DE102005042826A1 - Bearing element with first rigid body having an elastically deformable layer, which can be known elastomer, includes second rigid body on contact surface coating containing coefficient of friction decreasing nano particles and/or binder - Google Patents

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Abstract

Bearing element (1) with a first rigid body (2) having an elastically deformable layer (3), which can be a known elastomer and which carries a second rigid layer (5) on a contact surface (4) where the two rigid layer can move relative to each other. The contact surface (4) has a surface coating (6) containing coefficient of friction decreasing nano particles and/or a coefficient of friction decreasing organic and/or inorganic binder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lagerelement mit einem ersten Starrkörper, der seinerseits eine elastisch verformbare Schicht aufweist und sich über dieselbe auf einer Kontaktfläche eines zweiten Starrkörpers abstützt, wobei die beiden Starrkörper relativ zueinander bewegbar sind.The The invention relates to a bearing element with a first rigid body, the in turn has an elastically deformable layer and on the same on a contact surface a second rigid body supported, being the two rigid bodies are movable relative to each other.

Derartige Lagerelemente sind seit langem in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Durch Reibung zwischen Starrkörpern mit Oberflächen relativ hohen Reibwertes und den relativ dazu bewegten elastisch verformbaren Schichten können jedoch störende Geräusche und ein erhöhter Verschleiß auf Seiten der elastisch verformbaren Schicht auftreten. Des Weiteren kann sich nach längerem Betrieb eines solchen Lagerelementes durch Abrieb an der elastisch verformbaren Schicht ein unerwünscht hohes Spiel und/oder eine unerwünschte Verringerung einer vorbestimmten mechanischen Vorspannung im Lagerelement ausbilden.such Bearing elements have long been in a variety of embodiments known. Due to friction between rigid bodies with surfaces relative high coefficient of friction and the relatively movable elastically deformable Layers can but disturbing Sounds and increased wear on sides the elastically deformable layer occur. Furthermore, can after a long time Operation of such a bearing element by abrasion of the elastic deformable layer an undesirable high game and / or an unwanted reduction form a predetermined mechanical bias in the bearing element.

Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, zwischen der Kontaktfläche und der elastisch verformbaren Schicht ein reibwertminderndes Fett, beispielsweise ein Silikonfett, einzubringen. Besagtes Fett hat jedoch den Nachteil, dass dasselbe in angrenzende Bereiche abwandern oder während der Montage verschleppt werden kann, wo es sich eher ungünstig auswirkt. Derartige Bereiche sind beispielsweise durch mechanische Befestigungselemente, wo gezielte Reibverhältnisse gewährleistet werden müssen, oder Bereiche, die für eine Oberflächenveredelung vorgesehen sind, gekennzeichnet.Around To address this problem, it is known between the contact surface and the elastically deformable layer is a friction-reducing grease, for example a silicone grease to introduce. However, said fat has the disadvantage that same migrate to adjacent areas or during assembly can be carried off, where it has a rather unfavorable effect. Such areas are, for example, through mechanical fasteners where targeted friction conditions be guaranteed have to, or areas for a surface refinement are provided marked.

Des Weiteren sind seit geraumer Zeit aufwendige und kostenintensive Maßnahmen bekannt, um das Eigenschaftsprofil der elastisch verformbaren Schichten selbst, wie beispielsweise die Dämpfung, die Temperaturbeständigkeit, die Resistenz gegen Dauerbruch, die Resistenz gegen Gleiten bzw. Kriechen, die Bearbeitbarkeit und die Umformbarkeit derselben zu verbessern, indem der Zusammensetzung der elastisch verformbaren Schichten Füllstoffe in Form von Nanopartikel zugesetzt werden ( DE 199 33 819 A1 , EP 0 392 766 A2 ). Nanopartikel sind dabei Struktureinheiten bzw. Teilchen mit Dimensionen zwischen etwa 1 und 100 Nanometern. Zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften bieten sich hinsichtlich der Nanopartikel die unterschiedlichsten Werkstoffe anorganischer und/oder organischer Natur an.Furthermore, costly and time-consuming measures have been known for some time in order to improve the property profile of the elastically deformable layers themselves, such as damping, temperature resistance, resistance to fatigue, resistance to sliding or creeping, machinability and formability thereof in that fillers in the form of nanoparticles are added to the composition of the elastically deformable layers ( DE 199 33 819 A1 . EP 0 392 766 A2 ). Nanoparticles are structural units or particles with dimensions between about 1 and 100 nanometers. In order to achieve the desired properties, the nanoparticles offer a wide variety of materials of inorganic and / or organic nature.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lagerelement der eingangs beschriebenen Art vermittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen derart weiterzuentwickeln, dass eine maßgeblich Minderung des Reibwertes zwischen der elastisch verformbaren Schicht sowie der Kontaktfläche erzielbar und demgemäß nach längerem Betrieb ein unerwünschter Abrieb an der elastisch verformbaren Schicht, einhergehend mit einer unerwünschte Erhöhung des Spiels des Lagerelements und/oder einem Nachlassen einer vorbestimmten Vorspannung desselben, weitestgehend verhinderbar ist.task The present invention is a bearing element of the above described way by means of simple and cost-effective activities further develop such that a significant reduction in the coefficient of friction achievable between the elastically deformable layer and the contact surface and accordingly after prolonged operation an unwanted one Abrasion on the elastically deformable layer, along with a undesirable increase the play of the bearing element and / or a decrease in a predetermined Pretension of the same, as far as possible preventable.

Ausgehend von einem Lagerelement mit einem ersten Starrkörper, der seinerseits eine elastisch verformbare Schicht aufweist und sich über dieselbe auf einer Kontaktfläche eines zweiten Starrkörpers abstützt, wobei die beiden Starrkörper relativ zueinander bewegbar sind, wird die Aufgabe nunmehr dadurch gelöst, dass die Kontaktfläche des zweiten Starrkörpers eine Oberflächenbeschichtung aufweist, die ihrerseits Zusätze aus reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder reibwertmindernde nanostrukturierte Bindemittel umfasst. Die Nanopartikel und/oder nanostrukturierten Bindemittel können dabei anorganischer und/oder organischer Natur sein. Ferner ist der Reibwert über die Wahl des Anteils besagter reibwertmindernden Nanopartikel und/oder reibwertmindernder nanostrukturierter Bindemittel an der Gesamtzusammensetzung der Oberflächenbeschichtung in weiten Grenzen einstellbar. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Kontaktfläche des zweiten Starrkörpers vollflächig oder örtlich begrenzt mit der besagten Oberflächenbeschichtung versehen ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenbeschichtung durch einen Lack gebildet ist, der seinerseits Zusätze aus reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder reibwertmindernde nanostrukturierte Bindemittel umfasst. Wie die Erfindung noch vorsieht, ist die elastisch verformbare Schicht bevorzugt durch ein an sich bekanntes Elastomer gebildet. Weiterhin wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, dass die elastisch verformbare Schicht respektive das Elastomer mit dem ersten Starrkörper durch Klebung fest verbunden oder an denselben anvulkanisiert ist. Schließlich wird vorgeschlagen, dass ein Starrkörper als ein weitestgehend räumliches Strukturelement respektive Gehäuseelement zur Aufnahme des anderen Starrkörpers oder als weitestgehend plattenförmiges Strukturelement ausgebildet ist, auf welchem sich der andere Starrkörper abstützt. Das Lagerelement kann ein Lagerelement einer Aggregatelagerung an einem Kraftfahrzeug oder jedweder anderen Lagerung sein.outgoing from a bearing element with a first rigid body, which in turn a having elastically deformable layer and on the same on a contact surface of a second rigid body is supported, wherein the two rigid bodies Relative to each other, the task is now characterized solved, that the contact surface of the second rigid body a surface coating which in turn has additives from friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing comprises nanostructured binders. The nanoparticles and / or nanostructured binders can be inorganic and / or organic nature. Further is the coefficient of friction over the choice of the proportion of said friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing agents Nanostructured binder in the overall composition of surface coating adjustable within wide limits. Furthermore, it is suggested that the contact surface of the second rigid body entire area or locally limited with said surface coating is provided. According to one particularly advantageous embodiment of the invention is proposed that the surface coating formed by a varnish, which in turn additives from friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured Binder comprises. As the invention still provides, which is elastic deformable layer preferably by a per se known elastomer educated. Furthermore, it is proposed in the sense of the invention that the elastically deformable layer or the elastomer with the first rigid body through Bonded firmly bonded or vulcanized to the same. Finally will suggested that a rigid body as a largely spatial structural element respectively housing element for receiving the other rigid body or as largely plate-shaped Structural element is formed, on which the other rigid body is supported. The Bearing element may be a bearing element of an assembly storage on a Be motor vehicle or any other storage.

Das vorgeschlagene Lagerelement hat im Hinblick auf herkömmliche den wesentlichen Vorteil, dass aufwendige und kostenintensive bzw. für angrenzende Bereiche nachteilige Maßnahmen zur Minderung der Reibung zwischen der elastisch verformbaren Schicht des einen Starrkörpers und der korrespondierenden Kontaktfläche des anderen Starrkörpers vermieden sind, da lediglich eine Oberflächenbeschichtung der Kontaktfläche mit Zusätzen aus reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder mit reibwertmindernden nanostrukturierten Bindemitteln vorgesehen ist, die ihrerseits einfach und kostengünstig zu bewerkstelligen ist.With regard to conventional elements, the proposed bearing element has the significant advantage that costly and costly or disadvantageous measures for adjacent areas to reduce the friction between the elastically deformable layer of a rigid body and the corresponding contact surface of the other Rigid bodies are avoided, since only a surface coating of the contact surface with additives from reibwertmindernden nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured binders is provided, which in turn is easy and inexpensive to accomplish.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung äußerst schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lagerelementes 1 mit einem ersten Starrkörper 2, der seinerseits einerends eine weitestgehend kugelförmig ausgebildete elastisch verformbare Schicht 3 aufweist.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown very schematically in the drawing. The single FIGURE shows the sectional view of an inventively designed bearing element 1 with a first rigid body 2 , which in turn one end a largely spherical-shaped elastically deformable layer 3 having.

Über besagte elastisch verformbare Schicht 3 stützt sich der erste Starrkörper 2 auf einer Kontaktfläche 4 eines zweiten Starrkörpers 5 ab. Vorliegend ist der zweite Starrkörper 5 als weitestgehend räumliches Strukturelement bzw. Gehäuseelement ausgebildet und nimmt den mit der elastisch verformbaren Schicht 3 versehenen ersten Starrkörper 2 formschlüssig auf. Die Kontaktfläche 4 wird somit durch die Innenkontur des zweiten Starrkörpers 5 gebildet und kann demgemäß eben und/oder gekrümmt ausgebildet sein Die elastisch verformbare Schicht 3 ist vorzugsweise durch ein an sich bekanntes Elastomer gebildet, welches mit dem ersten Starrkörper 2 durch Klebung fest verbunden oder an dasselbe anvulkanisiert ist.Over said elastically deformable layer 3 the first rigid body is supported 2 on a contact surface 4 a second rigid body 5 from. In the present case is the second rigid body 5 formed as a largely spatial structural element or housing element and takes the with the elastically deformable layer 3 provided first rigid body 2 positive locking. The contact surface 4 is thus by the inner contour of the second rigid body 5 formed and may accordingly be flat and / or curved The elastically deformable layer 3 is preferably formed by a per se known elastomer, which with the first rigid body 2 firmly bonded by adhesion or vulcanized to the same.

Die beiden Starrkörper 2, 5 des Lagerelementes 1 sind bestimmungsgemäß relativ zueinander bewegbar, wobei das Lagerelement 1 beispielsweise ein Lagerelement 1 einer Aggregatelagerung eines Kraftfahrzeugs ist. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Aggregatelagerungen an Kraftfahrzeugen, sondern erfasst jedwede Lagerungen, die eine elastische Abstützung erlauben.The two rigid bodies 2 . 5 of the bearing element 1 are intended relative to each other movable, wherein the bearing element 1 for example, a bearing element 1 an aggregate storage of a motor vehicle. However, the present invention is not limited to aggregate mounting on motor vehicles, but covers any bearings that allow elastic support.

Um dem oben aufgezeigten Problem einer erhöhten Reibung zwischen der elastisch verformbaren Schicht 3 des ersten Starrkörpers 2 und der Kontaktfläche 4 des zweiten Starrkörpers 5 wirkungsvoll zu begegnen, weist die Kontaktfläche 4 des zweiten Starrkörpers 5 eine Oberflächenbeschichtung 6 auf, die ihrerseits Zusätze aus reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder nanostrukturierte Bindemittel umfasst.In order to overcome the above-indicated problem of increased friction between the elastically deformable layer 3 of the first rigid body 2 and the contact surface 4 of the second rigid body 5 to effectively counteracts, has the contact surface 4 of the second rigid body 5 a surface coating 6 which in turn comprises additives from friction-reducing nanoparticles and / or nanostructured binders.

Die reibwertmindernden Nanopartikel und/oder reibwertmindernden nanostrukturierten Bindemittel der Oberflächenbeschichtung 6 können anorganischer und/oder organischer Natur sein.The friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured binders of the surface coating 6 may be inorganic and / or organic in nature.

Über die Wahl des Anteils besagter reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder reibwertmindernder nanostrukturierter Bindemittel an der Gesamtzusammensetzung der Oberflächenbeschichtung 6 ist der gewünschte Reibwert in weiten Grenzen einstellbar.On the choice of the proportion of said friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured binder in the overall composition of the surface coating 6 is the desired coefficient of friction adjustable within wide limits.

Ebenso ist es denkbar, dass die Kontaktfläche 4 nicht vollflächig, sondern nur in einem oder mehreren örtlich begrenzten Teilbereichen derselben mit der Oberflächenbeschichtung 6 versehen ist, wodurch ebenfalls definiert Einfluss auf den Reibwert genommen werden kann.Likewise, it is conceivable that the contact surface 4 not over the entire surface, but only in one or more localized areas of the same with the surface coating 6 is provided, which also defined influence on the coefficient of friction can be taken.

In umfangreichen Versuchen hat sich aufgrund der komfortablen Verarbeitbarkeit als Oberflächenbeschichtung 6 ein entsprechend ausgestatteter, d. h., mit reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder reibwertmindernden nanostrukturierten Bindemitteln versehener Lack bewährt.Extensive tests have proven to be a surface coating due to the ease of processing 6 a suitably equipped, ie, provided with reibwertmindernden nanoparticles and / or reibwertmindernden nanostructured binders provided paint.

Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf ein Lagerelement 1 mit einem ersten Starrkörper 2 mit elastisch verformbare Schicht 3 ab, der seinerseits innerhalb eines zweiten Starrkörper 5 in Form eines weitestgehend räumlichen Strukturelementes bzw. eines Gehäuseelementes gelagert ist.The above embodiment focuses on a bearing element 1 with a first rigid body 2 with elastically deformable layer 3 which in turn is within a second rigid body 5 is stored in the form of a largely spatial structural element or a housing element.

Gegebenenfalls kann es auch angezeigt sein und ist durch die Erfindung mit erfasst, die elastisch verformbare Schicht 3 auf der Innenkontur des zweiten Starrkörper 5 festzulegen, indem ein entsprechend gestalteter erster Starrkörper 2 durch den zweiten Starrkörper 5 formschlüssig aufgenommen ist, wobei die Kontaktfläche 4 durch den ersten Starrkörper 2 gebildet und mit der in Rede stehenden Oberflächenbeschichtung 6 versehen ist (nicht näher gezeigt).Optionally, it may also be indicated and is covered by the invention, the elastically deformable layer 3 on the inner contour of the second rigid body 5 determined by a suitably designed first rigid body 2 through the second rigid body 5 is received positively, wherein the contact surface 4 through the first rigid body 2 formed and with the surface coating in question 6 is provided (not shown).

Schlussendlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf Lagerelemente 1 mit einem zweiten Starrkörper 5, der seinerseits zur formschlüssigen Aufnahme des ersten Starrkörpers 2 eine weitestgehend räumliche Struktur aufweist bzw. als Gehäuseelement gestaltet ist, sondern erfasst auch einen nicht näher gezeigten zweiten Starrkörper 5, welcher als weitestgehend plattenförmiges Strukturelement ausgebildet ist, auf welchem sich ein erster Starrkörper 2 elastisch abstützt.Finally, the invention is not limited to bearing elements 1 with a second rigid body 5 , in turn, for the positive reception of the first rigid body 2 has a largely spatial structure or is designed as a housing element, but also detects a second rigid body not shown in detail 5 , which is formed as a largely plate-shaped structural element, on which a first rigid body 2 elastically supported.

Auch hier kann die elastisch verformbare Schicht 3 wahlweise am ersten Starrkörper 2 oder am zweiten Starrkörper 5 festgelegt sein, wobei die oberflächenbeschichtete Kontaktfläche 4 dann durch den jeweils anderen Starrkörper 5, 2 gebildet ist.Again, the elastically deformable layer 3 optionally on the first rigid body 2 or on the second rigid body 5 be set, wherein the surface-coated contact surface 4 then through the other rigid body 5 . 2 is formed.

11
Lagerelementbearing element
22
Starrkörperrigid body
33
elastisch verformbare Schichtelastic deformable layer
44
Kontaktflächecontact area
55
Starrkörperrigid body
66
Oberflächenbeschichtungsurface coating

Claims (9)

Lagerelement (1) mit einem ersten Starrkörper (2), der seinerseits eine elastisch verformbare Schicht (3) aufweist und sich über dieselbe auf einer Kontaktfläche (4) eines zweiten Starrkörpers (5) abstützt, wobei die beiden Starrkörper (2, 5) relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (4) des zweiten Starrkörpers (5) eine Oberflächenbeschichtung (6) aufweist, die ihrerseits Zusätze aus reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder reibwertmindernde nanostrukturierte Bindemittel umfasst.Bearing element ( 1 ) with a first rigid body ( 2 ), which in turn has an elastically deformable layer ( 3 ) and over the same on a contact surface ( 4 ) of a second rigid body ( 5 ), wherein the two rigid bodies ( 2 . 5 ) are movable relative to each other, characterized in that the contact surface ( 4 ) of the second rigid body ( 5 ) a surface coating ( 6 ), which in turn comprises additives from friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured binders. Lagerelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel und/oder nanostrukturierten Bindemittel anorganischer und/oder organischer Natur sind.Bearing element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the nanoparticles and / or nanostructured binders of inorganic and / or organic nature. Lagerelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert über die Wahl des Anteils besagter reibwertmindernder Nanopartikel und/oder reibwertmindernder nanostrukturierter Bindemittel an der Gesamtzusammensetzung der Oberflächenbeschichtung (6) in weiten Grenzen einstellbar ist.Bearing element ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the coefficient of friction on the choice of the proportion of said friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured binder in the overall composition of the surface coating ( 6 ) is adjustable within wide limits. Lagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (4) des zweiten Starrkörpers (5) vollflächig oder örtlich begrenzt mit der besagten Oberflächenbeschichtung (6) versehen ist.Bearing element ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the contact surface ( 4 ) of the second rigid body ( 5 ) over the entire area or localized with said surface coating ( 6 ) is provided. Lagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (6) durch einen Lack gebildet ist, der seinerseits Zusätze aus reibwertmindernden Nanopartikeln und/oder reibwertmindernde nanostrukturierte Bindemittel umfasst.Bearing element ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface coating ( 6 ) is formed by a lacquer which in turn comprises additives from friction-reducing nanoparticles and / or friction-reducing nanostructured binders. Lagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch verformbare Schicht (3) durch ein an sich bekanntes Elastomer gebildet ist.Bearing element ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastically deformable layer ( 3 ) is formed by a per se known elastomer. Lagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch verformbare Schicht (3) respektive das Elastomer mit dem ersten Starrkörper (2) durch Klebung fest verbunden oder an denselben anvulkanisiert ist.Bearing element ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the elastically deformable layer ( 3 ) or the elastomer with the first rigid body ( 2 ) is adhesively bonded or vulcanized to the same. Lagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Starrkörper (5) als ein weitestgehend räumliches Strukturelement respektive Gehäuseelement zur Aufnahme des anderen Starrkörpers (2) oder als weitestgehend plattenförmiges Strukturelement ausgebildet ist, auf welchem sich der andere Starrkörper (2) abstützt.Bearing element ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a rigid body ( 5 ) as a largely spatial structural element or housing element for receiving the other rigid body ( 2 ) or formed as a largely plate-shaped structural element, on which the other rigid body ( 2 ) is supported. Lagerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe ein Lagerelement (1) einer Aggregatelagerung an einem Kraftfahrzeug oder jedweder anderen Lagerung ist, die eine elastische Abstützung umfasst.Bearing element ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that it has a bearing element ( 1 ) is an aggregate storage on a motor vehicle or any other storage that includes an elastic support.
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