BRPI0601468B1 - MANCAL AND ENGINE ELEMENT WITH AXLE - Google Patents

Description

ELEMENTO DE MANCAL E MOTOR COM UM EIXO A invenção refere-se a um elemento de mancai com um corpo de apoio metálico, uma camada de metal antifricção disposta acima bem como uma camada de polímero disposta acima desta, sendo que a camada de polímero abrange uma resina de poliimida, dissulfeto de molibdênio (M0S2) e grafite, um motor com um eixo, que está sustentado por um elemento de mancai, sendo que o elemento de mancai abrange ao menos um corpo de apoio metálico e uma camada de metal antifricção disposta acima, bem como ao emprego de uma laca de deslizamento consistindo em um polímero.BEARING ENGINE AND SINGLE ENGINE The invention relates to a bearing element with a metal bearing body, an anti-friction metal layer disposed above as well as a polymer layer disposed above it, the polymer layer comprising a polyimide resin, molybdenum disulfide (M0S2) and graphite, a single-shaft motor, which is supported by a bearing element, with the bearing element comprising at least one metal bearing body and one anti-friction metal layer disposed above. as well as the use of a slip lacquer consisting of a polymer.

Revestimentos de componentes estruturais ou áreas tribologicamente solicitados devem satisfazer os mais diversos requisitos. De um lado, deseja-se um revestimento tão pobre em fricção quanto possível, que seja relativamente suave e, por conseguinte, possa se adaptar bem a ajustes condicionados pelo desgaste bem como a parceiros deslizantes. De outro lado, deve ser dada uma estabilidade e resistência mecânica suficientemente alta, para se poder absorver também solicitações dinâmicas por oscilação, além das estáticas, e assim aumentar a resistência duradoura e a vida útil. As evoluções, por exemplo na indústria de motores, apontam na direção de maiores potências específicas, especialmente tendo em vista normas de gás de descarga cada vez mais rigorosas, para aumentar o grau de eficácia e, portanto, a economicidade e a compatibilidade ambiental de motores de combustão interna. Essa evolução afetou uma pluralidade de componentes de um motor de combustão interna, como por exemplo os mancais planos extremamente solicitados devido às pressões de ignição sempre crescentes decorrentes dos torques muito elevados e para otimização do processo de combustão, por exemplo de um motor turbo-diesel de injeção direta. Devido aos sistemas de injeção potentes desses motores, são igualmente expostos a essas altas solicitações os componentes das bombas de injeção e seus instrumentos de medição ou, devido a maiores potências, também outros componentes estruturais, como tuchos, pinos ou rolamentos, que são solicitados deslizantemente. Freqüentemente, ligas de alumínio são empregadas para esses componentes, pois assim, em princípio, pode ser obtida uma boa relação entre propriedades alcançáveis e custos a serem aplicados.Coatings of structural components or tribologically requested areas must meet the most diverse requirements. On the one hand, a coating that is as low in friction as possible is desired, which is relatively smooth and therefore can adapt well to wear-conditioned adjustments as well as sliding partners. On the other hand, sufficient stability and mechanical strength must be given to absorb dynamic oscillating demands in addition to static ones, thus increasing the endurance and service life. Developments, for example in the engine industry, point in the direction of higher specific horsepower, especially in view of increasingly stringent exhaust gas standards, to increase the efficiency and thus the economy and environmental compatibility of engines. internal combustion These developments have affected a plurality of components of an internal combustion engine, such as the heavily demanded plain bearings due to ever increasing ignition pressures due to very high torques and for optimizing the combustion process, for example a turbo diesel engine. direct injection Due to the powerful injection systems of these engines, the injection pump components and their metering instruments are equally exposed to these high demands or, due to higher power, also other structural components such as tappets, pins or bearings, which are slidingly requested. . Frequently, aluminum alloys are employed for these components, thus, in principle, a good relationship between achievable properties and costs to be applied can be obtained.

Evoluções mais recentes nessa área - embora seu emprego em princípio nesse setor já seja conhecido há alguns anos - apontam cada vez mais para o emprego de assim chamadas lacas de deslizamento.More recent developments in this area - although their use in principle in this sector has been known for some years now - increasingly point to the use of so-called sliding lacquers.

Por exemplo, a patente alemã DE 22 06 400 A assim descreve um material composto com corpo de apoio metálico e uma camada de fricção ou deslizamento, unida com o corpo de apoio por meio de cola, consistindo em plásticos termicamente altamente solicitáveis, que contém resinas de poliimida endurecíveis a quente e aditivos aperfeiçoadores das propriedades de curso do mancai, como politetrafluoretileno, ligas de mancai metálicas ou semelhantes, sendo que a camada de fricção ou deslizamento contém as resinas de poliimida e os aditivos aperfeiçoadores da propriedade de curso como mistura de forma finamente granulosa ou finamente pulverizada, e como aglutinante laca de poliimida, que tanto liga a mistura finamente granulosa ou finamente pulverizada na camada de fricção ou deslizamento como também une a própria camada de fricção ou deslizamento com o corpo de apoio. A camada de deslizamento pode então conter entre 70 e 20 % em peso de resinas de poliimida endureciveis a quente e cerca de 30 a 80 % em peso de aditivos autolubrificantes. Como aditivos autolubrificantes são mencionados grafite, dissulfeto de molibdênio bem como óxidos.For example, German patent DE 22 06 400 A thus describes a composite material having a metallic backing body and a friction or sliding layer, bonded to the backing body consisting of thermally resilient plastics containing resins. hardenable polyimide compounds and additives enhancing the bearing properties of the bearing, such as polytetrafluoroethylene, metallic bearing alloys or the like, with the friction or slip layer containing the polyimide resins and the additives of the course mixing as a shape mixture finely granulated or finely pulverized, and as a binder lacquer of polyimide, which binds both the finely granulated or finely pulverized mixture to the friction or sliding layer as well as joining the friction or sliding layer itself with the backing body. The sliding layer may then contain from 70 to 20 wt% of hot curable polyimide resins and about 30 to 80 wt% of self-lubricating additives. Self-lubricating additives include graphite, molybdenum disulfide as well as oxides.

Da patente européia EP 0 939 106 A é conhecido um material de camada de deslizamento, que contém como material de matriz PTFE ou PTFE em combinação com outros fluor-termoplásticos, cujo ponto de fusão se situa acima de 260 °C, sendo que está contida ao menos uma poliaramida em forma de pó, cuja fração com relação à quantidade total de PTFE ou da mistura de PTFE e outros fluor-termoplásticos e da poliamida importa em 10 a 50 % em volume.EP 0 939 106 A discloses a sliding layer material which contains as PTFE or PTFE matrix material in combination with other fluor thermoplastics whose melting point is above 260 ° C and is contained within at least one powdered polyamide whose fraction of the total amount of PTFE or the mixture of PTFE and other fluor thermoplastics and polyamide is 10 to 50% by volume.

Também na patente européia EP 1 236 914 A está descrito um mancai de deslizamento, que apresenta um revestimento de resina sobre uma camada de metal antifricção, sendo que o revestimento de resina apresenta uma resina endurecivel a quente com determinadas propriedades físicas em uma quantidade de 30 a 70 % em vol. e sendo que a dureza segundo Vickers não é superior a 20. A resina pode, por exemplo, ser uma resina de poliamidimida. Como aditivos autolubrificantes são mencionados sulfeto de molibdênio, grafite, nitreto de boro, dissulfeto de volfrâmio, politetrafluoretileno, chumbo, etc..Also in European patent EP 1 236 914 A there is described a slip bearing which has a resin coating on an anti-friction metal layer, the resin coating having a heat curable resin with certain physical properties in an amount of 30 at 70% by vol. and the hardness according to Vickers is not greater than 20. The resin may, for example, be a polyamidimide resin. Self-lubricating additives include molybdenum sulfide, graphite, boron nitride, tungsten disulfide, polytetrafluoroethylene, lead, etc.

Polímeros para emprego como material de revestimento de elementos de deslizamento são também ainda descritos nos seguintes documentos: US 5,525,246 A, JP 60-1424 A, EP 0 984 182 A, JP 04- 83914 A, JP 07-247493 A, GB 2 337 306 A, JP 09-79262 A, JP 2001/173644 A, DE 20 00 632 A, DE 33 43 309 A, DE 32 21 785 A, WO 97/38046 A, EP 0 340 839 A, EP 0 044 577 A, EP 0 340 838 A, DE 24 15 327 A, EP 060 724 A, DE 198 14 756 A, US 4,618,270 A, DE 25 04 833 A, FR 21 33 320 A, GB 2 384 033 B, JP 53-007780 A. A invenção tem por objetivo disponibilizar um elemento de mancai com um revestimento de polímero, que apresente propriedades aperfeiçoadas.Polymers for use as a sliding element coating material are further further described in the following documents: US 5,525,246 A, JP 60-1424 A, EP 0 984 182 A, JP 04- 83914 A, JP 07-247493 A, GB 2,337 306 A, JP 09-79262 A, JP 2001/173644 A, from 20 00 632 A, from 33 43 309 A, from 32 21 785 A, WO 97/38046 A, EP 0 340 839 A, EP 0 044 577 A EP 0 340 838 A, DE 24 15 327 A, EP 060 724 A, DE 198 14 756 A, US 4,618,270 A, DE 25 04 833 A, FR 21 33 320 A, GB 2 384 033 B, JP 53-007780 A. The invention aims to provide a bearing element with a polymer coating having improved properties.

Esse objetivo da invenção é atingido respectivamente independentemente pelo fato de que a fração da resina de poliimida na camada de polímero do elemento de mancai é selecionada de uma faixa com um limite inferior de 60 % e um limite superior de 80 %, a fração de M0S2 é selecionada de uma faixa com um limite inferior de 15 % e um limite superior de 25 % e a fração de grafite é selecionada de uma faixa com um limite inferior de 5 % e um limite superior de 15 %, sendo que a fração da resina de poliimida de preferência se refere à resina de poliimida dissolvida no solvente a ser removido, portanto à fração da resina na laca a ser aplicada por um motor, em que para impedir a transmissão de material do eixo para o elemento de mancai com eixo fixo sobre a camada de metal antifricção está disposta uma camada de polímero, bem como pelo emprego de uma laca de deslizamento para tanto.This object of the invention is independently achieved respectively by the fact that the fraction of the polyimide resin in the polymer layer of the bearing element is selected from a range with a lower limit of 60% and an upper limit of 80%, the fraction of M0S2. is selected from a range with a lower limit of 15% and an upper limit of 25% and the graphite fraction is selected from a range with a lower limit of 5% and an upper limit of 15%, with the resin fraction Polyimide preferably refers to the solvent-dissolved polyimide resin to be removed, therefore to the fraction of resin in the lacquer to be applied by a motor, wherein to prevent the transmission of material from the shaft to the fixed shaft bearing member over The antifriction metal layer is disposed with a polymer layer as well as by the use of a sliding lacquer for this purpose.

Em comparação com revestimentos de laca de deslizamento já empregados na região do mancai de deslizamento, a composição de acordo com a invenção exibe, surpreendentemente, apesar da elevada fração de MoS2 e grafite na resina de poliimida, um aperfeiçoamento inesperado da resistência ao desgaste do elemento de mancai. Era inesperado porque com resina de poliimida decrescente, que pode ser considerada entre outros como aglutinante para os aditivos redutores de fricção, seria de esperar que a coesão da camada piorasse, que esta afinal "se rompesse". Graças à fração selecionada de M0S2 e grafite, especialmente à relação da fração de M0S2 para grafite, isso não ocorre, não tendo a depositante no momento uma teoria que explique isso. É de se supor, no entanto, uma interação entre as partículas de MoS2 e grafite.Compared to sliding lacquer coatings already employed in the sliding bearing region, the composition according to the invention surprisingly exhibits, despite the high fraction of MoS2 and graphite in the polyimide resin, an unexpected improvement in wear resistance of the element. with a limp. It was unexpected because with decreasing polyimide resin, which can be considered as a binder for friction reducing additives among others, it would be expected that the cohesion of the layer would get worse, that it would eventually "break". Thanks to the selected fraction of M0S2 and graphite, especially the ratio of the fraction of M0S2 to graphite, this does not occur, and the depositor does not currently have a theory to explain it. It is to be assumed, however, an interaction between the particles of MoS2 and graphite.

Além da melhor resistência ao desgaste, com o elemento de mancai de acordo com a invenção se obtém ainda uma melhor resistência à cavitação. Além disso, se verificou também menor suscetibilidade a corrosão. É ainda vantajoso que a camada de polímero de acordo com a invenção possa ser aplicada diretamente sobre a camada de metal do mancai, isto é, que não mais seja necessária uma camada de níquel como bloqueio de difusão, usualmente empregada em mancais deslizantes convencionais, conhecidos do estado atual da técnica, de modo que um elemento de mancai de acordo com a invenção não apenas ao menos se equipara a mancais de deslizamento de múltiplas camadas usuais no tocante à sua propriedade mecânica, mas, além disso, pode ser obtida uma correspondente vantagem de custo quando da fabricação do elemento de mancai de acordo com a invenção. É ainda vantajoso que a camada de polímero de acordo com a invenção não está restrita a elementos de mancai especiais, mas pode ser aplicada, como se sabe, sobre todo metal antifricção.In addition to better wear resistance, the bearing element according to the invention also provides better cavitation resistance. In addition, less susceptibility to corrosion was found. It is further advantageous that the polymer layer according to the invention can be applied directly to the bearing metal layer, that is, that a diffusion blocking nickel layer is no longer required, usually employed in known conventional sliding bearings. of the present state of the art, so that a bearing element according to the invention not only at least equals usual multilayer slide bearings with respect to their mechanical property, but in addition a corresponding advantage can be obtained. when manufacturing the bearing element according to the invention. It is further advantageous that the polymer layer according to the invention is not restricted to special bearing elements, but can be applied, as is known, to any anti-friction metal.

No passado, em materiais de mancai de alumínio ocorriam falhas de mancai, que provavelmente se deviam a uma transferência de material e a microssoldagem do material de mancai sobre o eixo, provocadas por micromovimentos. Tais transferências de material podem ocorrer quando o eixo assenta estaticamente sobre o mancai, mas todo o sistema realiza micromovimentos, por exemplo quando do transporte de um motor montado para o local de emprego, ou quando da operação de vários motores lado a lado, embora nem todos funcionem simultaneamente. Com um motor de acordo com a invenção isso é vantajosamente impedido pela camada de polímero, pois essa camada praticamente não apresenta afinidade com o aço. Mas, mesmo que ocorra uma transferência de material em pequena medida, por exemplo, por uma incorporação da laca de deslizamento no áspero perfil em profundidade do eixo, isso igualmente não constitui um problema, pois um emparelhamento laca de deslizamento-laca de deslizamento que se forma consequentemente apresenta um valor de fricção ainda menor do que o emparelhamento laca de deslizamento-aço.In the past, aluminum bearing materials had bearing failures, which were probably due to material transfer and microsoldering of the bearing material on the shaft caused by micromovements. Such material transfers may occur when the shaft rests statically on the bearing, but the entire system performs micro-movements, for example when transporting a mounted motor to the job site, or when operating multiple motors side by side, although not at all. all work simultaneously. With a motor according to the invention this is advantageously prevented by the polymer layer, as this layer has virtually no affinity with steel. But even if a small transfer of material occurs, for example, by incorporating the sliding lacquer into the rough depth profile of the shaft, this is also not a problem, as a sliding lacquer-sliding lacquer pairing occurs. The form therefore has an even lower friction value than the slip-steel lacquer pairing.

Em variantes de execução da invenção, a fração da resina de poliimida, novamente de preferência aplicada a resina de poliimida com solvente, pode ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 65% e um limite superior de 75% ou um limite inferior de 67,5% e um limite superior de 72,5%, ou a fração da resina de poliamida pode importar em 70%. É igualmente vantajoso que a fração de M0S2 seja selecionada de uma faixa com um limite inferior de 17% e um limite superior de 22% ou de um limite inferior de 18,5% e um limite superior de 21,5%, ou que a fração de M0S2 importe em 20%.In embodiments of the invention, the fraction of polyimide resin, again preferably applied to solvent polyimide resin, may be selected from a range with a lower limit of 65% and an upper limit of 75% or a lower limit of 67.5% and an upper limit of 72.5%, or the fraction of polyamide resin can import by 70%. It is also advantageous for the M0S2 fraction to be selected from a range with a lower limit of 17% and an upper limit of 22% or a lower limit of 18.5% and an upper limit of 21.5%, or fraction of M0S2 imports by 20%.

Em outras configurações está ainda previsto que a fração de grafite seja selecionada de uma faixa com um limite inferior de 7% e um limite superior de 13% ou um limite inferior de 8,5% e um limite superior de 11,5%, ou que a fração de grafite importe em 10%.In other configurations it is further provided that the graphite fraction is selected from a range with a lower limit of 7% and an upper limit of 13% or a lower limit of 8.5% and an upper limit of 11.5%, or that the graphite fraction imports by 10%.

Em todas essas variantes - ou em todos os dados sobre limites de faixa inferiores e superiores que ainda se sigam - é possível que as respectivas frações, se necessário, também possam ser selecionadas das respectivas faixas marginais entre os limites inferiores ou os limites superiores.In all these variants - or in all data on lower and upper range limits still to follow - it is possible that the respective fractions, if necessary, may also be selected from the respective marginal range between the lower or upper limits.

Comprovou-se particularmente vantajoso que como resina de poliimida seja empregada uma resina de poliamidimida para a camada de polímero.It has been found particularly advantageous that as polyimide resin a polyamidimide resin for the polymer layer is employed.

Graças às medidas anteriormente mencionadas não apenas é possível obter uma otimização no tocante a todas as propriedades da camada de polímero, mas também com isso também é especificamente possível adaptar distintas propriedades, como por exemplo resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência contra soldagem por fricção, etc. ao respectivo caso de emprego, ainda que isso implique em que as outras propriedades da camada de polímero não sejam aperfeiçoadas na mesma extensão.Thanks to the aforementioned measures, not only is it possible to achieve optimum optimization of all properties of the polymer layer, but it is also specifically possible to adapt different properties such as wear resistance, corrosion resistance, resistance to welding by friction, etc. case of use, even if this means that the other properties of the polymer layer are not improved to the same extent.

As plaquetas de MoS2 podem ter um comprimento médio, selecionado de uma faixa com um limite inferior de 10 pm e um limite superior de 40 pm ou de um limite inferior de 15 pm e um limite superior de 35 pm ou um limite inferior de 18 μπι e um limite superior de 25 μπι, e/ou uma largura média, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 10 μπι e um limite superior de 40 pm, ou de um limite inferior de 15 pm e um limite superior de 35 pm, ou de um limite inferior de 18 pm e um limite superior de 25 pm, e/ou uma altura média, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 2 nm e um limite superior de 20 nm ou limite inferior de 5 nm e um limite superior de 15 nm ou um limite inferior de 5 nm e um limite superior de 8 nm. É igualmente possível que esteja contido um grafite com um tamanho de grão selecionado de uma faixa com um limite inferior de 2 pm e um limite superior de 8 pm. A relação de M0S2 para grafite pode, segundo uma outra configuração da invenção, ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 1,5:1 e um limite superior de 4,5:1.MoS2 platelets may have an average length, selected from a range with a lower limit of 10 pm and a lower limit of 40 pm or a lower limit of 15 pm and an upper limit of 35 pm or a lower limit of 18 μπι and an upper limit of 25 μπι, and / or an average width, selected from a range with a lower limit of 10 μπι and an upper limit of 40 pm, or a lower limit of 15 pm and an upper limit of 35 pm, or a lower limit of 18 pm and an upper limit of 25 pm, and / or an average height, selected from a range with a lower limit of 2 nm and an upper limit of 20 nm or lower limit of 5 nm and a limit. 15 nm or a lower limit of 5 nm and an upper limit of 8 nm. It is also possible that a graphite with a grain size selected from a range with a lower limit of 2 pm and an upper limit of 8 pm is contained. The M0S2 to graphite ratio may, according to another embodiment of the invention, be selected from a range with a lower limit of 1.5: 1 and an upper limit of 4.5: 1.

Com isso, o comportamento autolubrificante da camada de polímero pode ser variada em amplos limites, de modo que eventualmente, sob consideração das respectivas frações de M0S2 ou grafite, isto é, com variação das relações de fração, esses dois aditivos à resina de poliimida, por sua vez ao menos uma das propriedades da camada de polímero pode ser especialmente adaptada ao respectivo caso de aplicação. A camada de metal antifricção pode ser formada por uma liga, selecionada de um grupo abrangendo ligas à base de alumínio, ligas à base de estanho, ligas à base de chumbo, ligas à base de cobre, ligas à base de CuPb, ligas à base de AISn, ligas á base de AlZn, AISi, AISnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi bem como AIBi, sendo que estes são bastante conhecidos com relação a suas propriedades da literatura pertinente sobre elementos de mancai, de modo que se dispensa maior explicação nesse particular. Obtém-se assim a vantagem de que a resistência de aderência da camada de polímero sobre esses materiais de metal antifricção é aperfeiçoada mesmo sem o emprego de camadas promotoras de aderência eventualmente requeridas.Thus, the self-lubricating behavior of the polymer layer can be varied to a large extent, so that eventually, with consideration of the respective fractions of M0S2 or graphite, that is, with varying fractional ratios, these two additives to the polyimide resin, In turn, at least one of the properties of the polymer layer can be specially adapted to the respective application case. The anti-friction metal layer may be formed of an alloy selected from a group comprising aluminum based alloys, tin based alloys, lead based alloys, copper based alloys, CuPb based alloys, base alloys of AISn, alloys based on AlZn, AISi, AISnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi as well as AIBi, and these are well known with regard to their properties of the relevant bearing element literature, so that no further explanation is needed in this regard. The advantage is thus obtained that the adhesion resistance of the polymer layer on such anti-friction metal materials is improved even without the use of any required adhesion promoting layers.

Como já mencionado, é também vantajoso dispor a camada de polímero diretamente sobre a camada de metal antifricção, de modo que se pode renunciar a camadas bloqueadoras de difusão usualmente empregadas, como por exemplo, barreiras de níquel. É igualmente possível, especialmente com uma resistência de aderência suficiente, que a camada de metal antifricção seja diretamente disposta sobre o corpo de apoio, portanto novamente sem a disposição de camadas intermediárias e promotores de aderência, podendo ser assim simplificada a estrutura do elemento de mancai e, portanto, eventualmente também baixados os custos de fabricação.As already mentioned, it is also advantageous to arrange the polymer layer directly over the anti-friction metal layer, so that diffusion blocking layers usually employed, such as nickel barriers, can be relinquished. It is equally possible, especially with sufficient adhesion resistance, that the anti-friction metal layer is directly disposed on the support body, thus again without the provision of intermediate layers and adhesion promoters, thereby simplifying the structure of the bearing element. and therefore eventually also lowered manufacturing costs.

Verificou-se também vantajoso, no decorrer do teste do elemento de mancai de acordo com a invenção, ser conveniente que a superfície da camada de polímero apresente um valor de aspereza médio aritmético Ra segundo DIN EN ISO 4287 ou ASME B 46.1 selecionado de uma faixa com um limite inferior de 0,2 pm e um limite superior de 1,5 pm ou um limite inferior de 0,5 pm e um limite superior de 1,0 pm ou um limite inferior de 0,8 pm e um limite superior de 0,9 pm ou que, segundo outras variantes de execução, a superfície da camada de polímero apresente uma altura de perfil de aspereza Rz segundo DIN EN ISSO 4287 ou ASME B 46,1 selecionada de uma faixa com um limite inferior de 0,5 pm e um limite superior de 10 μιη ou um limite inferior de 3 μπι e um limite superior de 8 pm ou um limite inferior de 5 pm e um limite superior de 6 pm.It has also been advantageous during the bearing element test according to the invention to be convenient that the surface of the polymer layer has an arithmetic mean roughness value Ra according to DIN EN ISO 4287 or ASME B 46.1 selected from a range. with a lower limit of 0.2 pm and an upper limit of 1.5 pm or a lower limit of 0.5 pm and an upper limit of 1.0 pm or a lower limit of 0.8 pm and an upper limit of 0.9 pm or that, in other embodiments, the surface of the polymer layer has a roughness profile height Rz to DIN EN ISO 4287 or ASME B 46.1 selected from a range with a lower limit of 0.5 pm and an upper limit of 10 μιη or a lower limit of 3 μπι and an upper limit of 8 pm or a lower limit of 5 pm and an upper limit of 6 pm.

Graças a essas medidas se consegue, de um lado, que durante a fase de inicio de funcionamento, devido às pontas de perfil - vistas com relação a toda a superfície interior do elemento de mancai -, seja formada menor área de contato para com o eixo a ser apoiado e, assim, predomine uma fricção menor do que seria de esperar apenas com base na seleção de material ou de um par de resina de poliimida-aço, e, de outro lado, após essa fase de início de funcionamento, essas pontas sejam eventualmente em tal medida esmerilhadas que o suporte apresente as requeridas tolerâncias de folga. A camada de polímero pode apresentar uma espessura média, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 1 pm e um limite superior de 40 pm ou um limite inferior de 3 pm e um limite superior de 30 pm ou um limite inferior de 4 pm e um limite superior de 25 pm, com o quê o elemento de mancai novamente pode ser adaptado ao respectivo caso de aplicação, como por exemplo, mancai grande ou mancai pequeno, e assim, com propriedades do elemento de mancai constantes, asseguradas confiavelmente a longo prazo, possa ser obtida uma correspondente otimização de custos. A camada de polímero apresenta, vantajosamente, uma dureza segundo Vickers, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 20 IIV e um limite superior de 45 HV ou um limite inferior de 22 HV e um limite superior de 35 HV ou um limite inferior de 25 IIV e um limite superior de 30 HV, com o que podem ser obtidas propriedades de deslizamento correspondentemente aperfeiçoadas com suficiente resistência de durabilidade do elemento de mancai. 0 elemento de mancai é executado especialmente como chumaceira ou semi-chumaceira de mancai de deslizamento ou bucha de mancai. A camada de polímero empregada em um motor com eixo fixo para um elemento de mancai é formada especialmente por uma camada de polímero com composição de acordo com a invenção. Mas também é possível que a camada de polímero seja formada por um polímero, selecionado de um grupo abrangendo politetrafluoretileno, resinas de poliimida, resinas epóxi, resinas fenólicas, poliamida 6, poliamida 66, polioximetileno, silicones, poliariletercetonas, poarileteretercetonas, difluoretos de polivinilideno, sulfetos de polietileno, com o quê pode ocorrer uma correspondente adaptação ao movimento a ser esperado, pois esses polímeros apresentam propriedades perfeitamente distintas, especialmente no tocante à transferência de material do eixo para o elemento de mancai, que é provocada pelo micromovimento. À camada de polímero podem então ser acrescentados outros aditivos redutores de fricção, como por exemplo, MoS2, grafite, nitreto de boro (hexagonal), dissulfeto de volfrâmio, PTFE, chumbo, de modo que essa camada de polímero pode ser empregada não apenas como "segurança de transporte", mas sim ao menos na fase de início de funcionamento do motor é estabelecida uma fricção de deslizamento correspondentemente reduzida entre o elemento de mancai e o eixo.Thanks to these measures, it is possible, on the one hand, that during the start-up phase, due to the profile tips - seen with respect to the entire inner surface of the bearing element -, a smaller contact area with the shaft is formed. to be supported and thus a lower friction predominates than would be expected solely on the basis of material selection or a pair of polyimide-steel resin, and on the other hand after these start-up phases these tips possibly ground to such a degree that the support has the required clearance tolerances. The polymer layer may have an average thickness selected from a range with a lower limit of 1 pm and an upper limit of 40 pm or a lower limit of 3 pm and an upper limit of 30 pm or a lower limit of 4 pm and an upper limit of 25 pm, whereby the bearing element can again be adapted to the respective application case, such as large bearing or small bearing, and thus with constant bearing element properties reliably assured over the long term , a corresponding cost optimization can be obtained. The polymer layer advantageously has a Vickers hardness, selected from a range with a lower limit of 20 IIV and an upper limit of 45 HV or a lower limit of 22 HV and an upper limit of 35 HV or a lower limit of 25 IIV and an upper limit of 30 HV, whereby correspondingly improved slip properties can be obtained with sufficient durability resistance of the bearing element. The bearing element is specially designed as a plain bearing or semi-plain bearing or plain bearing. The polymer layer employed in a fixed shaft motor for a bearing element is formed especially by a polymer layer of composition according to the invention. But it is also possible for the polymer layer to be formed from a polymer selected from a group comprising polytetrafluoroethylene, polyimide resins, epoxy resins, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylene, silicones, polyaryetherketones, poaryletheretetones, polyvinylidene difluorides, polyethylene sulphides, which may result in a corresponding adaptation to the movement to be expected, as these polymers have perfectly distinct properties, especially as regards the transfer of material from the shaft to the bearing element, which is caused by micromovement. Other friction reducing additives such as MoS2, graphite, boron (hexagonal) nitride, tungsten disulphide, PTFE, lead can then be added to the polymer layer, so that this polymer layer can be employed not only as "Transport safety", but at least at the start-up phase of the engine a correspondingly reduced slip friction is established between the bearing element and the shaft.

Como já mencionado, sobre um elemento de mancai pode ser empregada uma laca de deslizamento constituída de um polímero, especialmente selecionado de um grupo abrangendo politetrafluoretileno, resinas de poliimida, resinas epóxi, resinas fenólicas, poliamida 6, poliamida 66, polioximetileno, silicones, poliariletercetonas, poliariletereterceonas, difluoretos de polivinilideno, sulfetos de polietileno, para preparação de uma camada de polímero como camada protetora para impedir a transferência de material de um eixo fixo para o elemento de mancai. Com isso é possível produzir motores diretamente no fabricante, sem que se precise tomar medidas especiais ou sem correr o risco de que, em virtude do transporte dos motores já prontos, tenha lugar uma soldagem de material do material de mancai sobre o eixo. É assim possível pré-montar tais componentes para os respectivos compradores, especialmente a indústria automobilística, que sabidamente está a caminho de comprar cada vez mais componentes prontos e de fornecê-los com menores quotas de falhas dos mesmos.As already mentioned, on a bearing element a polymer lacquer may be employed, especially selected from a group comprising polytetrafluoroethylene, polyimide resins, epoxy resins, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylene, silicones, polyethyletherketones , polyaryl tereterceones, polyvinylidene difluorides, polyethylene sulfides, for preparing a polymer layer as a protective layer to prevent material transfer from a fixed axis to the bearing element. This makes it possible to produce motors directly from the manufacturer, without the need for special measures or the risk that, due to the transport of the ready-made motors, welding of the bearing material on the shaft will take place. It is thus possible to pre-assemble such components for their buyers, especially the auto industry, which is well on its way to buying more and more ready-made components and providing them with lower failure rates.

Para melhor compreensão da invenção, a mesma será mais detalhadamente explicada com auxílio das figuras a seguir.For a better understanding of the invention, it will be explained in more detail with the aid of the following figures.

Mostram respectivamente em representação esquematicamente simplificada: Figura 1 - um elemento de mancai de acordo com a invenção em forma de uma semi-chumaceira de mancai de deslizamento;They show in schematically simplified representation respectively: Figure 1 - a bearing element according to the invention in the form of a sliding bearing semi-bearing;

Figura 2 - um diagrama, em que está representada a respectiva carga limite em função de frações variadas de M0S2 e grafite.Figure 2 - A diagram showing the respective limit load as a function of varying fractions of M0S2 and graphite.

Inicialmente cabe registrar que, nas distintas formas de execução descritas, partes iguais são providas de iguais números de referência ou iguais designações de partes estruturais, sendo que os detalhes contidos em toda a descrição podem ser aplicados convenientemente a partes iguais com números de referência iguais ou designações de partes estruturais iguais. Também os dados de posição selecionados na descrição, como por exemplo acima, abaixo, ao lado, etc. se referem à figura imediatamente descrita ou apresentada e, com uma alteração de posição, devem ser transferidos convenientemente à nova posição. Também características individuais ou combinações de características dos distintos exemplos de execução mostrados e descritos representam soluções por si só de acordo com a invenção, inventivas ou autônomas. 0 elemento de mancai 1 segundo a figura 1 é constituído como camada de rolamento de um corpo de apoio 2, de uma camada de metal antifricção 3 bem como de uma camada de polímero 4. O corpo de apoio 2 consiste usualmente em aço, mas também pode naturalmente consistir em materiais comparáveis, com os quais possa ser realizada a mesma função ou uma função semelhante, a saber, a disponibilização da resistência mecânica do elemento de mancai 1. A resistência mecânica de todo o elemento de mancai 1 é então dependente da respectiva área de emprego, de modo que, por exemplo, também podem ser empregadas as mais diversas ligas de cobre, como por exemplo latão, bronze. Além disso, pelo corpo de apoio 2 é garantida uma certa estabilidade de forma. A camada de metal antifricção 3 é formada por uma liga de metal antifricção. Esta consiste, nesse exemplo de execução, em uma matriz de alumínio, em que estão incorporadas ao menos uma fase macia bem como partículas duras. A ao menos uma fase macia pode então ser formada por ao menos um elemento de um primeiro grupo de elementos abrangendo estanho, antimônio, índio e bismuto. As partículas duras podem, por exemplo, ser formadas de ao menos um elemento de um segundo grupo de elementos abrangendo cobre, manganês, cobalto, cromo e ferro ou pelos elementos escândio e/ou zircônio. Igualmente é possível que essas partículas sejam formadas por fases intermetálicas especialmente dos elementos por último mencionados ou dos elementos do segundo grupo de elementos com alumínio ou por fases intermetálicas formadas dos elementos mencionados.It should first be noted that, in the various embodiments described, equal parts are provided with equal reference numerals or equal designations of structural parts, and the details contained throughout the description may conveniently be applied to equal parts with reference numerals or equal. designations of equal structural parts. Also the position data selected in the description, such as above, below, beside, etc. refer to the figure immediately described or presented and, with a change of position, must be conveniently transferred to the new position. Also individual features or combinations of features of the various embodiments shown and described represent inventive or stand alone solutions according to the invention. The bearing element 1 according to figure 1 is formed as a bearing layer of a bearing body 2, an anti-friction metal layer 3 as well as a polymer layer 4. The bearing body 2 usually consists of steel, but also It may of course consist of comparable materials with which the same or a similar function can be performed, namely the availability of the mechanical strength of the bearing element 1. The mechanical strength of the entire bearing element 1 is then dependent on its respective strength. such that, for example, various copper alloys such as brass, bronze may also be employed. In addition, the support body 2 guarantees a certain shape stability. The anti-friction metal layer 3 is formed of an anti-friction metal alloy. This embodiment consists of an aluminum matrix in which at least one soft phase as well as hard particles are incorporated. The at least one soft phase may then be formed of at least one element from a first group of elements comprising tin, antimony, indium and bismuth. Hard particles may, for example, be formed of at least one element of a second group of elements comprising copper, manganese, cobalt, chromium and iron or by the scandium and / or zirconium elements. It is also possible for such particles to be formed by intermetallic phases especially of the last mentioned elements or elements of the second group of elements with aluminum or by intermetallic phases formed of the mentioned elements.

Naturalmente, também quaisquer outras fases macias e/ou partículas duras conhecidas do estado atual da técnica podem estar contidas na liga de metal antifricção.Of course, also any other soft phases and / or hard particles known from the state of the art may be contained in the anti-friction metal alloy.

Com auxílio da fase macia é possível conferir ao elemento de mancai 1 propriedades de rolamento de emergência, quando na camada de polímero 4 resultam pontos falhos devido à operação do elemento de mancai 1 e, assim, a camada de metal antifricção 3 entra em contato ao menos aproximadamente diretamente com um componente estrutural a ser suportado, como por exemplo um eixo. Com isso, ao elemento de mancai 1 é conferida também uma capacidade de incorporação para partículas sólidas provenientes da abrasão devido ao emprego do elemento de mancai 1. As partículas duras conferem à liga de alumínio a requerida resistência mecânica.With the aid of the soft phase it is possible to give the bearing element 1 emergency rolling properties, when the polymer layer 4 results in failures due to the operation of the bearing element 1 and thus the anti-friction metal layer 3 comes into contact with the bearing element 1. least approximately directly with a structural component to be supported, such as an axis. Thus, the bearing element 1 is also imparted with an embedding ability for solid particles from abrasion due to the use of bearing element 1. Hard particles give the aluminum alloy the required mechanical strength.

Como camada de metal antifricção 3 são apropriadas especialmente ligas à base de estanho, bismuto, índio, chumbo ou alumínio bem como ligas à base de CuPb eventualmente com alto teor de chumbo ou AISn ou à base de AlBi. Especialmente são vantajosas ligas à base de estanho com mais teor de estanho. Também são empregáveis ligas à base de cobre isentas de chumbo.As an anti-friction metal layer 3, especially tin, bismuth, indium, lead or aluminum alloys as well as optionally high lead CuPb or AISn or AlBi based alloys are suitable. Especially tin-based alloys with higher tin content are advantageous. Lead-free copper based alloys are also employable.

Metais antifricção à base de cobre empregáveis seriam por exemplo CuPb22Sn2, CuPblOSnlO, CuPbl5Sn7, CuSn6, CuSn4Znl. Ligas de cobre especialmente isentas de chumbo à base de CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn bem como CuBi são vantajosas no tocante a menor poluição ambiental.Employable copper-based antifriction metals would be for example CuPb22Sn2, CuPblOSn10, CuPbl5Sn7, CuSn6, CuSn4Znl. Especially lead-free copper alloys based on CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn as well as CuBi are advantageous for the lowest environmental pollution.

Metais antifricção à base de estanho empregáveis seria por exemplo SnSb8Cu4, SnSbl2Cu6Pb.Employable tin-based antifriction metals would be for example SnSb8Cu4, SnSbl2Cu6Pb.

Metais antifricção à base de chumbo empregáveis seriam por exemplo PbSblOSn6, PbSbl5SnlO, PbSbl5SnAs.Employable lead-based anti-friction metals would be for example PbSblOSn6, PbSbl5Sn10, PbSbl5SnAs.

Metais antifricção à base de alumínio podem ser constituídos por exemplo por AlSn40, AlSn20, AlSn25, AlSnlO, AlSn6, etc. É ainda possível empregar metais antifricção à base de AlZn, como por exemplo AlZn4SiPb, ou à base de AISi, como por exemplo AlSillCuMgNi, ou à base de AISnSi, como por exemplo AlSn20Si4.Aluminum based anti-friction metals may consist for example of AlSn40, AlSn20, AlSn25, AlSn10, AlSn6, etc. It is further possible to employ AlZn-based antifriction metals such as AlZn4SiPb, or AISi-based metals such as AlSillCuMgNi or AISnSi-based metals such as AlSn20Si4.

Segundo a invenção, a camada de polímero 4 consiste em uma resina de poliimida, dissulfeto de molibdênio bem como grafite, sendo que a fração da resina de poliimida na camada de polímero 4 é selecionada de uma faixa com um limite inferior de 60 % e um limite superior de 80 %, a fração de M0S2 é selecionada de uma faixa com um limite inferior de 15 % e um limite superior de 25 % e a fração de grafite é selecionada de uma faixa com um limite inferior de 5 % e um limite superior de 15 %. A resina pode estar presente em ao menos um solvente, especialmente em um solvente orgânico, como por exemplo xileno, com o quê pode ser facilitada a processabilidade. A fração de solvente pode então ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 40 % em peso e um limite superior de 80 % em peso, especialmente com um limite inferior de 50 % em peso e um limite superior de 70 % em peso, de preferência com um limite inferior de 60 % em peso e um limite superior de 65 % em peso, com relação à fração de resina, isto é, resina com solvente. Assim, a fração de resina seca, especialmente da resina de poliamidimida pode ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 20 % em peso e um limite superior de 50 % em peso, especialmente um limite inferior de 30 % em peso e um limite superior de 40 % em peso, de preferência um limite inferior de 35 % em peso e um limite superior de 37,5 % em peso. Com relação a isso, uma camada de polímero 4 aplicada de acordo com a invenção pode por exemplo apresentar uma composição seca de 35 % em peso de resina de poliamidimida, 45 % em peso de M0S2 e 20 % em peso de grafite, ou uma composição seca que é calculada das faixas de valores indicadas para os insumos individuais da camada de polímero 4.According to the invention, polymer layer 4 consists of a polyimide resin, molybdenum disulfide as well as graphite, the fraction of the polyimide resin in polymer layer 4 being selected from a range with a lower limit of 60% and a 80% upper limit, the M0S2 fraction is selected from a range with a lower limit of 15% and an upper limit of 25%, and the graphite fraction is selected from a range with a lower limit of 5% and an upper limit. of 15%. The resin may be present in at least one solvent, especially in an organic solvent, such as xylene, with which processability may be facilitated. The solvent fraction may then be selected from a range with a lower limit of 40 wt% and an upper limit of 80 wt%, especially with a lower limit of 50 wt% and an upper limit of 70 wt%, preferably with a lower limit of 60 wt% and an upper limit of 65 wt%, with respect to the resin fraction, ie solvent resin. Thus, the fraction of dry resin, especially polyamidimide resin can be selected from a range with a lower limit of 20 wt% and an upper limit of 50 wt%, especially a lower limit of 30 wt% and a lower limit. 40% by weight, preferably a lower limit of 35% by weight and an upper limit of 37.5% by weight. In this regard, an applied polymer layer 4 according to the invention may for example have a dry composition of 35 wt% polyamidimide resin, 45 wt% M0S2 and 20 wt% graphite, or a composition. which is calculated from the indicated value ranges for the individual inputs of polymer layer 4.

Caso requerido, para aumento da resistência mecânica, essa camada de polímero 4 pode conter outros aditivos, como por exemplo matrizes de fibras, como por exemplo fibras de aramida, materiais duros, como por exemplo carburetos, óxidos, nitretos. Tais aditivos já são conhecidos do estado atual da técnica para esse tipo de camadas de polímeros 4 para elementos de mancai 1, por exemplo da EP 1 263 914 Al. Assim, é possível por exemplo empregar materiais duros de Cr02, FE3O4, PbO, ZnO, CdO, A1203, Si02, Sn02, SiC, Si3N4, sendo que suas frações se situam nos limites usuais como especificados por exemplo nessa patente EP-A1. É especialmente vantajoso quando para adaptação do valor de fricção são empregadas partículas duras, que já estão contidas na camada de rolamento 3.If required, to increase mechanical strength, such polymer layer 4 may contain other additives, such as fiber matrices, such as aramid fibers, hard materials, such as carbides, oxides, nitrides. Such additives are already known from the state of the art for such type of polymer layers 4 for bearing elements 1, for example from EP 1 263 914 A1. Thus, it is possible for example to employ hard materials of Cr02, FE3O4, PbO, ZnO , CdO, A1203, Si02, Sn02, SiC, Si3N4, and their fractions are within the usual range as specified for example in this EP-A1 patent. It is especially advantageous when adjusting the friction value hard particles are employed which are already contained in the bearing layer 3.

Também é especialmente vantajoso quando uma relação entre as frações de MoS2 e grafite na camada de polímero 4 é selecionada de uma faixa de 1,5:1 até 4,5:1, por exemplo 1.5:1 até 2,5:1.It is also especially advantageous when a ratio between the MoS2 and graphite fractions in polymer layer 4 is selected from a range of 1.5: 1 to 4.5: 1, for example 1.5: 1 to 2.5: 1.

Com a composição de acordo com a invenção para a camada de polímero 4 é possível realizar uma camada de rolamento com boas propriedades de deslizamento e de rolamento de emergência, que possibilita eventualmente até mesmo um rolamento em seco. Esta se caracteriza especialmente requerer pouca manutenção. É possível uma operação que requeira menos lubrificante ou seja isenta de lubrificante. Eventualmente pode ser obtida uma lubrificação por água, o que é especialmente vantajoso quando o elemento antifricção 1 de acordo com a invenção é empregado por exemplo para bombas. Além de uma correspondente redução de peso, também pode ser observada uma menor sensibilidade de compressão nas arestas. 0 elemento de mancai 1 de acordo com a invenção pode, em lugar da execução como meia chumaceira de mancai de deslizamento, como representado na figura 1, também ser empregado de outra maneira, por exemplo, como anel de arranque, bucha corrediça, etc., especialmente para emprego na indústria de motores.With the composition according to the invention for polymer layer 4 it is possible to make a rolling layer with good slip and emergency rolling properties, which possibly even enables a dry rolling. This is especially characterized as requiring little maintenance. Operation requiring less lubricant or lubricant-free is possible. Water lubrication may optionally be obtained, which is especially advantageous when the anti-friction element 1 according to the invention is employed for example for pumps. In addition to a corresponding weight reduction, a lower edge compression sensitivity can also be observed. The bearing element 1 according to the invention may, in place of execution as a half sleeve bearing as shown in Figure 1, also be employed in another way, for example as a starter ring, slide bushing, etc. , especially for employment in the engine industry.

Na Tabela 1 estão compilados exemplos para composições, selecionadas das faixas de acordo com a invenção das frações da resina de poliimida com solvente a ser removido, consistindo de M0S2 bem como grafite para a camada de polímero 4, sendo que naturalmente não devem ser entendidos restritivamente para a invenção, mas sim comprovando esses exemplos apenas o caráter inventivo.Examples for compositions selected from the ranges according to the invention of the solvent-removed polyimide resin fractions consisting of M0S2 as well as graphite for polymer layer 4 are compiled in Table 1, which of course should not be construed restrictively. for the invention, but proving these examples only the inventiveness.

Tabela 1:________________________________________________ Com essa composição foram respectivamente fabricados elementos de mancai 1, consistindo em uma chumaceira de proteção de aço, sobre a qual é aplicado um metal antifricção CuPb22Sn2 e por cima a camada de polímero 4. Nos exames subsequentes verificou-se que com essa composição resultam propriedades muito similares do elemento de mancai 1, de modo que a seguir apenas a título de exemplo essas propriedades podem são discutidas com base em um elemento antifricção 1 com uma camada de polímero 4, contendo 70 % de resina de poliimida, 20 % de MoS2 e 10 % de grafite.Table 1: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ with this composition were respectively manufactured bearing elements 1, consisting of a steel protective bearing, on which is applied a CuPb22Sn2 antifriction metal and above the polymer layer 4. In the subsequent examinations it was found that This composition results in very similar properties of the bearing element 1, so that by way of example only these properties can be discussed on the basis of an antifriction element 1 having a polymer layer 4 containing 70% polyimide resin. % MoS2 and 10% graphite.

Com relação a uma carga limite contra soldagem por fricção de 100 % para esse mancai de acordo com a invenção, em comparação um mancai padrão do estado atual da técnica com um revestimento de PTFE em AISn 40 exibe apenas um valor cerca de 87 % pior sob as mesmas condições de ensaio. A resistência ao desgaste foi medida em um mancai com as mesmas dimensões e as mesmas condições de lubrificação. Verificou-se que a camada de polímero 4 em comparação com uma camada de PTFE alcança um valor cerca de 8 vezes melhor com relação à resistência o desgaste.With respect to a limit load against 100% friction welding for this bearing according to the invention, compared to a standard state-of-the-art bearing with an AISn 40 PTFE coating only exhibits a value about 87% worse under the same test conditions. Wear resistance was measured on a bearing of the same dimensions and lubrication conditions. Polymer layer 4 compared to a PTFE layer has been found to reach about 8 times better with respect to wear resistance.

Em estudos subsequentes, a camada de polímero 4 de acordo com a invenção dessa composição foi aplicada, de um lado, também sobre uma camada de metal antifricção de CuPb22Sn2 ou AlSn25 e então se pôde verificar que a resistência ao desgaste varia dentro de +/- 5 % daquele valor obtido com AlSn40, do que se segue que a camada de polímero 4 de acordo com a invenção pode ser aplicada ao menos sobre todos os metais antifricção usuais, sem que se alterem severamente as destacadas propriedades.In subsequent studies, the polymer layer 4 according to the invention of that composition was applied on one side also to an anti-friction metal layer of CuPb22Sn2 or AlSn25 and thus it was found that the wear resistance varies within +/- 5% of that value obtained with AlSn40, from which it follows that the polymer layer 4 according to the invention can be applied to at least all usual antifriction metals without severely altering the outstanding properties.

Também quanto à corrosão puderam ser obtidos correspondentes melhoramentos.Also regarding corrosion, corresponding improvements could be obtained.

Na figura 2 está registrada a carga limite de corrosão em percentagem contra a fração de grafite bem como a fração de MoS2 respectivamente em percentagem, sendo que para a composição 70 % de resina, 20 % de MoS2 e 10 % de grafite é normatizado o valor 100 %, e os valores respectivamente alcançados podem ser depreendidos da Tabela 2. Desse gráfico se pode verificar muito claramente que a camada de polímero 4 composta de acordo com a invenção, isto é, elementos de mancai 1 com ela providos apresentam valores nitidamente melhores com relação à carga limite de corrosão do que é o caso com correspondentes camadas de poliimida, que são conhecidas do estado atual da técnica.Figure 2 shows the percentage corrosion limit load against the graphite fraction as well as the MoS2 fraction respectively, and for the composition 70% resin, 20% MoS2 and 10% graphite is normalized. 100%, and the values respectively attained can be inferred from Table 2. From this graph it can be seen very clearly that the polymer layer 4 composed according to the invention, i.e. bearing elements 1 provided therewith, show significantly better values with corrosion limit load as is the case with corresponding polyimide layers, which are known from the current state of the art.

Tabela 2: Com relação ao comportamento de autolubrificação, verificou-se que pode ser obtida uma melhoria das propriedades quando são empregadas plaquetas de MoS2, com as dimensões já mencionadas no início. É igualmente vantajoso que o grafite seja empregado com ura tamanho de grão selecionado de uma faixa com um limite inferior de 2 pm e um limite superior de 8 pm.Table 2: Regarding self-lubrication behavior, it was found that an improvement in properties can be obtained when MoS2 platelets are employed, with the dimensions already mentioned at the beginning. It is also advantageous for graphite to be employed with a grain size selected from a range with a lower limit of 2 pm and an upper limit of 8 pm.

Maior melhoria das propriedades, especialmente da resistência ao desgaste relativamente a cavitação bem como a resistência a corrosão, tanto no comportamento de início de funcionamento como também na operação de funcionamento permanente, pode ser obtida quando com a camada de polímero 4 composta de acordo com a invenção é fabricado um elemento de mancai 1, em que essa camada de polímero 4 apresenta um perfil de aspereza com valores para a altura de perfil de aspereza Rz segundo DIN ISO 4287 ou ASME B 46.1 ou valores de aspereza médios aritméticos Ra igualmente segundo DIN ISO 4287 ou ASME B 4 6.1 correspondentes aos valores já especificados ou selecionados das faixas especificadas. A fabricação do elemento de mancai 1 de acordo com a invenção se dá de tal maneira que sobre um corpo de apoio 2 metálico é produzida a camada de metal antifricção 3 com processos conhecidos do estado atual da técnica, como por exemplo laminação, fundição, sinterização, deposição eletrolitica, com auxilio de processo de crepitação. Sobre essa camada antifricção 3 pode ser produzida a camada de polímero 4 de acordo com a invenção, igualmente com processos conhecidos do estado atual da técnica, como por exemplo, processo de pulverização ou processo de espalhamento, sendo que essa camada de polímero finalmente pode ainda ser tratada a quente. Correspondentes pré-tratamentos são igualmente conhecidos do estado atual da técnica, de modo que se dispensa maior explicação nesse particular. A camada de polímero 4 de acordo com a invenção é especialmente apropriada também para equipagem de elementos de mancai 1 para motores, sendo que essa camada de polímero 4 é empregada como camada protetora ou "camada de embalagem", para impedir uma transferência de material do eixo para o metal antifricção ou elemento de mancai 1 e com isso uma microssoldagem, que conduz consequentemente a uma falha do motor. Para se obter ou reforçar esse efeito, também é possível revestir o próprio eixo com a camada de polímero 4. Em geral, portanto, a camada de polímero 4 pode ser empregada como assim chamada camada protetora contra essa microssoldagem, provocada por transferência de material de um componente estrutural montado para um correspondente componente estrutural de mancai.Further improvement of properties, especially wear resistance relative to cavitation as well as corrosion resistance, both in start-up behavior as well as in permanent operation operation, can be obtained when with polymer layer 4 composed according to In this invention a bearing member 1 is manufactured, wherein said polymer layer 4 has a roughness profile with values for the roughness profile height Rz according to DIN ISO 4287 or ASME B 46.1 or arithmetic mean roughness values Ra also according to DIN ISO 4287 or ASME B 4 6.1 corresponding to the already specified or selected values of the specified ranges. The manufacturing of the bearing element 1 according to the invention is such that on a metallic support body 2 the anti-friction metal layer 3 is produced with processes known from the state of the art, such as lamination, casting, sintering. , electrolytic deposition with the aid of crackling process. On this anti-friction layer 3 can be produced the polymer layer 4 according to the invention, also with processes known from the state of the art, such as spraying or spreading process, which polymer layer can finally still be heat treated. Corresponding pretreatments are also known from the current state of the art, so further explanation is unnecessary in this regard. Polymer layer 4 according to the invention is especially suitable also for equipping motor bearing elements 1, which polymer layer 4 is employed as a protective layer or "packaging layer" to prevent material transfer from the shaft for the anti-friction metal or bearing element 1 and thereby a micro weld, which consequently leads to an engine failure. To achieve or reinforce this effect, it is also possible to coat the shaft itself with polymer layer 4. In general, therefore, polymer layer 4 may be employed as so-called protective layer against such microsoldering, caused by transfer of material from a structural member assembled to a corresponding bearing structural member.

Para essa execução de uma camada protetora ou "camada de embalagem" para o transporte de motores já montados com eixo fixo, ao lado da camada de polímero 4 de acordo com a invenção, especialmente apropriada, também podem ser empregadas camadas de polímero à base de politetrafluoretileno, resinas de poliimida, resinas epóxi, resinas fenólicas, poliamida 6, poliamida 66, polioximetileno, silicones, poliariletercetonas, poliarileteretercetonas, difluoretos de polivinilideno, sulfetos de polietileno bem como misturas dos mesmos, sendo que também a esses polímeros podem novamente ser acrescentados aditivos de autolubrificação, como por exemplo M0S2, grafite, BN hexagonal, diversos sulfetos de metal, etc., assim como partículas duras já mencionadas.For such construction of a protective layer or "packaging layer" for transporting motors already mounted with fixed axle, next to the especially suitable polymer layer 4 according to the invention, also polymer based layers may be employed. polytetrafluoroethylene, polyimide resins, epoxy resins, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylene, silicones, polyaryl etherketones, polyvinylidene ketones, polyethylene sulfides as well as mixtures thereof, and these additives may also be added again. self-lubricating, such as M0S2, graphite, hexagonal BN, various metal sulfides, etc., as well as the hard particles already mentioned.

Os exemplos de execução mostram possíveis variantes de execução do elemento de mancai 1, sendo que neste ponto cabe assinalar que a invenção não está restrita às variantes de execução da mesma especialmente apresentadas; antes pelo contrário, são possíveis também diversas combinações das distintas variantes de execução entre si e essa possibilidade de variação, graças ao ensinamento para o concreto tratamento técnico inventivo, está ao alcance da capacidade do técnico familiarizado com essa área técnica. Portanto, também todas as variantes de execução concebíveis, que são possíveis por combinações de distintos detalhes das variantes de execução representadas e descritas, estão incluídas no âmbito de proteção.The exemplary embodiments show possible design variants of the bearing element 1, and it should be noted at this point that the invention is not restricted to the specially presented design embodiments thereof; On the contrary, various combinations of the various execution variants are also possible, and this possibility of variation, thanks to the teaching of concrete inventive technical treatment, is within the skill of the skilled artisan. Therefore, also all conceivable embodiment variants, which are made possible by combinations of different details of the embodiment variants depicted and described, are included in the scope of protection.

Afinal, cabe devidamente alertar para o fato de que, visando melhor compreensão da estrutura do elemento de mancai 1, este ou seus componentes estruturais foram representados parcialmente fora de escala e/ou ampliados e/ou reduzidos.After all, it should be duly warned that, in order to better understand the structure of the bearing element 1, this bearing or its structural components were represented partially out of scale and / or enlarged and / or reduced.

Da descrição pode ser depreendido o objetivo que serve de base às soluções inventivas autônomas.From the description it can be inferred the objective that underlies the autonomous inventive solutions.

RELAÇÃO DE REFERÊNCIAS 1 elemento de mancai 2 corpo de apoio 3 camada de metal antifricção 4 camada de polímero REIVINDICAÇÕESREFERENCES 1 bearing element 2 support body 3 anti-friction metal layer 4 polymer layer

Claims (17)

1. Elemento de mancai (1) com um corpo de apoio (2) metálico, uma camada de metal antifricção (3) disposta acima bem como uma camada de polímero (4) disposta acima desta, sendo que a camada de polímero (4) abrange uma resina de poliimida, dissulfeto de molibdênio (M0S2) e grafite, e sendo que entre as camadas estão dispostas eventualmente outras camadas, como por exemplo, uma folha de ligação, caracterizado pelo fato da fração da resina de poliimida ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 60% e um limite superior de 80%, da fração de M0S2 ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 15% e um limite superior de 25% e da fração de grafite ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 5% e um limite superior de 15%, sendo que a fração da resina de poliimida de preferência se refere à resina de poliimida dissolvida no solvente a ser removido, em que o M0S2 compreende plaquetas de M0S2 com um comprimento médio selecionado de uma faixa com um limite inferior de 10 pm e um limite superior de 40 pm e uma largura média selecionada de uma faixa com um limite inferior de 10 pm e um limite superior de 40 pm e uma altura média selecionada de uma faixa com um limite inferior de 2 nm e um limite superior de 20 nm.1. Bearing element (1) with a metallic support body (2), an anti-friction metal layer (3) arranged above as well as a polymer layer (4) arranged above it, with the polymer layer (4) It comprises a polyimide resin, molybdenum disulfide (M0S2) and graphite, and between the layers there may be arranged other layers, such as a bonding sheet, characterized in that the fraction of the polyimide resin is selected from a range. with a lower limit of 60% and an upper limit of 80%, the M0S2 fraction is selected from a range with a lower limit of 15% and an upper limit of 25% and the graphite fraction is selected from a range with a lower limit of 5% and an upper limit of 15%, with the fraction of the polyimide resin preferably referring to the polyimide resin dissolved in the solvent to be removed, wherein M0S2 comprises M0S2 platelets with a selected average length of a track co m a lower limit of 10 pm and an upper limit of 40 pm and a selected average width of a range with a lower limit of 10 pm and an upper limit of 40 pm and a selected average height of a range with a lower limit of 2 nm and an upper limit of 20 nm. 2. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da resina de poliimida ser uma resina de poliamidimida.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the polyimide resin is a polyamidimide resin. 3. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da fração de M0S2 ser selecionada de uma faixa com um limite inferior de 18,5 % e um limite superior de 21,5 %.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the fraction of M0S2 is selected from a range with a lower limit of 18.5% and an upper limit of 21.5%. 4. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado por ser selecionada uma relação de MoS2 para grafite de uma faixa com um limite inferior de 1,5:1 e um limite superior de 4,5:1.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that a ratio of MoS2 to graphite of a range having a lower limit of 1.5: 1 and an upper limit of 4.5: 1 is selected. 5. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato do grafite estar contido com um tamanho de grão selecionado de uma faixa com um valor inferior de 2 pm e um valor superior de 8 pm.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the graphite is contained with a grain size selected from a range of less than 2 pm and a higher value of 8 pm. 6. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da camada de metal antifricção (3) ser formada por uma liga selecionada de um grupo abrangendo ligas à base de alumínio, ligas à base de estanho, ligas à base de chumbo, ligas à base de cobre, ligas à base de CuPb, ligas à base de AISn, ligas á base de AlZn, AlSi, AISnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi bem como AIBiBearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the anti-friction metal layer (3) is formed of an alloy selected from a group comprising aluminum-based alloys, tin-based alloys, alloys of the lead-based, copper-based alloys, CuPb-based alloys, AISn-based alloys, AlZn-based alloys, AlSi, AISnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi as well as AIBi 7. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da camada de polímero (4) estar disposta diretamente sobre a camada de metal antifricção (3) .Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the polymer layer (4) is disposed directly on the anti-friction metal layer (3). 8. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da camada de metal antifricção (3) estar disposta diretamente sobre o corpo de apoio (2).Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the anti-friction metal layer (3) is disposed directly on the support body (2). 9. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da superfície da camada de polímero (4) apresentar um valor de aspereza médio aritmético Ra segundo DIN EN ISO 4287, selecionado de uma faixa com um limite inferior de 0,2 pm e um limite superior de 1,5 pm.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the surface of the polymer layer (4) has an arithmetic mean roughness value Ra according to DIN EN ISO 4287, selected from a range with a lower limit of 0.2 pm and an upper limit of 1.5 pm. 10. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da superfície da camada de polímero (4) apresentar uma altura de perfil de aspereza máximo Rz segundo DIN EN ISO 4287, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 0,5 pm e um limite superior de 10 pm.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the surface of the polymer layer (4) has a maximum roughness profile height Rz according to DIN EN ISO 4287, selected from a lower limit range. 0.5 pm and an upper limit of 10 pm. 11. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da camada de polímero (4) apresentar uma espessura média, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 1 pm e um limite superior de 40 pm.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the polymer layer (4) has an average thickness selected from a range with a lower limit of 1 pm and an upper limit of 40 pm. 12. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato da camada de polímero (4) apresentar uma dureza segundo Vickers, selecionada de uma faixa com um limite inferior de 20 HV e um limite superior de 45 HV.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that the polymer layer (4) has a Vickers hardness selected from a range with a lower limit of 20 HV and an upper limit of 45 HV. 13. Elemento de mancai (1), de acordo com reivindicação 1, caracterizado por ser configurado como semi-chumaceira de mancai de deslizamento ou anel de arranque ou bucha de mancai.Bearing element (1) according to Claim 1, characterized in that it is configured as a slip-bearing half-bearing or starter ring or bearing sleeve. 14. Motor com um eixo, que está sustentado por pelo menos um elemento de mancai (1) , sendo que o elemento de mancai (1) abrange ao menos um corpo de apoio (2) metálico e uma camada de metal antifricção (3) disposta acima, caracterizado pelo fato de uma camada de polímero (4) estar disposta no elemento de mancai (1) com eixo fixo sobre a camada de metal antifricção (3) e/ou no eixo para impedir a transferência de material do eixo, em que a camada de polímero (4) abrange dissulfeto de molibdênio (M0S2) , em que o MoS2 compreende plaquetas de MoS2 com um comprimento médio selecionado de uma faixa com um limite inferior de 10 pm e um limite superior de 4 0 pm e uma largura média selecionada de uma faixa com um limite inferior de 10 pm e um limite superior de 40 pm e uma altura média selecionada de uma faixa com um limite inferior de 2 nm e um limite superior de 20 nm.14. Single-shaft motor supported by at least one bearing element (1), the bearing element (1) comprising at least one metal bearing body (2) and an anti-friction metal layer (3) above, characterized in that a polymer layer (4) is disposed on the fixed shaft bearing member (1) on the anti-friction metal layer (3) and / or on the shaft to prevent material transfer from the shaft in wherein the polymer layer (4) comprises molybdenum disulfide (MoS2), wherein MoS2 comprises MoS2 platelets of an average length selected from a range with a lower limit of 10 pm and an upper limit of 40 pm and a width average selected from a range with a lower limit of 10 pm and an upper limit of 40 pm and a selected average height of a range with a lower limit of 2 nm and an upper limit of 20 nm. 15. Motor, de acordo com reivindicação 14, caracterizado pelo fato do elemento de mancai (1) ser formado segundo uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ou 13.Motor according to claim 14, characterized in that the bearing element (1) is formed according to one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13 16. Motor, de acordo com reivindicação 14, caracterizado pelo fato da camada de polimero (4) ser formada por um polimero selecionado de um grupo abrangendo politetrafluoretileno, resinas de poliimida, resinas epóxi, resinas fenólicas, poliamida 6, poliamida 66, polioximetileno, silicones, poliariletercetonas, poarileteretercetonas, difluoretos de polivinilideno, sulfetos de polietileno.Motor according to claim 14, characterized in that the polymer layer (4) is formed from a polymer selected from a group comprising polytetrafluoroethylene, polyimide resins, epoxy resins, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylene, silicones, polyaryethylketones, polyethyletherketones, polyvinylidene difluorides, polyethylene sulfides. 17. Motor, de acordo com reivindicação 16, caracterizado pelo fato da camada de polimero (4) contar ao menos um aditivo redutor de fricção, como por exemplo, MoS2, grafite, BN, WS2, PTFE, Pb.Motor according to claim 16, characterized in that the polymer layer (4) contains at least one friction reducing additive such as MoS2, graphite, BN, WS2, PTFE, Pb.