AT504651B1 - Gleitelement - Google Patents

Description

2 AT 504 651 B1

Die Erfindung betrifft ein Gleitelement umfassend einen Stützkörper, eine darauf angeordnete Gleitschicht sowie gegebenenfalls auf der Gleitschicht eine Laufschicht, wobei die Gleitschicht durch eine Stützstruktur mit Zwischenräumen, in die ein Gleitmaterial eingelagert ist, gebildet ist, und die Gleitschicht oder gegebenenfalls die Laufschicht eine Lauffläche für ein zu lagerndes Bauelement bildet, die eine Längserstreckung in Drehrichtung des Bauelementes aufweist, wobei die Zwischenräume in Richtung der Längserstreckung der Gleitschicht gestreckt ausgebildet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Gleitelementes nach dem die Gleitschicht aus einer Stützstruktur mit Zwischenräumen hergestellt wird, und danach die Zwischenräume durch Walzen in Richtung der Längserstreckung umgeformt werden.

Ein gattungsgemäßes Gleitelement ist aus der EP 1 538 354 A bekannt. Dieses besteht aus einem Grundkörper, der mit einer Gleitschicht beschichtet ist, die die gewünschten tribolo-gischen Eigenschaften, insbesondere eine gute Anpassungsfähigkeit und eine gute Einbettfähigkeit für Partikel, in Verbindung mit einer hohen dynamischen Belastbarkeit aufweisen soll, wobei die Gleitschicht wenigstens teilweise aus einer Zwischenräume bildenden Stützstruktur in Kombination mit einem Gleitmaterial gebildet ist und bei dem das Material der Stützstruktur eine höhere Festigkeit als das Gleitmaterial aufweist. Die Stützstruktur ist vorzugsweise aus einem Metall gebildet, das, beispielsweise durch Schäumen, eine skelettartige Struktur mit zahlreichen, untereinander verbundenen Hohlräumen aufweist. Die Stützstruktur kann auch gitterartig ausgebildet sein. Der Volumenanteil dieser Stützstruktur in der Gleitschicht beträgt vorzugsweise weniger als 10 %. Das Gleitmaterial ist vorzugsweise ein Gleitmetall, beispielsweise Weißmetall, jedoch sind auch Polymerwerkstoffe als Gleitmaterial möglich. Dieses Gleitmaterial wird im Gießverfahren oder Spritzverfahren in die Zwischenräume eingefüllt, wobei das Material der Stützstruktur einen höheren Schmelzpunkt als das Gleitmaterial aufweisen soll.

Die DE 44 06 191 A beschreibt eine gegossene Gleitlagerung zur Führung und Abstützung bewegter Maschinenteile bestehend aus einer Leichtmetallmatrix, in die eine Teile der Gleitfläche bildender, aus hartem Stoff aufgebauter Formkörper mit, mit Matrixmaterial infiltrierten, Hohlräumen eingegossen ist. Um verbesserte tribologische Eigenschaften zu erzielen, ist vorgesehen, dass die offenen Hohlräume des Formkörpers mit Matrixmetall ausgefüllt sind, die Größe der in der Gleitfläche liegenden harten Teile des Formkörpers gemessen in einer Achse, jeweils <0,1 mm und der Abstand zwischen den in der Gleitfläche liegenden harten Teilen des Formkörpers gemessen in einer Achse, jeweils £ 2 mm ist.

Die DE 12 40 361 B beschreibt einen Bimetallstreifen für Lager, bestehend aus einem Stahlstützteil und einem damit verbundenen Streifen aus verdichtetem Pulver. Der Pulverstreifen besteht im Wesentlichen aus Aluminiumteilchen und Teilchen eines Metalls, wie Zinn, Blei oder Cadmium, dessen Schmelzpunkt niedriger als der des Aluminiums ist, in Mengen von etwa 10 bis etwa 25 %. Diese Teilchen des Metalls bilden in der aus Aluminiumteilchen bestehenden Grundmasse ausgeprägte, möglichst gleichförmig verteilte einzelne Einschlüsse. Beide Teilchenarten sind insgesamt zu einer dichten Struktur agglomeriert.

Aus der US 3,574,429 A ist ein Lager bekannt, dessen Gleitfläche aus einem offenzeiligen Kunstharzschaum gebildet wird, welcher mit einem anderen Kunstharz imprägniert ist. Eines der beiden Harze hat eine hohe Gleitfähigkeit, das andere hat eine größere Härte. Um eine Gleitfläche hoher Dichte zu erzeugen, wird diese Gleitschicht verpresst.

Die AT 388 217 B beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines einfachen Lagermaterials aus pulverförmigen Ausgangsstoffen, mit Aluminium als Hauptbestandteil und bis zu 40 Gew.-% wenigstens eines Schmiermittelzusatzstoffes, durch formgebendes Verdichten der Pulvermischung und nachfolgende Wärmebehandlung. Das so erhaltene Material wird stranggepresst und einer weiteren Wärmebehandlung unterworfen. Die Wärmebehandlungen werden bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur, bei der eine Verfestigung des Lagermaterials beginnt, vorgenommen. Gegebenenfalls wird das wärmebehandelte Material gewalzt. 3 AT 504 651 B1

Die DE 10 2004 020 385 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Gleitlagerbuchsen, die einen außen mit einer Korrosionsschutzschicht versehenen Metallmantel als Träger und eine Gleitschicht aus Kunststoff aufweisen. Die Korrosionsschutzschicht wird mechanisch aufgetragen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Lagerelement hinsichtlich seiner Gleiteigenschaften zu verbessern.

Diese Aufgabe wird einerseits durch das Gleitelement gelöst, bei dem die Stützstruktur eine dreidimensionale Skelettstruktur ist, sodass die Zwischenräume zumindest großteils miteinander in Verbindung stehen, wobei der Anteil der Stützstruktur an der Gleitschicht zwischen 2 Vol.-% und 20 Vol.-% beträgt und den Rest das Gleitmaterial bildet, sowie durch das Verfahren zur Herstellung dieses Gleitelementes, bei dem die Stützstruktur in einem Anteil an der Gleitschicht zwischen 2 Vol.-% und 20 Vol.-% als dreidimensionale Skelettstruktur mit zumindest großteils miteinander in Verbindung stehenden Zwischenräumen hergestellt wird und das Gleitmaterial in einem Anteil zwischen 80 Vol.-% und 98 Vol.-% zugesetzt wird. Es wird damit erreicht, dass für die Gleitbewegung, insbesondere Drehbewegung, des Bauelementes längere Laufwege auf dem Gleitmaterial zur Verfügung stehen. Gleichzeitig wird die Festigkeit der Gleitschicht über die Stützstruktur nach wie vor aufrechterhalten. Dieses Gleitelement ist prinzipiell nach verschiedenen Verfahren herstellbar, beispielsweise indem eine Stützstruktur verwendet wird, welche bereits in der Richtung der Drehbewegung des Bauelementes gestreckte Hohlräume aufweist, z.B. durch die Verwendung entsprechender Metallgitter, bevorzugt wird diese Längserstreckung aber durch Walzen hergestellt, da dies gleichzeitig beim Walzplattieren der Gleitschicht auf den Stützkörper durchgeführt werden kann, sodass, je nachdem wie groß die Streckung der Zwischenräume sein soll, mit einem Halbzeug für die Stützstruktur gearbeitet und diese entsprechend der gewünschten Streckung umgeformt werden kann. Es wird also damit auch die Lagerhaltung, etc. vereinfacht, zudem sind keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte hierfür erforderlich.

Ein durchschnittliches Achsverhältnis von Länge in Richtung der Längserstreckung zu einer Breite in einer Richtung senkrecht darauf der Zwischenräume kann mindestens 1,1 : 1 betragen, um die Gleiteigenschaften der Gleitschicht weiter zu verbessern.

Insbesondere kann dieses Achsverhältnis 2 : 1 oder 3 : 1 oder 4 : 1 betragen.

Die Zwischenräume können ein Verhältnis ihrer Länge in Längserstreckung in pm zu einer Höhe senkrecht darauf in pm aufweisen, das in einem Bereich liegt, mit einer unteren Grenze von 10:1 und einer oberen Grenze von 50:1. Es wird damit eine weitere Verbesserung der Gleiteigenschaft der Gleitschicht wiederum durch Verlängerung der Laufwege erreicht.

Dieses Verhältnis der Längserstreckung zur Höhe der Zwischenräume kann insbesondere in einem Bereich liegen mit einer unteren Grenze von 15:1 und einer oberen Grenze von 40:1, vorzugsweise in einem Bereich liegen mit einer unteren Grenze von 20:1 und einer oberen Grenze von 30:1.

Der Anteil der Zwischenräume an der Gleitschicht kann mindestens 55 %, bezogen auf die gesamte Gleitschicht, betragen, wodurch der ein höherer Anteil an Gleitmaterial zur Verfügung gestellt und die Gleiteigenschaften der Gleitschicht verbessert werden kann.

Insbesondere kann der Anteil der Zwischenräume an der Gleitschicht mindestens 60 % bzw. mindestens 70 % betragen. Für die bessere Umformbarkeit ist es von Vorteil, wenn das Stützgerüst aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine plastische Mindestverformbarkeit von mindestens 2,5 %, insbesondere mindestens 7,5 %, vorzugsweise mindestens 10 % aufweist.

Die Stützstruktur kann unter Ausbildung freier Enden, die im Gleitmaterial verankert sind, und 4 AT 504 651 B1 damit unter Ausbildung größerer Zwischenräume teilweise unterbrochen sein, wodurch über die freien Enden eine bessere Verankerung der Stützstruktur im Gleitmaterial erfolgen kann, insbesondere wenn diese freien Enden zumindest annähernd aufgebogen sind, bzw. wird damit eine größere Streckung und damit eine Verlängerung der Laufwege auf dem Gleitmaterial erreicht.

Die Stützstruktur kann im Bereich des Stützkörpers zumindest annähernd vollständig im Gleitmaterial eingebettet sein, sodass der Verbund mit dem Stützkörper überwiegend über das Gleitmaterial hergestellt wird. Da dieses Gleitmaterial üblicherweise eine geringere Härte als die Stützstruktur aufweist, kann damit eine bessere Verformbarkeit ohne die Gefahr eine Delamina-tion erreicht werden. Darüber hinaus werden neben der besseren Elastizität der Gleitschicht auch die Schalldämpfungseigenschaften des Gleitelementes verbessert, indem Körperschall nicht über den härteren Werkstoff der Stützstruktur in den Stützkörper eingetragen wird.

Die Stützstruktur kann erzeugt werden, indem ein Metall bzw. eine Legierung auf den Stützkörper aufgetragen und auf diesem aufgeschäumt wird. Dazu werden dem Metall zumindest eine Treibmittel, beispielsweise ein Hydrid, zugesetzt. Durch das Aufschäumen „vor Ort“ wird eine bessere Haftung am Untergrund, d. h. im Stützkörper, erreicht.

Der Schaum, der eingesetzt wird bzw. erzeugt wird, weist vorzugsweise neben offenen Poren, die mit dem Gleitmaterial gefüllt werden, auch geschlossene und damit leere Poren auf. Da das Gleitmaterial bei der Befüllung in diese geschlossenen Poren nicht eindringen kann, somit diese vor der Verformung bzw. Umformung ungefüllt sind, wird damit eine bessere Verformbarkeit des Gleitelementes erreicht.

Vorzugsweise ist der Durchmesser dieser geschlossenen Poren kleiner als der Durchmesser der größten offenen Pore, sodass der Füllgrad der Poren mit dem Gleitmaterial nicht zu gering ist.

Der Anteil an geschlossenen Poren in diesem „Vormaterial“ im Vergleich zum Anteil der offenen Poren ist bevorzugt ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 % und einer oberen Grenze von 15 %, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 % und einer oberen Grenze von 10 %.

Erreicht kann diese Herstellung der geschlossenen Poren neben den offenen Poren dadurch, dass ein geringerer Anteil an Treibmittel zugesetzt bzw. verwendet wird, bspw. 0,1 % bezogen auf das aufzuschäumende Metall.

Um die Füllung der Zwischenräume im Schaum zu vereinfachen ist es möglich, das Gleitmaterial dem aufzuschäumenden Metall bzw. der aufzuschäumenden Legierung vor dem Aufschäumen beizumengen. Es ist auf diese Weise gleichzeitig möglich, da das Gleitmaterial das ungestörte Aufschäumen mehr oder weniger behindert, dass oben angesprochene geschlossene Poren im Schaum erzeugt werden.

Schließlich ist es möglich, dass vor dem Aufbringen bzw. dem Anordnen der Stützstruktur auf dem Stützkörper auf letzteren eine Schicht aus dem Gleitmaterial aufgetragen wird, sodass also letztendlich, wie bereits oben beschrieben, die Stützstruktur im Bereich des Stützkörpers in das Gleitmaterial eingebettet ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Ein erfindungsgemäßes Gleitelement kann die Form einer Gleitlagerhalbschale aufweisen. Daneben ist es möglich, dieses als Lagerbüchse, Lagervollschale, Anlaufring bzw. generell in Form von Lagerelementen, in denen weitere Bauelemente, wie z. B. Wellen, Zylinder, relativ gegen das Lagerelement bewegbar, insbesondere drehbar, gelagert sind. Es sind also Ausfüh- 5 AT 504 651 B1 rungen des Gleitelementes als Axiallager bzw. Radiallager im Rahmen der Erfindung möglich.

In der einfachsten Ausführungsvariante ist das Gleitelement in Form eines Zweischichtlagers, bestehend aus dem Stützkörper und der darüber angeordneten Gleitschicht, ausgebildet. Der Stützkörper kann beispielsweise durch Streifen oder Halbschalen aus Stahl, Messing oder dergleichen gebildet sein, das heißt Werkstoffe, die der Lastabtragung, welche auf das Gleitelement einwirkt, dienen und diese Aufgabe erfüllen können. Es ist auch möglich, dass der Stützkörper durch ein Bauelement selbst gebildet ist, in dem das Gleitelement durch Direktbeschichtung dieses Bauelementes erzeugt wird.

Neben dieser Zweischichtausführung ist es im Rahmen der Erfindung weiters möglich, dass zwischen dem Stützkörper und der Gleitschicht zumindest eine weitere Schicht angeordnet wird. Diese weitere Schicht kann beispielsweise eine Diffusionssperrschicht oder eine Haftvermittlerschicht sein. Haftvermittlerschichten können zum Beispiel aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wie zum Beispiel AISc3 gebildet werden.

Diffusionsschichten können ebenfalls aus Aluminium bzw. aus Aluminiumlegierungen oder durch Nickelschichten gebildet werden.

Es besteht weiters die Möglichkeit, dass auf der Gleitschicht, dass heißt auf jener Oberfläche die dem zu lagernden Bauelement zugewandt ist, eine so genannte Einlaufschicht ausgebildet wird, zum Beispiel als dünne Zinn- oder Bleischicht. Anstelle dessen kann auch eine Gleitlackschicht als Einlaufschicht verwendet werden.

Der Stützkörper kann eine Schichtdicke aufweisen, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von mindestens 20 % und einer oberen Grenze von maximal 95 % der gesamten Dicke des Materialverbundes des Gleitelementes.

Die Gleitschicht kann eine Schichtdicke aufweisen, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von mindestens 2,5 % und einer oberen Grenze von maximal 50 % der gesamten Dicke des Materialverbundes des Gleitelementes.

Die Diffusions- bzw. Haftvermittlerschichten können eine Schichtdicke aufweisen, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 % und einer oberen Grenze von 100 % der Dicke der Gleitschicht.

Die Einlaufschicht kann eine Schichtdicke aufweisen, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 % und einer oberen Grenze von 250 % der Dicke der Gleitschicht.

Die erfindungsgemäße Gleitschicht besteht aus einer Stützstruktur, die eine dreidimensionale Skelettstruktur mit Zwischenräumen definiert, wobei diese Zwischenräume zumindest großteils miteinander in Verbindung stehen.

Die Stützstruktur kann also beispielsweise die Form eines Schaums aus einem Metall oder einer metallischen Legierung aufweisen. Ebenso ist es möglich, dass die Stützstruktur netz-bzw. gitterartig ausgebildet ist. Daneben sind auch Ausführungen möglich, bei denen diese Stützstruktur vliesartig durch Metallfasern, also beispielsweise stahlwolleartig ausgebildet ist.

Als Werkstoff für diese Stützstruktur werden Metalle bzw. Metalllegierungen verwendet, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Stahl, Kupfer oder Aluminium bzw. deren Legierungen, insbesondere jeweils mit einer Mindeststreckgrenze von über 150 MPa.

Der Anteil der Stützstruktur an der Gleitschicht kann ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 Vol.-% und einer oberen Grenze von 20 Vol.-%, insbesondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 Vol.-% und einer oberen Grenze von 10 Vol.-%, 6 AT 504 651 B1 bevorzugt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 6 Vol.-% und einer oberen Grenze von 9 Vol.-%.

Den Rest auf 100 Volumsprozent bildet das Gleitmaterial, das in diese Zwischenräume eingelagert wird. Als Werkstoff für das Gleitmaterial werden Metalle bzw. Metalllegierungen verwendet, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Zinn, Blei, Wismut, Indium, Weißmetalle, oder hinsichtlich ihrer Gleiteigenschaften ähnliche mit einer maximalen Mikrohärte nach Vickers von HV 150 bei einer Prüfkraft von 10 kP.

Gegebenenfalls ist es möglich, dass auch die Stützstruktur selbst Gleiteigenschaften aufweist. Dazu kann der Stützkörpers mehrschichtig ausgebildet sein mit einem härteren Kern und einer weicheren Beschichtung, beispielsweise aus PTFE, einer galvanischen Gleitschicht, einer aus einem Gleitlack hergestellten Beschichtung, z.B. auf Basis von einem mit MoS2 und/oder Graphit versetztem Polyimid, insbesondere einem Polyamidimid. Beispielsweise kann diese Beschichtung aus einem Gleitlack eine Zusammensetzung aufweisen von 32 ± 10 Gew.-% PAI, 45 ± 10 Gew.-% MoS2, 23 ± 10 Gew.-% Graphit. Darüber hinaus kann die aus einem Gleitlack hergestellte Beschichtung auch zumindest einen weiteren Inhaltsstoff enthalten, wie z.B. Fasern, Füllstoffe, wie Hartstoffe, oder Kohlenstoffnanoröhren.

Zur Herstellung dieses Gleitelementes ist es möglich, auf dem Stützkörper, also beispielsweise einem Stahlstreifen, eine wie oben beschrieben ausgebildete Stützstruktur aufzulegen und die Zwischenräume in der Folge mit dem geschmolzenem Gleitmaterial durch Gießen aufzufüllen, wobei, nachdem zumindest ein Großteil der Zwischenräume „offenporig“ ausgebildet ist, über das Gleitmaterial die Haftung zum Stützkörper erzeugt wird. Um dies zu unterstützen, ist es möglich, dass vor dem Auflegen der Stützstruktur eine Schicht aus dem Gleitmaterial oder eine Haftvermittlerschicht niedergeschlagen bzw. aufgetragen wird.

Neben dem Aufbringen von bereits vorgefertigten Stützstrukturen, wobei auch vorgefertigte Metallschäume verwendbar sind, ist es möglich im Rahmen der Erfindung einen Metallschaum direkt auf dem Stützkörper auszubilden, indem dem jeweiligen Metall oder der Metalllegierung ein Treibmittel zugesetzt wird. Das Treibmittel ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Hydride, wie z.B. Titanhydrid oder Zirkoniumhydrid, bzw. generell durch Erwärmung gasbildende Aditiva. Der Anteil des Treibmittels an dem Treibmittel/Metallgemisch kann ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 Gew.-% und einer oberen Grenze von 5 Gew.-%, je nach dem welche die Porigkeit der fertige Schaum aufweisen soll.

Es ist auch möglich ein Halbfertigfabrikat einzusetzen, das eine pulvermetallurgisch hergestellte Schicht mit einem Treibmittel aufweist.

Die Erwärmung erfolgt bevorzugt bis zum Schmelzpunkt des aufzuschäumenden Metalls bzw. der Metalllegierung. Nach dem Erwärmen und Aufschäumen des Metalls, bevorzugt Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, erfolgt normalerweise eine rasche Abkühlung, um die Schaumstruktur einzufrieren.

Das Aufschäumen kann aber auch durch Auslösen einer chemischen Reaktion erfolgen, indem ein weiteres Reagens zugesetzt wird.

Gegebenenfalls ist es möglich, dass das Treibmittel chemisch oder adhäsiv an das Metall bzw. die Legierung gebunden ist und zum Aufschäumen aus diesem gebildet wird.

Es ist weiters möglich einen Metallschaum derart herzustellen, dass durch die Metallschmelze -auch hier sind Legierungen mit umfasst - ein Gas, bspw. Luft oder ein nicht oxidierendes Gas geblasen wird, oder dass dieser aus Metalldampf gebildet wird.

Prinzipiell sei darauf hingewiesen, dass die Herstellung von Metallschäumen bereits bekannt 7 AT 504 651 B1 ist, sodass bzgl. der Verfahrensweise an die einschlägige Literatur verwiesen wird.

Das Aufschäumen kann auch unter Druck erfolgen, um damit die Porengröße bzw. die Größe der Zwischenräume zu definieren bzw. ist es damit möglich, den Schaum so auszubilden, dass dieser, wie bereits oben beschrieben, einen gewissen Anteil an geschlossenen Poren zur besseren Umformbarkeit dieses Metallschaumes aufweist. Der Druck kann dabei ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 bar und einer oberen Grenze von 10 bar.

Anstelle eines Metallschaums können auch Schäume aus anorganischen Werkstoffen verwendet werden, z.B. aus Al203, gegebenenfalls versetzt mit BaO, beispielsweise 5 Gew.-% BaO.

Neben der Variante, dass der Schaum nachträglich durch Eingießen einer Metall- bzw. Metalllegierungsschmelze erfolgt, ist es möglich, das Gleitmaterial bereits dem aufzuschäumenden Metall bzw. der aufzuschäumenden Metalllegierung beizumengen, sodass also im wesentlichen die Stützstruktur in dem Gleitmaterial aus dem aufzuschäumenden Metall bzw. der aufzuschäumenden Legierung erzeugt wird.

Anstelle eines Metalls bzw. einer Metalllegierung als Gleitmaterial ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dieses durch ein Kunstharz, also beispielsweise ein Gleitlack, wie dieser aus dem Stand der Technik bekannt ist, zu bilden, wobei dieser Gleitlack ebenfalls als Schmelze in die Zwischenräume eingebracht werden kann bzw. in Form einer Dispersion oder Emulsion durch Gießen, Streichen, Sprühen etc.

Als Gleitlacke werden insbesondere solche verwendet, welche auf einem Polyimid als Kunstharzmatrix basieren, bevorzugt auf einem Polyamidimid, wie dies bereits oben stehend beschrieben worden ist.

Diesem Gleitlack kann generell, wie dies ebenfalls bereits bekannt ist, zumindest ein Festschmierstoff beigemengt sein, wie zum Beispiel Molybdändisulfid oder Graphit.

Dieses so hergestellte Halbfertigfabrikat bestehend aus dem Stützkörper und der darauf ausgebildeten bzw. angeordneten erfindungsgemäßen Gleitschicht wird in der Folge unter Druck umgeformt, sodass die Zwischenräume eine Längserstreckung in Richtung der Drehrichtung des Bauelementes, welches gelagert wird, aufweisen und damit längere Laufwege auf dem Gleitmaterial zur Verfügung zu stellen. Das Umformen kann beispielsweise durch Walzen erfolgen, wobei in diesem Fall es auch möglich ist, dass die mit dem Gleitmaterial gefüllte Gleitschicht vorab erzeugt wird und dieses Vorprodukt in der Folge mit dem Stützkörper bzw. gegebenenfalls weiteren Schichten walzplattiert wird und dabei die Umformung der Zwischenräume durchgeführt wird.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, dass der Schaum so hergestellt wird, dass dieser eine bevorzugte Richtung der Zwischenräume mit einer Längserstreckung im Sinne der Erfindung aufweist.

Es wurden folgende Ausführungsbeispiele durchgeführt, wobei diese für den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränkend sind. Als Gleitlack wurde dabei folgende Zusammensetzung verwendet: 32 Gew.-% PAI, 45 Gew.-% MoS2, 23 Gew.-% Graphit. Die Härtewerte geben den Bereich aus den gemessenen Einzelwerten über sämtliche Varianten der jeweiligen Zusammensetzungen wieder.

Claims (10)

1. 8 AT 504 651 B1 Stützstruktur Füllstoff Verformung Härte HB 2,5/15,625 Vlies aus Fasern aus einer Aluminiumlegierung SnSb7Cu3 15% 23-26 Vlies aus Fasern aus einer Aluminiumlegierung Gleitlack 15% 33-40 Schaum auf Aluminiumbasis SnSb7Cu3 15 % 29-38 Schaum auf Aluminiumbasis Gleitlack 15% 41 -44 Schaum auf Magnesiumbasis SnSb7Cu3 15% 28-37 Schaum auf Magnesiumbasis Gleitlack 15% 39-43 Die gefüllte Stützstruktur wurde jeweils auf einen Stahlstreifen als Stützkörper aufgebracht. Der jeweilige Schaum wurde gesondert hergestellt, mit dem Stützkörper mit einem Metallkleber verklebt und danach mit dem jeweiligen Füllstoff gefüllt. In einer Abwandlung dazu wurde die Schaumstruktur direkt auf dem Stahlstreifen erzeugt und mit dem Füllstoff gefüllt. Die Verformung erfolgte kalt mittels Walzen. Selbstverständlich besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass übliche Verfahrensschritte, wie z.B. das Entfetten des Schaums mit üblichen organischen Lösungsmitteln und/oder Tensiden vor dem Anbringen auf dem Stützkörper bzw. vor dem Füllen mit dem Füllstoff, durchgeführt werden. Diese Maßnahmen sind aus dem Stand der Technik bekannt, sodass eine weitere Erörterung nicht notwendig ist. Patentansprüche: 1. Gleitelement umfassend einen Stützkörper, eine darauf angeordnete Gleitschicht sowie gegebenenfalls auf der Gleitschicht eine Laufschicht, wobei die Gleitschicht durch eine Stützstruktur mit Zwischenräumen, in die ein Gleitmaterial eingelagert ist, gebildet ist, und die Gleitschicht oder gegebenenfalls die Laufschicht eine Lauffläche für ein zu lagerndes Bauelement bildet, die eine Längserstreckung in Drehrichtung des Bauelementes aufweist, wobei die Zwischenräume in Richtung der Längserstreckung der Gleitschicht gestreckt ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur eine dreidimensionale Skelettstruktur ist, sodass die Zwischenräume zumindest großteils miteinander in Verbindung stehen, wobei der Anteil der Stützstruktur an der Gleitschicht zwischen 2 Vol.-% und 20 Vol.-% beträgt und den Rest das Gleitmaterial bildet.
2. 2. Gleitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume ein Verhältnis ihrer Länge in pm in Längserstreckung zu einer Höhe in pm senkrecht darauf aufweisen, das in einem Bereich liegt mit einer unteren Grenze von 10:1 und einer oberen Grenze von 50:1.
3. 3. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Zwischenräume an der Gleitschicht mindestens 55 %, bezogen auf die gesamte Gleitschicht, beträgt.
4. 4. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur unter Ausbildung freier Enden, die im Gleitmaterial verankert sind, und damit unter 9 AT 504 651 B1 Ausbildung größerer Zwischenräume teilweise unterbrochen ist.
5. 5. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur im Bereich des Stützkörpers zumindest annähernd vollständig im Gleitmaterial eingebettet ist, sodass der Verbund mit dem Stützkörper überwiegend über das Gleitmaterial hergestellt ist.
6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Gleitelementes, umfassend einen Stützkörper, eine darauf angeordnete Gleitschicht sowie gegebenenfalls auf der Gleitschicht eine Laufschicht, wobei die Gleitschicht oder gegebenenfalls die Laufschicht eine Lauffläche für ein zu lagerndes Bauelement bildet, die eine Längserstreckung in Drehrichtung des Bauelementes aufweist, nach dem die Gleitschicht aus einer Stützstruktur mit Zwischenräumen, in die ein Gleitmaterial eingelagert wird, hergestellt wird, und danach die Zwischenräume durch Walzen in Richtung der Längserstreckung umgeformt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur in einem Anteil an der Gleitschicht zwischen 2 Vol.-% und 20 Vol.-% als drei-dimensionale Skelettstruktur mit zumindest großteils miteinander in Verbindung stehenden Zwischenräumen hergestellt wird und das Gleitmaterial in einem Anteil zwischen 80 Vol.-% und 98 Vol.-% zugesetzt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur durch Aufschäumen eines Metalls auf dem Stützkörper erzeugt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum mit geschlossenen und damit leeren und offenen, mit Gleitmaterial gefüllten Poren hergestellt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial dem aufzuschäumenden Metall vor dem Ausschäumen beigemengt wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufträgen bzw. dem Anordnen der Stützstruktur auf dem Stützkörper auf den Stützkörper eine Schicht aus dem Gleitmaterial aufgetragen wird. Keine Zeichnung