CN112639316A - 滑动轴承元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滑动轴承元件(1)，所述滑动轴承元件包括具有径向内表面的第一层(2)，其中，在所述第一层(2)的径向内表面上设置有测量装置(3)，所述测量装置按给出的顺序具有第一电绝缘层(5)、传感器层(6)和第二电绝缘层(7)，其中，在所述第二电绝缘层(7)上设置有滑动层(4)。

Description

滑动轴承元件

技术领域

本发明涉及一种滑动轴承元件，所述滑动轴承元件包括具有径向内表面的第一层，其中，在所述第一层的径向内表面上设置有测量装置，所述测量装置按给出的顺序具有第一电绝缘层、传感器层和第二电绝缘层。

本发明还涉及一种滑动轴承，所述滑动轴承包括带有径向内表面的轴承容纳部和至少一个滑动轴承元件，所述至少一个滑动轴承元件贴靠在所述轴承容纳部的径向内表面上地设置。

此外，本发明涉及一种用于制造滑动轴承元件的方法，根据所述方法，在第一层的径向内表面上构造测量装置，为此，将第一电绝缘层、传感器层和第二电绝缘层按给出的顺序进行沉积。

背景技术

近几年来，对滑动轴承进行基于传感器的监测变得越来越重要。除间接测量滑动轴承参数之外，将传感器设置在润滑间隙中或紧邻于润滑间隙也越来越多地处于研发前沿中。在此有问题的不仅是传感装置的环境条件而且是滑动轴承自身特有的机械构造、例如旋转部件的存在。例如参阅AT 408 900 B，从中已知一种用于监测滑动轴承的装置，所述滑动轴承具有张紧在支撑体中的轴瓦，所述装置具有至少一个设置在轴瓦区域中的用于与温度有关的测量信号的探测器和具有用于所述测量信号的分析电路。所述探测器构成为用于沿所述轴瓦的周向方向起作用的压力的或用于在轴瓦与支撑体之间的径向压力的压力探测器。

由US 2016/0208849 A1已知一种滑动轴承和一种用于制造所述滑动轴承的方法。所述滑动轴承具有金属基底、在所述金属基底上的第一电绝缘层、在所述电绝缘层上的电子元件和第二电绝缘层。所述两个电绝缘层构成为减摩漆层。

发明内容

本发明所基于的目的是，在应用特性方面改善具有用于检测运行参数的传感器的滑动轴承元件。

在开头所述的滑动轴承元件中通过如下方式实现所述目的：在所述第二电绝缘层上设置有滑动层。

此外，在开头所述滑动轴承中通过如下方式实现所述目的：所述至少一个滑动轴承元件根据本发明地构成。

此外，利用开头所述方法来实现本发明的所述目的，根据所述方法，在所述第二电绝缘层上设置滑动层。

在此有利的是，通过附加地设置滑动层可以更好地保护测量装置以防旋转的轴的影响。此外，以此可以提供一种滑动轴承元件，尽管所述滑动轴承元件配备有测量传感装置，但所述滑动轴承元件在摩擦特性方面可与目前已知的滑动轴承元件相比拟。基于滑动轴承元件的所选择的构造结构，对于滑动层而言也可以使用金属层。

根据本发明的一种优选的实施变型方案可以规定，所述滑动层是借助于PVD方法沉积的层、特别是喷溅层。这些层具有如下优点：所述层无须采取另外的保护措施，可以直接施加到测量装置、亦即第二电绝缘层上。此外，这种滑动层具有非常好的摩擦特性、特别是在耐久性方面，由此，滑动轴承元件整体上可以具有更好的特性并且也可以更好地保护测量装置以防不利的机械影响。

而根据本发明的另一种实施变型方案也可以规定，所述滑动层是减摩漆层。所述减摩漆层也与PVD层一样可以简单地涂覆、亦即无须为测量装置采取另外的保护措施。在此也有利的是，可以更简单地补偿在测量装置的表面(滑动层涂覆在所述表面上)中的不平整。

根据本发明的另一种实施变型方案可以规定，在所述滑动层上设置有磨合层、特别是由减摩漆组成的磨合层。通过所述磨合层实现滑动配合件表面的更迅速的匹配，由此，滑动轴承元件更迅速地承受一般运行负荷。因此可以更好地避免测量装置的无规律的或意外的超负荷，从而测量装置也更加迅速地承受一般运行负荷。

根据本发明的另一种实施变型方案，所述第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一个绝缘层可以由Al2O3和/或SiO2形成。与其他电绝缘材料相比，这种氧化物除了具有好的抗氧化性外还具有好的温度稳定性和相对高的抗磨性，由此测量装置可以承受更高的负载。

还有利的是，所述第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一个绝缘层具有在2μm至8μm之间的层厚。通过(脆性的)绝缘层的这种相对薄的实施方式可以更好地避免层的脱落。

根据本发明的另一种实施变型方案可以规定，所述传感器层由铬或铬镍合金形成。以此可以改善在绝缘层与传感器层之间的附着，由此测量装置整体上可以无脱落风险地承受更高的载荷。此外，以此可以由于传感器材料对测量温度的影响保持得低。

出于对于所述各绝缘层中的至少一个绝缘层的厚度而提及的原因，根据本发明的另一种实施变型方案可以规定，所述传感器层具有在0.1μm至4μm之间的层厚。

优选地，根据本发明的另一种实施变型方案规定，所述传感器层至少设置在滑动层的受负荷最强烈的区域中，以便以此可以尽可能提早地识别滑动轴承元件的损坏。同时测量装置以此承受相对高的压力，所述压力同样抵抗测量装置的各层的脱落。

为了将所述传感器层与另外的电子元件更简单地触点接通，根据本发明的一种实施变型方案可以规定，在径向最外层上设置有电触点，所述电触点与所述传感器层导电连接。在此，根据本发明的一种实施变型方案，所述滑动轴承本身可以在所述轴承容纳部的径向内表面上具有电触点，从而通过将滑动轴承元件置入到所述轴承容纳部中就已自动建立所述滑动轴承元件的测量装置的触点接通。

根据本发明的另一种实施变型方案可以规定，所述传感器层与数据传输装置连接，其中，所述数据传输装置构造成用于无线的数据传输。通过避免有线的数据传输，可以更简单地向其他***进行数据传输，例如在车间中或在机动车中的其他***。

为了提高测量装置的自给自足可以规定，所述传感器层与能量产生装置连接。以此也可以更好地预防由于能量不足而导致的测量装置的失效。

根据本发明的另一种实施变型方案，所述传感器层可以与测量电桥(四线测量)连接，以便以此可以更好地抑制由于连接电阻或导线电阻而导致的测量信号的干扰。

此外，根据本发明的另一种实施变型方案可以规定，所述传感器层具有用于在测量时进行温度补偿的导体回线，由此可以改善测量值精度。

为了改善用于确定滑动轴承元件的运行参数的布置结构的紧凑性，根据本发明的一种实施变型方案可以规定，在径向的滑动轴承元件端面上构造有凹部，在所述凹部中设置有遥测装置。

但也可以规定，根据本发明的另一种实施变型方案，所述遥测装置设置在所述轴承容纳部上或至少部分地设置在所述轴承容纳部中。

优选地，根据所述方法的一种实施变型方案，整面地沉积并随后结构化所述传感器层，因为以此可以更简单地且更快速地实施测量装置的制造。以此所述滑动轴承元件可以更经济地构造且因此设计为具有更好的客户接受度。为了结构化，根据一种实施变型方案可以为此使用激光和/或至少一个掩模，由此一方面可以大规模地批量地进行制造。此外，可以通过使用激光来简单地进行滑动轴承元件的单件制造或小批量制造。

本发明的另一种实施变型方案规定，借助于反应溅射法来制造所述测量装置的各层中的至少一层，由此可以简单地改变和影响层构成。

附图说明

为了对本发明的更好的理解，借助以下附图更详细地阐述本发明。图中分别以简化的示意图：

图1以侧视图示出滑动轴承元件；

图2以对传感器层的俯视图示出滑动轴承元件；

图3以具有部分地去除的层的斜视图示出滑动轴承元件；

图4以斜视图示出轴承容纳部；

图5示出滑动轴承的局部；

图6示出根据图5的滑动轴承的局部的细节；

图7示出滑动轴承布置结构的另一种实施变型方案的细节；

图8示出连杆；

图9示出滑动轴承元件的局部；

具体实施方式

首先要说明的是，在不同地说明的实施方式中，相同部件设有相同附图标记或相同构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以按意义适用于具有相同附图标记或相同构件名称的部件。在说明书中选择的位置说明，例如上、下、侧面等等也针对直接说明以及描述的附图，并且这些位置说明在位置改变时按意义转用到新位置上。

图1示出以多层滑动轴承的形式的滑动轴承元件1。滑动轴承元件1构成为半轴瓦，即覆盖180°的角度范围。

示出一种五层式的变型方案，其由第一层2、测量装置3和滑动层4组成，所述第一层在本实施变型方案中形成滑动轴承元件的支撑层，所述测量装置直接设置在第一层2上、亦即在层2的径向内表面上，所述滑动层直接设置在所述测量装置3上。测量装置3至少由三层组成，即，直接贴靠在滑动轴承元件1的第一层2上的第一电绝缘层5、直接贴靠在第一电绝缘层5上的传感器层6和直接贴靠在传感器层6上的第二电绝缘层7。

尽管测量装置3的三层式的实施方式是优选的，但所述测量装置也可以具有多于三层。如此，例如所述两个电绝缘层5、7中的至少一个电绝缘层可以由彼此重叠地设置的多个子层组成，所述多个子层也可以不同地构成。此外，传感器层6也可以由彼此重叠地设置的多个子层组成，所述多个子层也可以不同地构成。

但滑动轴承元件1也可以具有另外的层。例如，滑动轴承元件1也可以具有轴承金属层8，所述轴承金属层设置在测量装置3与滑动轴承元件的支撑层之间。在这种情况下，轴承金属层8形成前述的第一层2，从而对滑动轴承元件1的本实施变型方案而言，在本说明书中的用于第一层2的各实施方式因此都能应用到轴承金属层8上。

此外，滑动轴承元件1可以还具有另外的层、例如在轴承金属层8与支撑层之间具有黏结剂层和/或扩散阻挡层或者在滑动层4上有磨合层。在支撑层的背侧上也可以设置有抗微动磨损层(Antifrettingschicht)。

虽然滑动轴承元件1作为半轴瓦示出，但在本发明的范畴内所述滑动轴承元件也可以不同地实施、例如实施为轴套。一般而言，覆盖不同于180°的角度范围的滑动轴承元件1是可行的。

支撑层由如下材料组成：所述材料给滑动轴承元件1赋予所需的结构刚度，所述支撑层例如由黄铜或青铜组成。而在滑动轴承元件1的优选的实施变型方案中，所述支撑层由钢组成。如果滑动轴承元件1实施为直接覆层、例如轴承容纳部的径向内表面的直接覆层或轴的周面的直接覆层，则通过直接覆层的构件的材料形成支撑层。此外在这种情况下，支撑层不应看作是该术语严格意义上的常规的层。就本发明而言，术语“支撑层”也包括这种实施方式。

可以使用各种合金作为轴承金属层8。对此的实例是铝基轴承材料，例如AlSn6CuNi、AlSn20Cu、AlSi4Cd、AlCd3CuNi、AlSi11Cu、AlSn6Cu、AlSn40、AlSn25CuMn、AlSi11CuMgNi、AlZn4Si。轴承金属层8例如可以由CuPb4Sn4Zn4、CuPb5Sn5Zn5、CuPb7Sn7Zn4、CuPb9Sn5、CuPb10Sn10、CuPb15Sn7、CuPb22Sn2、CuPb20Sn4、CuPb22Sn8、CuPb24Sn2、CuPb24Sn、CuPb24Sn4、CuSn5Zn、CuAl10Ni、CuSn10形成。列出的所有合金变体的成分说明中的公差范围为直至5个百分点。

轴承金属层8可以利用常规的、由滑动轴承技术已知的方法来沉积或设置在支撑层上。例如，可以通过轧制轴承金属层88来制造由支撑层和轴承-金属层8构成的双金属结构。轴承金属层8也可以浇注到支撑层上。必要时，这种双金属结构以成型和/或切削的方式加工。

滑动层4可以由常规的、在对此的滑动轴承技术中已知的材料组成。滑动层4例如可以由电镀沉积的材料组成。

不过在优选的实施变型方案中，滑动层4是借助于PVD方法沉积的层。特别优选地，滑动层是喷溅层、特别是根据阴极溅射方法制造的。为此，可以在工艺气体、例如由氩气组成的或包括氩气的工艺气体中进行滑动层4的沉积。

滑动层4可以由锌基合金或具有基元素铝的合金(例如AlSn20Cu1、Al-Bi15Cu1Ni1)，或由具有铜作为基元素的合金(例如CuPb27、CuPb25Sn3、CuPb25Ni3)，或由银或具有银作为基元素的合金(例如AgCu5)组成或包括所述成分。

为了借助于溅射法进行沉积，可以应用如下参数：

在其上沉积滑动层4的滑动轴承元件坯件的电压：-150V至0V

工艺气体：氩气

工艺气体-气压：3x10-4至6x10-3 mbar

温度：80至160℃

在靶上的电压：-450V至-800V

覆层速率：0.1μm/分钟至5μm/分钟

已知在溅射中工艺气体原子朝靶加速并从所述靶中撞击出要沉积的金属原子，所述金属原子后续朝滑动轴承元件坯件加速并沉积到所述滑动轴承元件坯件的表面上，从而构造滑动层4。因为这种方法本身在原理上已知，故对此进一步的细节参阅有关的现有技术。

借助于PVD工艺(气相沉积)进行沉积是优选的，因为其在热力学平衡之外进行，从而可以阻止颗粒扩散和沉积物凝结。

但也可以利用电子束蒸发方法来制造滑动层4。

根据滑动轴承元件1的另一种实施变型方案可以规定，滑动层4是减摩漆层、亦即由减摩漆制造的聚合物层，例如通过喷洒、刷涂或浸渍(auftauchen)减摩漆并随后使所述减摩漆干燥成为聚合物层。

作为减摩漆，原理上可以使用所有合适的、具有足够的耐磨刚度和足够的滑动性的减摩漆。例如可以使用PTFE基的减摩漆。

而优选使用基于聚酰胺、特别是基于聚酰胺酰亚胺的减摩漆，所述减摩漆包含至少一种固体润滑剂、例如MoS2、石墨、六方BN等。进一步优选的是，所述减摩漆不仅包含MoS2而且包含石墨作为固体润滑剂。

根据所述聚合物层的所有成分相加的总和达100重量％的标准，在将减摩漆施加到测量装置3之后由所述减摩漆形成的聚合物层可以具有20重量％至45重量％的聚酰胺酰亚胺、30重量％至55重量％的MoS2和10重量％至25重量％的石墨。

为了提高机械刚度，所述聚合物层可以包含总份额中最高为10重量％的另外的添加物，例如纤维、硬质材料，如碳化物、氧化物、氮化物，例如CrO2、Fe3O4、ZnO、Al2O3、SiO2、SiC、Si3N4等。

所述聚合物层可以具有从1μm至40μm、特别是3μm至30μm的范围选取的层厚。

有利地，所述聚合物层具有从20HV(0.01)至45HV(0.01)的范围选取的维氏硬度。

如先前已经解释的，在滑动层4上、亦即在所述滑动层的径向内表面上也可以设置有磨合层。在这种实施变型方案中，滑动层4优选实施为PVD层、特别是喷溅层，并且所述磨合层实施为由减摩漆制成的聚合物层。在对此的材料方面参见前述各实施方式。

根据一种优选的实施变型方案，所述第一电绝缘层5和/或第二电绝缘层7包括Al2O3和/或SiO2或者由Al2O3和/或SiO2组成。在优选的实施变型方案中，不仅第一电绝缘层5而且第二电绝缘层7包括Al2O3和/或SiO2或由Al2O3和/或SiO2组成。

但所述第一绝缘层5和/或第二电绝缘层7也可以由其他的电绝缘材料组成、例如ZrO2。

出于前述原因，优选所述第一电绝缘层5和/或第二电绝缘层7(特别优选两个电绝缘层5、7)具有从2μm至8μm的范围、特别是从3μm至5μm的范围选取的层厚9。

根据另一种优选的实施变型方案，所述传感器层6包括铬或铬镍合金或由铬或铬镍合金组成。铬镍合金特别是可以具有在15重量％至25重量％之间的铬份额。镍形成到100重量％的剩余份额。例如，铬镍合金可以具有20重量％的铬和80重量％的镍。

但传感器层6也可以由其他导电材料组成或包括其他导电材料、例如银、铂、铜基材料、如CuNiMn。

出于前述原因，传感器层6优选具有从0.1μm至4μm的范围、特别是从0.2μm至2μm的范围选取的层厚10。

利用测量装置3、特别是利用传感器层6能够检测在滑动轴承元件1的运行中的至少一个运行参数、特别是如在装备有滑动轴承元件1的滑动轴承的润滑剂间隙中的温度和/或压力。为此可以检测电导率的改变。

为了采集测量值，传感器层6可以相应地结构化，如图2中示例性地示出的。为了更好地示出这种结构化，图2中已略去对第二电绝缘层7和滑动层4的表示(二者都在图1中示出)

而要指出的是，在图2中具体地示出的导体电路11的布置结构仅是示例性的，并且不具有限制性。根据要测量的参数，传感器层6的其他的形貌结构也是可行的。

为了制造导体电路11，在本方法的优选的实施变型方案中，在已经沉积在第一层2的径向内表面上之后，首先沉积第一电绝缘层5。所述第一电绝缘层优选沉积在第一层2的整个径向内表面上，但也可以仅沉积在如下一个或多个位置上：在制成的滑动轴承元件1中在所述位置上设置有传感器层6。

然后将传感器层6沉积到所述第一电绝缘层5上。所述传感器层6又优选整面地沉积在第一电绝缘层5的整个径向内表面上。但所述传感器层也可以(同样优选整面地沉积)仅沉积在如下一个或多个位置上：在制成的滑动轴承元件1中传感器层6设置在所述位置上。

在沉积传感器层6之后，为了构成导体电路11结构化所述传感器层。在此，又将传感器层6的其中未设置有导体电路11的区域去除。以此，从最初优选整面的传感器层6变为仅设置在第一电绝缘层5的个别区域中的传感器层6。

要指出的是，仅去除传感器6在导体电路11附近的区域中的各区域是足够的。传感器6的其中未设置有导体电路的各区域(即例如在图2的实施例中沿周向指向的端面12的区域中)必要时可以保留最初沉积的传感器层6不作处理。

然后，将第二电绝缘层7在结构化的传感器层6的径向内表面上沉积到所述结构化的传感器层上，并且将滑动层4沉积到所述第二电绝缘层的径向内表面上。以此产生具有至少一个集成的薄层传感器的滑动轴承元件1。

第一电绝缘层5和/或第二电绝缘层7和/或传感器层6的沉积优选借助于PVD(Physical Vapour Depsoition，物理气相沉积)方法、特别是利用溅射法、优选借助于磁控溅射技术来进行。此外，在本方法的优选的实施变型方案中使用平面磁控管、亦即具有平面靶的磁控管。

特别优选地，不仅第一电绝缘层5和第二电绝缘层7而且传感器层6利用这种方法制造。

为了沉积各层，在此可以应用如下参数：

传感器层6：

在滑动轴承元件坯件上的电压：-150V至0V

工艺混合气体：氩气、氧气

工艺气体-气压：3x10-4mbar至6x10-3 mbar

温度：100℃至160℃

在靶上的电压：-450V至-800V

覆层速率：0.1μm/分钟至2μm/分钟

绝缘层5、7：

在滑动轴承元件坯件上的电压：-120V至0V

工艺混合气体：氩气、氧气

工艺气体-气压：3x10-4mbar至6x10-3 mbar

氩气与氧气的体积混合比例>＝1.5：1

温度：100℃至160℃

在靶上的电压：-350V至-700V

覆层速率：0.1μm/分钟至1.5μm/分钟

可以规定，在各个层之间的过渡部突变地构成或所述各个层逐渐地彼此过渡。例如，从第二绝缘层7到滑动层4的过渡部从Al2O3出发经由AlxOy(x:y>2:3)经由Al经由AlSnx(x<20)到AlSn20Cu地构成。备选或附加于此，从第一绝缘层5出发到传感器层6可以是如下层顺序：Al2O3->AlxOy(x:y>2:3)->Al->传感器层的材料。从第二绝缘层7到滑动层4的过渡部的层厚可以在0.05μm至1.5μm之间。从第一绝缘层5到传感器层6的过渡部的层厚可以在0.001μm至0.1μm之间。

在此，根据本方法的另一种实施变型方案可行的是，借助于反应溅射法来制造第一第二电绝缘层5和第二电绝缘层7和传感器层6中的至少之一(优选第一电绝缘层5和第二电绝缘层7)。在此，所述至少一个层由在溅射室(在所述溅射室中进行覆层)中的来自靶的原子和由来自气体环境的原子制造。为此使用反应气体。但备选地，所述反应气体也可以从相应地构成的靶中产生，所述靶例如可以释放氧气。反应气体或其电离的成分与靶材料或从中产生的原子起化学反应。然后，产生的化合物沉积在所使用的滑动轴承元件坯件上。以这种方式，可以例如在反应溅射中在氧等离子体中由铝制造Al2O3。如果反应在靶处进行，则因此溅射反应产物。

可以应用前述参数来反应溅射各层。

但除了所提及的沉积方法外，也可以至少为所述层中的个别层应用其他的合适的沉积方法，例如湿化学沉积方法(例如电镀方法)，或借助于电子束蒸发方法的沉积。此外，存在掩模蒸发或掩模喷溅的可行方案。

根据本方法的一种实施变型方案，借助于能量辐射来进行传感器层6的结构化，优选利用激光和/或在使用至少一个掩模的情况下进行。对此，作为激光特别是使用超短脉冲激光、优选所谓的飞秒激光。在此有利的是，精确且无残留地去除最少的材料量，而不会通过热传递显著影响基底。

为了借助于激光来进行传感器层6的结构化，可以应用如下参数：

脉冲持续时间：ps/fs范围

脉冲能量：1μJ至100μJ

脉冲重复频率1kHz至800MHz

波长在1μm范围内，因为商购可得。

聚焦约10μm至100μm(＝加工分辨率)

优选聚焦的辐射、但也可设想以成像的方式或利用射束整形组件工作。

如果有必要，附加的掩模(例如由金属制成)可以与激光一起使用，利用所述掩模遮盖不应去除的表面区域以防激光的影响。

但传感器层6的结构化也可以利用其他的方法、必要时还在使用掩模的情况下进行，例如借助于湿化学刻蚀法或通过干刻蚀法，例如利用氩离子或利用等离子活化气体轰击要结构化的表面。

根据滑动轴承元件1的一种实施变型方案，测量装置3设置在滑动层4的受负荷最强烈的区域中、亦即沿径向方向在所述区域之上。在此，滑动层4的受负荷最强烈的区域在连杆轴承中是上滑动轴承元件1，并且在所谓的主轴承中是下滑动轴承元件1。

为了将传感器层6与另外的电气或电子元件触点接通，可以规定，导体电路11引导到滑动轴承元件1的轴向端面13(亦即沿轴向方向观察的端面13)的区域中，并且在所述轴向端面13上构造有触点位置，所述触点位置可以与对应触点位置导电地连接。

根据滑动轴承元件1的另一种实施变型方案也可以规定，在滑动轴承元件1的径向最外层、例如支撑层14上设置有电触点15，所述电触点与传感器层6导电地连接，如图3中所示的。在此，图3示出滑动轴承元件1，所述滑动轴承元件具有径向外部的支撑层14、设置在所述支撑层上的轴承金属层8、设置在所述轴承金属层上的第一电绝缘层5、设置在所述第一电绝缘层上的传感器层6、设置在所述传感器层上的第二电绝缘层7和设置在所述第二电绝缘层上的滑动层4，其中，各个层已部分地去除以便更好地示出层结构。

在本实施变型方案中，径向最外层是已经在图1的描述中提及的支撑层14。但在其他的层结构中也可以由其他层形成所述径向最外层。

为了将传感器层6与电触点连接可以设置有穿过滑动轴承元件1的径向设置在传感器层6之上的各层的穿通部16、特别是孔，所述穿通部以可导电的材料、例如铜或传感器层6的材料填充或者这种材料设置在所述穿通部中。

根据滑动轴承的另一种实施变型方案，这种触点15的对应位置可以设置在轴承容纳部17上，如图4中所示的。该附图示出滑动轴承的一部分、即轴承盖，所述轴承盖形成轴承容纳部17。轴承盖可以例如是连杆的部分。在轴承容纳部17的径向内表面18上贴靠地设置所述至少一个滑动轴承元件1(必要时具有支撑部)，如已知的那样。在所述径向内表面18上设置有电触点19，一方面滑动轴承元件1的触点15(图3)贴靠到所述电触点上，并且另一方面所述电触点与另外的电气或电子元件导电地连接。

在轴承容纳部17上的电触点19一般定位为，使得滑动轴承元件1的电触点15通过将所述滑动轴承元件安装到轴承容纳部17中而贴靠在轴承容纳部的所述电触点19上。在轴承容纳部17的在图4中示出的实施变型方案中，电触点19因此连接到到轴承盖的分离面20上地设置，从而根据图4，可以使所述电触点与滑动轴承元件1的电触点15导电地连接。

尽管之前已解释过，电触点15可以设置在端面12(图2)的区域中，但一般来说可以将所述电触点设置在轴承背部、亦即滑动轴承元件1的外周面上。轴承容纳部17的电触点19相应地以不同方式定位在轴承容纳部17的表面18上。

在这里指出，在图1至图8中示出滑动轴承元件1的不同的实施变型方案，其中，相同部件设有相同附图标记或相同构件名称。为了避免不必要的重复，参考各个(其他)附图的详细描述。

根据滑动轴承元件1的在图5和图6中示出的另一种实施变型方案可以规定，传感器层6与能量产生装置21连接。借助于所述能量产生装置21能够自给自足地给至少一个传感器、亦即传感器层21供给电能，从而因此不需要为此将滑动轴承元件1有线地1向外部连接。

在滑动轴承的所示出的实施例中，所述至少一个能量产生装置21(也可以设置有多于一个能量产生装置21)设置在所述至少一个滑动轴承元件1中或上、例如在滑动轴承元件1中的留空部22中，如由示出根据图5的滑动轴承的细节的图6可见的。而要指出的是，能量产生装置21的这种具体示出的布置结构不具有限制性，而是仅用于阐述本发明。也可以在构造上不一样地实现所述布置结构。

所述能量产生装置21具有至少一个压电元件23，所述压电元件在图6中示出。根据需要的能量的量也可以在滑动轴承布置结构1中设置多于一个压电元件23，以用于产生电能，所述压电元件例如以压电元件组的形式。

所述至少一个压电元件23也可以实施为多层-叠组、亦即具有多个彼此重叠地设置的压电元件的多层压电元件23。

压电元件23可以具有任意横截面形状、例如圆形的或四角形的、例如方形的。

压电元件23可以通过压力预紧地设置。为此，压条24可以平放地设置在压电元件23上，如图6中所示。压条24可以经由两个螺钉固定。

备选地可以规定，如图7所示，在压电元件23之上设置有调节螺钉26，利用对所述调节螺钉的调节可以改变作用到压电元件23上的压力。

原则上，所述至少一个压电元件23也可以不同地、例如借助于弹性元件等被预紧压力。

优选地，所述至少一个压电元件23不通过预紧而扭转、亦即压电元件23的两个端面(上和下端面)不会通过预紧而沿着穿过压电元件23的纵向中轴线相对于彼此扭转。

在所描述的对预紧的布置结构中，压电元件23独立地设置在滑动轴承元件1上或中，如从图6可见的。而也存在如下可行方案：将压电元件23设置在留空部中，所述留空部在横截面的尺寸和形状方面与压电元件23的横截面相符合，从而所述压电元件可以被推入到留空部中并且也仍可以被侧向地支撑或被引导到所述留空部中。

出于完整性考虑要指出，省略对压电元件的作用方式的描述，因为其在文献中详尽地描述且对于技术人员而言也已知。

所述至少一个压电元件8可以在如下压力下预紧，所述压力从5Mpa至50Mpa、特别是从5Mpa至30Mpa的范围选取。

所述至少一个压电元件23可以例如由铅-锆酸盐-钛酸盐(PTZ)或钛酸钡组成。但也可以使用其他的压电的材料。

能量产生装置21也可以由其他元件形成，例如感应式能量产生装置21或利用赛贝克效应的能量产生装置21。

此外，根据滑动轴承元件1的另一种实施变型方案可行的是，传感器层6与数据传输装置27连接，所述数据传输装置设置在滑动轴承元件1中或上，如图5中也示意性地示出的。优选地，数据传输装置27构造为用于无线的数据传输，例如经由蓝牙和/或Zygbee和/或Wlan和/或LoWPAN和/或紫蜂(ZigBee)和/或ANT/ANT等。必要时，数据传输装置27也可以由能量产生装置21供给电能。

出于前述原因，优选应用四线测量法、例如以惠斯通电桥的形式。但也可以使用其他的方法、例如恒定电流法。

为了能够补偿与测量结果本身无关联的对测量的温度影响，根据另一种实施变型方案存在如下可行方案：传感器层6具有附加的用于在测量期间进行温度补偿的导体回线28，如从图3可看出的。

图9示出滑动轴承的以连杆的形式的实施方式。所述连杆具有连杆体29，所述连杆体是连杆大头的一部分并且因此形成轴承容纳部17的一部分。在连杆体上和/或至少部分地在连杆体中和/或在轴承容纳部17上和/或至少部分地在轴承容纳部中可以设置有遥测装置或遥测装置的组成部分、例如数据传输装置27、能量产生装置21、微处理器30、模-数转换器31等。

但也可行的是，根据滑动轴承元件1的另一种实施变型方案规定，在滑动轴承元件1的径向的端面12上构成至少一个凹部32，所述凹部从该处延伸到轴承背部中，如从图9可看出的。在所述凹部32中可以设置有遥测装置的至少一部分、例如微处理器30(图8)。

各实施例示出可行的实施变型方案，其中，在这一点上要注意的是，各个实施变型方案彼此的各种组合也是可行的。

最后要指出的是，为了更好地理解滑动轴承元件1或滑动轴承的构造，其并不一定按比例示出。

附图标记列表

1 滑动轴承元件

2 层

3 测量装置

4 滑动层

5 绝缘层

6 传感器层

7 绝缘层

8 轴承金属层

9 层厚

10 层厚

11 导体电路

12 端面

13 端面

14 支撑层

15 触点

16 穿通部

17 轴承容纳部

18 表面

19 触点

20 分离面

21 能量产生装置

22 留空部

23 压电元件

24 压条

25 螺钉

26 调节螺钉

27 数据传输装置

28 导体回线

29 连杆体

30 模-数转换器

31 微处理器

32 凹部

Claims (22)

1.滑动轴承元件(1)，所述滑动轴承元件包括具有径向内表面的第一层(2)，其中，在所述第一层(2)的径向内表面上设置有测量装置(3)，所述测量装置按给出的顺序具有第一电绝缘层(5)、传感器层(6)和第二电绝缘层(7)，其特征在于，在所述第二电绝缘层(7)上设置有滑动层(4)。

2.根据权利要求1所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述滑动层(4)是借助于PVD方法沉积的层、特别是喷溅层。

3.根据权利要求1所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述滑动层(4)是减摩漆层。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，在所述滑动层(4)上设置有磨合层。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层(5、7)中的至少一个绝缘层由Al2O3和/或SiO2形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层(5、7)中的至少一个绝缘层具有在2μm至8μm之间的层厚(9)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)由铬或铬镍合金形成。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)具有在0.1μm至4μm之间的层厚(10)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)至少设置在滑动层(4)的受负荷最强烈的区域中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，在径向最外层上设置有电触点(15)，所述电触点与所述传感器层(6)导电地连接。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)与数据传输装置(27)连接，其中，所述数据传输装置(27)构造成用于无线的数据传输。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)与能量产生装置(21)连接。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)与测量电桥连接。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，所述传感器层(6)具有用于在测量时进行温度补偿的导体回线(28)。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的滑动轴承元件(1)，其特征在于，在径向的端面(12)上构造有凹部(32)，在所述凹部中设置有遥测装置。

16.滑动轴承，所述滑动轴承包括带有径向内表面(18)的轴承容纳部(17)和至少一个滑动轴承元件(1)，所述至少一个滑动轴承元件贴靠在所述轴承容纳部(17)的径向内表面(18)上地设置，其特征在于，所述至少一个滑动轴承元件(1)由根据权利要求1至15中任一项所述的滑动轴承元件(1)形成。

17.根据权利要求16所述的滑动轴承，其特征在于，在所述轴承容纳部(17)的径向内表面(18)上设置有电触点(19)。

18.根据权利要求16或17所述的滑动轴承，其特征在于，在所述轴承容纳部(17)上或至少部分地在所述轴承容纳部中设置有遥测装置。

19.用于制造滑动轴承元件(1)的方法，根据所述方法，在第一层(2)的径向内表面上构造测量装置(3)，为此将第一电绝缘层(5)、传感器层(6)和第二电绝缘层(7)按给出的顺序进行沉积，其特征在于，在所述第二电绝缘层(7)上设置滑动层(4)。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，整面地沉积并随后结构化所述传感器层(6)。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，利用激光、特别是超短脉冲激光和/或在使用至少一个掩模的情况下来实施所述结构化。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，借助于反应溅射法来制造所述测量装置(3)的各层中的至少一层。

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