WO2009015647A2 - Verfahren zum herstellen einer gleitschicht auf einer gleitlagerkomponente sowie gleitlagerkomponente - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer gleitschicht auf einer gleitlagerkomponente sowie gleitlagerkomponente Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009015647A2 WO2009015647A2 PCT/DE2008/001231 DE2008001231W WO2009015647A2 WO 2009015647 A2 WO2009015647 A2 WO 2009015647A2 DE 2008001231 W DE2008001231 W DE 2008001231W WO 2009015647 A2 WO2009015647 A2 WO 2009015647A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- coating
- sliding
- bearing component
- metallic
- plain bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/02—Sliding-contact bearings
- F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
- F16C23/043—Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings
- F16C23/045—Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings for radial load mainly, e.g. radial spherical plain bearings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/134—Plasma spraying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
- F16C33/201—Composition of the plastic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/30—Coating surfaces
- F16C2223/42—Coating surfaces by spraying the coating material, e.g. plasma spraying
Definitions
- the invention is in the field of high-performance plain bearings or their components - in particular sliding bushes and spherical plain bearings - for use in particularly aggressive or corrosive media. Special applications are, for example, storage in salt water, oil or the like.
- high-performance plain bearings it is conceivable to use a sliding fabric with resin impregnation, which is glued to the respective sliding areas on a corresponding carrier.
- Such a plain bearing can be expected very good load and lifetime values in dry running.
- media, especially moisture and water, on such sliding surfaces this leads to a weakening of the plain bearing and at worst to its destruction.
- an underwater bearing is known from the German Utility Model DE 202 13 002 IM, which is designed to be open and permeable to water between the bearing bush and the bearing journal.
- the bearing journal may be formed of solid material and have a high-strength coating applied by flame spraying.
- an object of the present invention is to provide a method for producing a sliding layer on a plain bearing component or a plain bearing component, which is highly resistant even in aggressive media and trouble-free, low-maintenance or maintenance-free continuous operation with simple installation and with a few parts ensures.
- a journal bearing component to which is applied a plasma sprayed porous coating of a mixture of metallic and non-metallic materials.
- a sliding bearing component to which a porous coating is applied, wherein at least a portion of the pores of the coating receives a sliding material to form a sliding surface.
- the functionality and reliability or operational reliability of the bearing are considerably increased by providing a largely media-resistant sliding bearing with simple means.
- the porous layer on the plain bearing component practically forms a reservoir which can be filled or impregnated with use-optimized sliding materials.
- the sliding materials are finely dosed depending on the operating situation and released only when needed.
- Another possibility is the application of a spray coating containing both support material and lubricant. In this case, it is then a largely dense layer containing supporting and lubricating components next to each other.
- Another advantage of the invention is that no costly, maintenance-intensive additional measures or systems must be provided for sliding lubrication. Therefore, a system equipped with a sliding bearing component according to the invention can be operated for long-term stability and maintenance-free even under difficult or barely accessible conditions of use. Another advantage of the invention is that it works without additional, individually handled components.
- the optimization of the sliding properties is carried out by an integral part of the sliding bearing component forming area, namely the respective coating area.
- the thickness of the porous coating may preferably be between 0.05 mm and 1 mm, depending on the requirements and bearing dimensioning.
- a particular advantage of the method according to the invention is also that in principle arbitrary three-dimensional geometries of Gleitlaglagererkomponenten can be significantly improved in their sliding properties.
- the coating consists of a metallic material, for example bronze or aluminum bronze.
- a mixture of metallic and non-metallic materials is preferred for the production of the coating, for example a bronze / graphite or a bronze / ceramic / graphite composition.
- the coating is applied by plasma spraying (also called plasma spraying).
- plasma spraying also called plasma spraying.
- a particular advantage of the plasma spraying method is that, depending on the spraying angle-in the context of the present invention, the angle enclosed between the spraying direction (longitudinal axis of the spraying jet) and the surface of the plain bearing component is meant (please have this definition checked by the inventor) - different pore sizes and thus different porous coatings can be realized. Spraying angles between 20 ° and 90 ° prove to be particularly suitable. The fineness of the coating or of the pores increases with increasing spray angle (please check these statements). Particularly preferably, a part of the pores of the coating is open, so that these pores can then be infiltrated particularly well and easily by the sliding material.
- the spray angle is varied during the production of the coating, whereby a different pore size - optimized depending on the application - can be realized over the layer thickness.
- a preferred embodiment of the invention provides that the sliding material is formed from a mixture of graphite and polytetrafluoroethylene (PTFE).
- This material mixture has the particularly advantageous property of differentiated assumption of the lubricants or lubricants components to the effect that graphite ensures a particularly good lubrication in the presence of media, while the PTFE ensures excellent dry running properties of the camp.
- the application of the sliding material on the plain bearing component or in the pores of the coating can be carried out particularly preferably by spraying or impregnation of the coating.
- a particularly intensive penetration or filling of the pores with sliding material can be effected.
- the sliding material can only be present in the pores.
- the sliding material may also form an additional cover layer on the coating.
- this cover layer has a thickness of up to 100 microns.
- the porous coating then also serves insofar as a bonding agent layer for the sliding coating formed by the sliding material.
- Particularly suitable areas of use of a sliding bearing component according to the invention are locks, conveyor systems, the off-shore technology and energy technologies.
- a complete sliding bearing can be to form a sliding bush, for example, an outer ring with a sliding surface produced according to the invention and with spherical bearings of an outer ring with a sliding surface produced according to the invention and an inner ring.
- Figure 1 shows a first embodiment of an inventive
- Figure 2 is an enlarged cross section of the plain bearing component
- Figure 3 is an enlarged cross section of the sliding bearing component
- FIG. 1 shows a second variant
- Figure 4 is an enlarged cross-section of a second embodiment of a plain bearing component according to the invention.
- FIGS. 5 to 7 greatly increase the surface profile of a porous coating on a sliding bearing component according to the invention according to FIG. 1.
- Figure 1 shows as a Patientssbetspiel a plain bearing component according to the invention, the outer ring 1 of a one-piece spherical plain bearing.
- the annular body 2 has an outer circumferential surface 3 and an inner circumferential surface 4.
- a sliding layer 5 has been applied as follows:
- a porous coating 6 was applied by plasma spraying on the inner circumferential surface.
- an aluminum / copper compound is chosen as the material for this coating 6 in this exemplary embodiment.
- the coating has a very porous surface 7, in which a sliding material 8 is introduced, which infiltrates the pores 9 of the coating 6.
- the sliding material has been sprayed directly onto the coating via a spraying process. This results in the sliding layer 5, which consists of a support or a base layer (porous coating) 6 and the sliding material 8, which is formed in the present example of a mixture of graphite 10 and PTFE 11.
- the sliding material 8 is applied over the surface of the coating 6 also in a thin sliding layer 12 of up to 100 microns.
- the sliding material forms a sliding coating 13, for which the coating 6 also serves as a bonding agent.
- the sliding material contained in the pores of the coating forms a lubricant depot which optimally ensures an adequate sliding lubrication depending on the application and special operating conditions. In the dry state, this is predominantly realized by the proportions of PTFE in the sliding material, while in the presence of media (for example water) the reliable lubrication is taken over by the graphite.
- FIGS. 2 and 3 show enlarged sections of the first exemplary embodiment of a sliding bearing component according to the invention, as shown in FIG.
- the two variants shown in FIGS. 2 and 3 differ by the composition of the coating 6, which is applied to a substrate 14 of the sliding bearing component.
- the coating In the figure 2 is the coating exclusively of a metallic material or about a metallic alloy, such as. As the above-mentioned aluminum / copper compound is formed.
- the coating is formed from a mixture of metallic and non-metallic materials.
- the metallic materials can z. B. correspond to those of the first variant in Figure 2, while the non-metallic materials z. B. of ceramic or PTFE o-graphite can be formed.
- Figure 4 shows a second embodiment of a plain bearing component according to the invention.
- no sliding coating is applied to the coating 8, so that no sliding material is provided in the pores of the coating 6.
- the coating 6 must be formed from a plasma-sprayed mixture with metallic and non-metallic materials. It has surprisingly been found here that even without this sliding material, which is applied to the coating 8, a relatively good emergency running property for the plain bearing component is provided, in which case the mixture of metallic and non-metallic materials is substantially within the coating. Furthermore, it is essential that this coating is produced by a plasma spraying process.
- FIG. 5 shows porous coatings 6 applied in a high magnification by the plasma spraying process.
- the porosity of the coatings can be adjusted via the spray angle ⁇ .
- the spray angle can vary over the layer thickness so as to realize a depth-dependent, different porosity within the coating.
- the layer thickness of the coating can be between 0.05 mm and 1 mm depending on requirements. With the variable porosity of the coating, the sliding properties can be optimally adapted to individual requirements.
- angle of ⁇ 45 °
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Es wird Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlagerkomponente bzw. eine Gleitlagerkomponente angegeben, die selbst in aggressiven Medien hochbeständig ist und einen störungsfreien, wartungsarmen oder wartungsfreien Dauerbetrieb bei einfacher Montage und mit wenigen Einzelteilen sicherstellt. Erfindungsgemäß sieht das Verfahren vor, dass auf die Gleitlagerkomponente (2) eine poröse Beschichtung (6) aufgebracht wird und dass zumindest ein Teil der Poren (9) mit einem Gleitwerkstoff (8) versehen wird.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer
Gleitlagerkomponente sowie Gleitlagerkomponente
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Hochleistungsgleitlager bzw. deren Komponenten - insbesondere Gleitbuchsen und Gelenklager - zur Anwendung in besonders aggressiven oder korrosiven Medien. Besondere Anwen- dungsfälle sind beispielsweise Lagerungen in Salzwasser, Öl oder dergleichen. Zur Herstellung derartiger Hochleistungsgleitlager ist es denkbar, ein Gleitgewebe mit Kunstharztränkung zu verwenden, das an den jeweiligen Gleitbereichen auf einen entsprechenden Träger aufgeklebt ist. Ein solches Gleitlager lässt sehr gute Belastungs- und Lebensdauerwerte im Trockenlauf erwarten. Gelangen jedoch Medien, insbesondere Feuchtigkeit und Wasser, auf derartige Gleitflächen, führt dies zu einer Schwächung des Gleitlagers und ungünstigstenfalls zu dessen Zerstörung. Es ist zwar denkbar, dieser Gefährdung durch eine Abdichtung des Lagers zu begegnen; dies wäre jedoch mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand und Wartungsbedarf ver- bunden. Deshalb scheint eine derartige Lösung zumindest bei Gleitlagern zur Anwendung in feuchten Medien oder unter Wasser nicht zufrieden stellend.
Im Zusammenhang mit der Unterwasserlagerung einer Rotorachse in einem Klärwerk ist aus der Deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202 13 002 IM ein Unterwasserlager bekannt, das offen ausgebildet und zwischen Lagerbuchse und Lagerzapfen wasserdurchlässig ist. Dabei kann der Lagerzapfen aus Vollmaterial gebildet sein und eine durch Flammspritzen aufgebrachte hochfeste Beschichtung aufweisen. Diese Maßnahmen dienen dazu, der Deformationsneigung von Hohlzapfen zu begegnen und Beschädigungen des Lagerzapfens durch in dem durchströmenden Schmutzwasser enthaltene abrasive Partikel zu vermeiden. Hinsichtlich einer Verbesserung der Gleiteigenschaften lassen sich der DE 202 13002 U1 keinerlei Hinweise entnehmen.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlager- komponente bzw. eine Gleitlagerkomponente anzugeben, die selbst in aggressiven Medien hochbeständig ist und einen störungsfreien, wartungsarmen oder wartungsfreien Dauerbetrieb bei einfacher Montage und mit wenigen Einzelteilen sicherstellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und 2 sowie durch Gleitlagerkomponenten mit den Merkmalen der Patentansprüche 12 und 13 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlagerkomponente, bei dem auf die Gleitlagerkomponente eine poröse Beschichtung unter Verwendung eines Plasma-Spritzverfahren aufgebracht, wobei die Beschichtung aus einer Mischung von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen gebildet wird.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlagerkomponente, bei dem auf die Gleitlagerkomponente eine poröse Beschichtung aufgebracht wird und bei dem zumindest ein Teil der Poren der Beschichtung mit einem Gleitwerkstoff versehen wird.
Eine Gleitlagerkomponente, auf die eine durch ein Plasma-Spritzverfahren erzeugte poröse Beschichtung aus einer Mischung von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen aufgebracht ist.
Eine Gleitlagerkomponente, auf die eine poröse Beschichtung aufgebracht ist, wobei unter Bildung einer Gleitfläche zumindest ein Teil der Poren der Beschichtung einen Gleitwerkstoff aufnimmt.
Mit den erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Gleitla- gerkomponenten werden die Funktionalität und Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit des Lagers erheblich gesteigert, indem eine weitgehend me- dienresistente Gleitlagerung mit einfachen Mitteln zur Verfügung gestellt wird. Durch die poröse Schicht auf der Gleitlagerkomponente wird praktisch ein Reservoir gebildet, das mit einsatzoptimierten Gleitwerkstoffen gefüllt bzw. getränkt werden kann. Die Gleitwerkstoffe werden je nach Betriebssituation fein dosiert und nur bedarfsweise abgegeben. Eine weitere Möglichkeit ist auch das Aufbringen eine Spritzbeschichtung die sowohl Stützmaterial als auch Gleitmittel enthält. In diesem Fall handelt es sich dann um eine weitgehend dichte Schicht, die stützende und schmierende Komponenten neben- einander enthält.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zur Gleitschmierung keine aufwändigen, wartungsintensiven zusätzlichen Maßnahmen oder Systeme bereitgestellt werden müssen. Deshalb kann eine mit einer erfindungs- gemäßen Gleitlagerkomponente ausgestattete Anlage auch unter schwierigen oder kaum zugänglichen Einsatzbedingungen langzeitstabil und wartungsfrei betrieben werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin,
dass sie ohne zusätzliche, einzeln zu handhabende Bauteile auskommt. Die Optimierung der Gleiteigenschaften erfolgt vielmehr durch eine einen integralen Bestandteil mit der Gleitlagerkomponente bildenden Bereich, nämlich dem jeweiligen Beschichtungsbereich. Die Dicke der porösen Beschichtung kann je nach Anforderung und Lagerdimensionierung bevorzugt zwischen 0,05 mm und 1 mm liegen.
Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht zudem darin, dass grundsätzlich beliebige dreidimensionale Geometrien von Gleit- lagerkomponenten in ihren Gleiteigenschaften erheblich verbessert werden können.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Beschichtung aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Bronze oder Aluminium-Bronze, besteht. Alternativ ist auch eine Mischung von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen für die Herstellung der Beschichtung bevorzugt, beispielsweise einer Bronze/Graphit oder einer Bronze/Keramik/Graphit-Komposition.
Weiter bevorzugt wird die Beschichtung mittels Plasma-Spritzverfahren (auch Plasma Spraying genannt) aufgebracht. Ein besonderer Vorteil des Plasma-Spritzverfahrens besteht darin, dass je nach Spritzwinkel - damit ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der zwischen der Aufspritzrichtung (Längsachse des Spritzstrahls) und der Oberfläche der Gleitlagerkomponente eingeschlossene Winkel gemeint (bitte diese Definition erfinderseitig prü- fen lassen) - verschiedene Porengrößen und damit unterschiedliche poröse Beschichtungen realisiert werden können. Als praktisch besonders geeignet erweisen sich Spritzwinkel zwischen 20° und 90°. Dabei nimmt die Feinheit der Beschichtung bzw. der Poren mit zunehmendem Spritzwinkel zu (bitte diese Aussagen prüfen).
Besonders bevorzugt ist ein Teil der Poren der Beschichtung offen ausgebildet, so dass diese Poren anschließend von dem Gleitwerkstoff besonders gut und leicht infiltriert werden können.
Bevorzugt wird der Spritzwinkel während der Erzeugung der Beschichtung variiert, wodurch über die Schichtdicke eine unterschiedliche Porengröße - je nach Anwendungsfall optimiert - realisiert werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Gleitwerk- stoff aus einer Mischung von Graphit und Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet wird. Diese Werkstoffmischung hat die besonders vorteilhafte Eigenschaft einer differenzierten Funktionsübernahme der Gleit- oder Schmierwerkstoffbestandteile dahingehend, dass Graphit eine besonders gute Schmierung bei Anwesenheit von Medien sicherstellt, während das PTFE hervorragende Trockenlaufeigenschaften des Lagers gewährleistet.
Die Ausbringung des Gleitwerkstoffs auf die Gleitlagerkomponente bzw. in die Poren der Beschichtung kann besonders bevorzugt durch Aufspritzen oder Imprägnierung der Beschichtung erfolgen. Mittels Vakuumunterstützung kann dabei eine besonders intensive Durchdringung bzw. Ausfüllung der Poren mit Gleitwerkstoff bewirkt werden.
Der Gleitwerkstoff kann nur in den Poren vorliegen. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Gleitwerkstoff darüber hinaus eine zusätzliche Deckschicht auf der Beschichtung ausbilden. Bevorzugt hat diese Deckschicht eine Stärke von bis zu 100 μm. Die poröse Beschichtung dient dann insoweit also auch als Haftvermittlerschicht für den vom Gleitwerkstoff gebildeten Gleitbelag.
Besonders geeignete Einsatzbereiche einer erfindungsgemäßen Gleitlagerkomponente sind Schleusen, Förderanlagen, die Off-Shore-Technik und Energietechniken. Ein komplettes Gleitlager kann dabei unter Bildung einer Gleitbuchse beispielsweise aus einem Außenring mit einer erfindungsgemäß hergestellten Gleitfläche und bei Gelenklagern aus einem Außenring mit einer erfindungsgemäß hergestellten Gleitfläche und einem Innenring bestehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung und eines darin dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Gleitlagerkomponente;
Figur 2 einen vergrößerten Querschnitt der Gleitlagerkomponente aus
Figur 1 zur Darstellung einer ersten Variante;
Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt der Gleitlagerkomponente aus
Figur 1 zur Darstellung einer zweiten Variante;
Figur 4 einen vergrößerten Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Gleitlagerkomponente; und
Figuren 5 - 7 stark vergrößert das Oberflächenprofil einer porösen Be- schichtung auf einer erfindungsgemäßen Gleitlagerkomponente gemäß Figur 1.
Gleiche Elemente sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt als ein Ausführungsbetspiel einer erfindungsgemäßen Gleitlagerkomponente den Außenring 1 eines einteiligen Gelenklagers. Der Ringkörper 2 weist eine äußere Mantelfläche 3 und eine innere Mantelfläche 4 auf. Auf die innere Mantelfläche 4 ist eine Gleitschicht 5 wie folgt aufge- bracht worden:
Zunächst wurde auf die innere Mantelfläche eine poröse Beschichtung 6 durch Plasma-Spritzen aufgebracht. Dabei ist als Material für diese Beschichtung 6 in diesem Ausführungsbeispiel eine Aluminium/Kupfer-Ver- bindung gewählt. Die Beschichtung hat eine sehr poröse Oberfläche 7, in die ein Gleitwerkstoff 8 eingebracht ist, der die Poren 9 der Beschichtung 6 infiltriert. Der Gleitwerkstoff ist über ein Spritzverfahren unmittelbar auf die Beschichtung aufgespritzt worden. Damit ergibt sich die Gleitschicht 5, die aus einem Träger oder einer Grundschicht (poröse Beschichtung) 6 und dem Gleitwerkstoff 8 besteht, der im vorliegenden Beispiel von einer Mischung aus Graphit 10 und PTFE 11 gebildet ist.
Der Gleitwerkstoff 8 ist dabei über die Oberfläche der Beschichtung 6 hinaus in einer dünnen Gleitschicht 12 von bis zu 100 μm aufgetragen. Damit bildet der Gleitwerkstoff einen Gleitbelag 13, für den die Beschichtung 6 insoweit auch als Haftvermittler dient. Der in den Poren der Beschichtung enthaltene Gleitwerkstoff bildet ein Schmierstoffdepot, das je nach Einsatzfall und speziellen Betriebsbedingungen optimiert eine ausreichende Gleitschmierung sicherstellt. Im trockenen Zustand wird diese überwiegend durch die Anteile an PTFE in dem Gleitwerkstoff realisiert, während bei Anwesenheit von Medien (beispielsweise Wasser) die zuverlässige Schmierung vom Graphit ü- bernommen wird.
Die Figuren 2 und 3 zeigen vergrößerte Ausschnitte des ersten Ausfüh- rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Gleitlagerkomponente, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Die beiden in Figur 2 und 3 gezeigten Varianten unterscheiden sich dabei durch die Zusammensetzung der Beschichtung 6, die
auf ein Substrat 14 der Gleitlagerkomponente aufgebracht ist. In der Figur 2 ist dabei die Beschichtung ausschließlich aus einem metallischen Werkstoff oder etwa auch einer metallischen Legierung, wie z. B. die bereits oben genannte Aluminium/Kupfer-Verbindung, ausgebildet. Im Unterschied hierzu ist in der zweiten Variante gemäß der Figur 3 die Beschichtung aus einer Mischung aus metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen ausgebildet. Die metallischen Werkstoffe können z. B. denen aus der ersten Variante in Figur 2 entsprechen, während die nicht-metallischen Werkstoffe z. B. aus Keramik oder PTFE o-der Graphit gebildet sein können.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gleitlagerkomponente. In dem Ausführungsbeispiel in der Figur 4 ist auf der Beschichtung 8 kein Gleitbelag aufgebracht, so dass in den Poren der Beschichtung 6 auch kein Gleitwerkstoff vorgesehen ist. Wesentlich ist aller- dings, dass in diesem Falle die Beschichtung 6 aus einer plasma-gespritzten Mischung mit metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen ausgebildet sein muss. Es hat sich hier überraschenderweise gezeigt, dass auch ohne diesen Gleitwerkstoff, der auf die Beschichtung 8 aufgebracht ist, eine relativ gute Notlaufeigenschaft für die Gleitlagerkomponente bereitgestellt wird, wobei hier wesentlich die Mischung aus metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen innerhalb der Beschichtung ist. Ferner ist wesentlich, dass diese Beschichtung durch ein Plasma-Spritzverfahren hergestellt wird.
Figur 5 zeigt in starker Vergrößerung im Plasma-Spritzverfahren aufgebrach- te poröse Beschichtungen 6. Die Porosität der Beschichtungen kann über den Spritzwinkel α eingestellt werden. Bevorzugt kann der Spritzwinkel über die Schichtdicke variieren, um so eine tiefenabhängige, unterschiedliche Porosität innerhalb der Beschichtung zu realisieren. Die Schichtdicke der Beschichtung kann je nach Anforderung zwischen 0,05 mm und 1 mm betragen. Mit der variablen Porosität der Beschichtung können die Gleiteigenschaften individuellen Anforderungen optimal angepasst werden. Figur 5 zeigt dabei einen Spritzwinkel von α = 60°, während Figur 6 einen Spritzwin-
kel von α = 45° und Figur 7 einen Spritzwinkel von α = 30° zeigt. Man erkennt die mit abnehmendem Spritzwinkel stärkere Zerklüftung bzw. Porosität der Beschichtung.
Bezugszeichenliste
1 Außenring
2 Ringkörper 3 äußere Mantelfläche
4 innere Mantelfläche
5 Gleitschicht
6 Beschichtung
7 Oberfläche 8 Gleitwerkstoff
9 Poren
10 Graphit
11 PTFE
12 Gleitschicht 13 Gleitbelag
14 Substrat
α Spritzwinkel
Claims
1. Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlagerkomponente (2), bei dem auf die Gleitlagerkomponente (2) eine poröse Beschichtung (6) unter Verwendung eines Plasma-Spritzverfahren aufgebracht, wobei die Beschichtung (6) aus einer Mischung von metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen gebildet wird.
2. Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlagerkompo- nente (2), bei dem auf die Gleitlagerkomponente (2) eine poröse Beschichtung (6) aufgebracht wird und bei dem zumindest ein Teil der Poren (9) der Beschichtung (6) mit einem Gleitwerkstoff (8) versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Beschichtung (6) aus einem metallischen Werkstoff gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Beschichtung (6) aus einer Mischung von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Beschichtung (6) im Plasma-Spritzverfahren aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 5, wobei bei dem Plasma-Spritzen ein Spritzwinkel (α) zur zu beschichtenden Oberfläche (4) der Gleitlagerkomponente zwischen 20° und 90° eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Spritzwinkel (α) während dem Aufbringen der Beschichtung (6) variiert wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Poren (9) offen ausgebildet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleitwerkstoff (8) aus einer Mischung von Graphit und PTFE gebildet wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleitwerkstoff (8) auf die Beschichtung (6) aufgespritzt oder die Beschichtung (6) durch den gleitwerkstoff (8) imprägniert wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf dem Gleitwerkstoff (8) eine zusätzliche Deckschicht auf der Beschichtung (6) ausgebildet wird.
12. Gleitlagerkomponente (2), auf die eine durch ein Plasma-Spritz- verfahren erzeugte poröse Beschichtung (6) aus einer Mischung von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen aufgebracht ist.
13. Gleitlagerkomponente (2), auf die eine poröse Beschichtung (6) aufgebracht ist, wobei unter Bildung einer Gleitfläche zumindest ein Teil der Poren (9) der Beschichtung (6) einen Gleitwerkstoff (8) aufnimmt.
14. Gleitlagerkomponente nach Anspruch 13, wobei die Beschichtung aus einem metallischen Werkstoff oder aus einer Mischung aus metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen besteht.
15. Gleitlagerkomponente nach einem der vorhergehenden komponentenbezogenen Ansprüchen, wobei die Porengröße der Poren (9) der Beschichtung (6) über die Schichtdicke der Beschichtung (6) variiert.
16. Gleitlagerkomponente nach einem der vorhergehenden komponentenbezogenen Ansprüchen, wobei zumindest ein Teil der Poren (9) nach einer Seite hin offen ist.
17. Gleitlagerkomponente nach einem der vorhergehenden komponenten- bezogenen Ansprüchen, wobei der Gleitwerkstoff (8) eine Mischung von Graphit und PTFE enthält.
18. Gleitlagerkomponente nach einem der vorhergehenden komponenten- bezogenen Ansprüchen, wobei der Gleitwerkstoff (8) eine zusätzliche Deckschicht auf der Beschichtung (6) ausbildet.
19. Gleitlagerkomponente nach einem der vorhergehenden komponenten- bezogenen Ansprüchen, wobei die Beschichtung (6) auch als Träger für die Gleitschicht (5) dient.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007035342A DE102007035342A1 (de) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | Verfahren zum Herstellen einer Gleitschicht auf einer Gleitlagerkomponente sowie Gleitlagerkomponente |
| DE102007035342.3 | 2007-07-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2009015647A2 true WO2009015647A2 (de) | 2009-02-05 |
| WO2009015647A3 WO2009015647A3 (de) | 2009-06-18 |
Family
ID=40058619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/DE2008/001231 Ceased WO2009015647A2 (de) | 2007-07-27 | 2008-07-24 | Verfahren zum herstellen einer gleitschicht auf einer gleitlagerkomponente sowie gleitlagerkomponente |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102007035342A1 (de) |
| WO (1) | WO2009015647A2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109322923A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-12 | 中浙高铁轴承有限公司 | 一种关节轴承密封结构 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008045381A1 (de) * | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Schaeffler Kg | Verschleiß- und korrosionshemmender Schichtverbund |
| DE102009037262A1 (de) | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung einer Gleitschicht auf einem Gleitlagerbauteil und zugehöriges Gleitlagerbauteil |
| DE102010005389A1 (de) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | MTU Aero Engines GmbH, 80995 | Strukturierte Oberflächenbeschichtung mittels kinetischem Kaltgasspritzen |
| EP2628817B1 (de) | 2012-02-15 | 2016-11-02 | IHI Hauzer Techno Coating B.V. | Beschichteter Artikel aus Martensitstahl und Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Artikels aus Stahl |
| EP2628822B1 (de) | 2012-02-15 | 2015-05-20 | IHI Hauzer Techno Coating B.V. | Stromisolierende Lagerkomponenten und Lager |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2025302A1 (en) * | 1989-12-26 | 1991-06-27 | General Electric Company | Reinforced microlaminted metal-matrix-composite structure |
| DE4442186C2 (de) * | 1994-11-26 | 1999-03-04 | Glyco Metall Werke | Schichtwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE19608845A1 (de) * | 1996-03-07 | 1997-09-11 | Dietmar Dr Ing Wuensche | Schichtwerkstoff aus monotektischen bzw. Dispersionslegierungen und Verfahren zur Herstellung |
| DE20213002U1 (de) | 2002-08-24 | 2004-01-15 | Scheefeldt, Manfred | Unterwasserlager |
| DE102004008633A1 (de) * | 2004-02-21 | 2005-09-08 | Ks Gleitlager Gmbh | Gleitlagerverbundwerkstoff |
-
2007
- 2007-07-27 DE DE102007035342A patent/DE102007035342A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-07-24 WO PCT/DE2008/001231 patent/WO2009015647A2/de not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109322923A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-12 | 中浙高铁轴承有限公司 | 一种关节轴承密封结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009015647A3 (de) | 2009-06-18 |
| DE102007035342A1 (de) | 2009-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT510190B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines mehrschichtigen gleitlagers | |
| WO2009015647A2 (de) | Verfahren zum herstellen einer gleitschicht auf einer gleitlagerkomponente sowie gleitlagerkomponente | |
| DE2729643A1 (de) | Lagerelement | |
| AT502630B1 (de) | Bauelement, insbesondere formteil, mit einer beschichtung | |
| EP0813452B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines verbundmaterials für gleitlager mit einer kunststoffgleitschicht sowie eine hierfür geeignete paste | |
| AT511434B1 (de) | Gleitlager | |
| DE102016202399A1 (de) | Elektrisch isoliertes Lager | |
| DE102007062145A1 (de) | Lageranordnung | |
| DE112011104685T5 (de) | Gleitlager und mit diesem versehene Baumaschine | |
| DE2024429A1 (de) | Reibungsarmes Lager und Verfahren zur Herstellung desselben | |
| WO2011018343A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer gleitschicht auf einem gleitlagerbauteil und zugehöriges gleitlagerbauteil | |
| WO2012065898A1 (de) | Lagerring | |
| AT504336B1 (de) | Kettenrad | |
| DE10344723A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines wenigstens ein Lagerauge aufweisenden Werkstückes | |
| WO2023237142A1 (de) | Gleitlager und verfahren zur herstellung eines gleitlagers | |
| WO2018210370A1 (de) | Radnaben-wälzlageranordnung mit einer hydrophoben beschichtung | |
| DE102013225860A1 (de) | Gleitlager | |
| AT504651A4 (de) | Gleitelement | |
| DE102008048020A1 (de) | Gleitlager | |
| EP3245378B1 (de) | Lösbare gewindeverbindung mit asymmetrischer beschichtung | |
| EP3443238B1 (de) | Gleitlagerplatte | |
| DE102017115978B4 (de) | Nanotechnologie in Radlagern | |
| DE102006029818B3 (de) | Führungsschiene sowie Verfahren zum Herstellen einer Führungsschiene | |
| DE102007062596A1 (de) | Federeinrichtung | |
| WO1996021522A1 (de) | Pulvermetallurgisch hergestelltes bauteil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08801070 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 08801070 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |