfläche (5) eine Anlagefläche für die Anlage des Gleitlagerelements (1) an einer Oberfläche (8) einer Lageraufnahme (9) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche reibwerterhöhende Partikel (11) aufweist, die vorzugsweise über die Anlagefläche vorragen.

2, Gileitlagerelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (11) mittels eines Haftvermittlers mit dem Elementkörper (2) verbunden sind.

3. Gileitlagerelement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler eine metallische Beschichtung ist.

4. Gileitlagerelement (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Beschichtung auf den Partikeln (11) aufgetragen ist.

5. Gleitlagerelement (1) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler eine Matrix (14) bildet, in die die Partikel (11) eingebettet sind.

6. Gleitlagerelement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (14) mit den Partikeln (11) eine Schicht auf dem Elementkörper (2) bildet.

7. Gleitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (11) eine durchschnittliche Korngröße zwischen 4 um und 90 um aufweisen.

8. Gileitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Partikeln (11) versehene Anlagefläche eine Flächenbelegung mit den Partikeln (11) zwischen 5 % und 40 % aufweist.

9. Gileitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (11) ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Diamant, Korund, Siliziumdioxid, Siliziumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Siliziumnitrid, kubisches Bornitrid, Titannitrid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumcarbid, Hafniumcarbid, Hafniumborid, Aluminiumcarbid, Titanaluminiumnitrid, Titanborid, Titancarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Titannitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid, Vanadiumnitrid, Chromnitrid, Titancarbonitrid, Tantalcarbonitrid, Niobcarbonitrid, Vanadiumcarbonitrid, Chromcarbonitrid, und Mischkristalle aus den genannten Stoffen.

10. Bauelement mit einer Lageraufnahme (9) für die Aufnahme eines Gleitlagerelementes (1), wobei die Lageraufnahme (9) eine Oberfläche (8) aufweist, an der eine Anlagefläche des Gleitlagerelementes (1) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (8) der Lageraufnahme (9) reibwerterhöhende Partikel (11) aufweist, die vorzugsweise über diese Oberfläche (8) vorragen.

11. Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (11) mittels eines Haftvermittlers mit der Oberfläche (8) der Lageraufnahme (9) verbunden sind.

12. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler eine metallische Beschichtung ist.

13. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Beschichtung auf den Partikeln (11) aufgetragen ist.

14. Bauelement nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler eine Matrix (14) bildet, in die die Partikel (11) eingebettet sind.

15. Bauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (14) mit den Partikeln (11) eine Schicht (15) auf der Oberfläche (8) der Lageraufnahme (9) bildet.

16. Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (11) eine durchschnittliche Korngröße zwischen 4 um und 90 um aufweisen.

17. Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Partikeln (11) versehene Oberfläche (8) eine Flächenbelegung mit den Partikeln (11) zwischen 5 % und 40 % aufweist.

18. Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (11) ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Diamant, Korund, Siliziumdioxid, Siliziumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Siliziumnitrid, kubisches Bornitrid, Titannitrid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumcarbid, Hafniumcarbid, Hafniumborid, Aluminiumcarbid, Titanaluminiumnitrid, Titanborid, Titancarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Titannitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid, Vanadiumnitrid, Chromnitrid, Titancarbonitrid, Tantalcarbonitrid, Niobcarbonitrid, Vanadiumcarbonitrid, Chromcarbonitrid, und Mischkristalle aus den genannten Stoffen.

19. Gleitlager umfassend zumindest ein Gleitlagerelement (1) und ein Bauelement mit einer Lageraufnahme (9), in der das Gleitlagerelement (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gileitlagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet ist und/oder dass das Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 18 gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen