DE202019101776U1 - Plastic sliding element with sensor function, especially with wear detection - Google Patents

Abstract

Kunststoff-Gleitelement (10; 40) zur schmiermittelfreien Lagerung in einem Gleitlager, wobei das Gleitelement (10; 49) ein aus Kunststoff gefertigtes, insbesondere im Spritzgussverfahren gefertigtes, Formteil (12; 42) umfasst, das eine Gleitfläche (14; 44A) zur beweglichen Führung von zwei Lagerteilen relativ zueinander aufweist, wobei am Formteil (12; 42) eine elektrische Funktionsschaltung (16; 46) mit Sensorfunktion zur Erfassung eines Betriebsparameters angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschaltung (16; 46) mindestens eine Leiterbahnstruktur (17, 17A; 47, 47A) umfasst, die auf dem Formteil (12) als Träger der Leiterbahnstruktur ausgebildet ist, wobei die Funktionsschaltung vorzugsweise durch ein additives Fertigungsverfahren (AM-Verfahren) auf dem vorzugsweise vorgefertigten Formteil (12; 42) aus Kunststoff aufgebracht ist.

Plastic sliding element (10; 40) for lubricant-free storage in a sliding bearing, the sliding element (10; 49) comprising a molded part (12; 42) made of plastic, in particular made by injection molding, which has a sliding surface (14; 44A) for has movable guidance of two bearing parts relative to one another, an electrical functional circuit (16; 46) with sensor function for detecting an operating parameter being arranged on the shaped part (12; 42); characterized in that the functional circuit (16; 46) comprises at least one interconnect structure (17, 17A; 47, 47A) which is formed on the molded part (12) as a carrier of the interconnect structure, the functional circuit preferably using an additive manufacturing process (AM- Method) is applied to the preferably prefabricated molded part (12; 42) made of plastic.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Kunststoff-Gleitelement mit integrierter Sensorfunktion, das zur Verwendung in Gleitlagern (Engl. plain bearing) beliebiger Bauart geeignet ist. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Kunststoff-Gleitelement zur schmiermittelfreien Lagerung in einem Gleitlager, das ein aus Kunststoff gefertigtes Formteil, insbesondere ein Spritzguss-Formteil, umfasst wobei am Formteil eine elektrische Funktionsschaltung mit Sensorfunktion angeordnet ist. Diese Funktionsschaltung dient zur Erfassung eines Betriebsparameters, insbesondere des Gleitelements selbst, wie beispielsweise der Erkennung von übermäßigem Verschleiß zwecks prädiktiver Wartung. Das Gleitelement hat dabei eine Gleitfläche zur Gleitlagerung und/oder beweglichen Führung bzw. Lagerung von zwei Teilen eines Gleitlagers relativ zueinander.The invention relates generally to a plastic sliding element with an integrated sensor function, which is suitable for use in plain bearings of any type. The invention relates in particular to a plastic sliding element for lubricant-free storage in a sliding bearing, which comprises a molded part made of plastic, in particular an injection molded part, wherein an electrical functional circuit with a sensor function is arranged on the molded part. This function circuit is used to detect an operating parameter, in particular the sliding element itself, such as the detection of excessive wear for the purpose of predictive maintenance. The sliding element has a sliding surface for sliding bearing and / or movable guidance or storage of two parts of a sliding bearing relative to one another.

Ein derartiges Gleitelement ist bereits aus der Patentanmeldung WO 2017/182662 A1 der Anmelderin vorbekannt. Hierbei hat das Gleitelement eine Funktionsschaltung mit einem Detektor, der bei einem vorbestimmten Ausmaß von Verschleiß in einem kritischen Bereich seine elektrischen Eigenschaften verändert, beispielsweise durch Leiterunterbrechung. Die Funktionsschaltung ermöglicht es, die verschleißbedingte Veränderung, insbesondere drahtlos mittels eines Transponders zu erkennen.Such a sliding element is already from the patent application WO 2017/182662 A1 previously known to the applicant. Here, the sliding element has a functional circuit with a detector, which changes its electrical properties in a critical area when there is a predetermined amount of wear, for example due to an open circuit. The functional circuit makes it possible to detect the change due to wear, in particular wirelessly using a transponder.

In fertigungstechnischer Hinsicht wird in WO 2017/182662 A1 vorgeschlagen, das Detektorelement in einer Aussparung an der Gleitfläche anzuordnen. Als Detektor wird z.B. ein vorhandener oder angepasster Bestandteil eines folienartigen RFID-Transponders vorgeschlagen. Weiterhin wird als Detektorelement eine getrennte Komponente vorgeschlagen, die mit einem handelsüblichen RFID-Transponder verbunden wird, z.B. ein Nebenschluss-Leiter. In beiden Fällen kann der Detektor nach Anbringen in einem zusätzlichen Prozessschritt eingebettet bzw. gekapselt werden. Wie genau die Funktionsschaltung, insbesondere der Detektor, hergestellt werden soll, lässt WO 2017/182662 A1 jedoch offen.In terms of manufacturing technology, in WO 2017/182662 A1 proposed to arrange the detector element in a recess on the sliding surface. For example, an existing or adapted component of a film-like RFID transponder is proposed as the detector. Furthermore, a separate component is proposed as a detector element, which is connected to a commercially available RFID transponder, for example a shunt conductor. In both cases, the detector can be embedded or encapsulated in an additional process step. Exactly how the functional circuit, in particular the detector, is to be produced can be WO 2017/182662 A1 however open.

Die Kombination von Kunststoffbauteilen in komplexen Geometrien mit integrierter Sensorik bereitet in der Praxis jedoch Schwierigkeiten. Eine Integration von Sensorfunktionen in Kunststoff-Gleitelemente unterschiedlichster Geometrien gestaltet sich somit in vielen Fällen schwierig.However, the combination of plastic components in complex geometries with integrated sensors creates difficulties in practice. In many cases, integrating sensor functions into plastic sliding elements of various geometries is difficult.

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht mithin darin, ein Kunststoff-Gleitelement vorzuschlagen, das auch in großen Stückzahlen kostengünstig und zuverlässig mit einer elektrischen Funktionsschaltung zur sensorischen Erfassung eines Betriebsparameters ausgerüstet werden kann.A first object of the present invention is therefore to propose a plastic sliding element that can be equipped inexpensively and reliably even in large quantities with an electrical function circuit for sensory detection of an operating parameter.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kunststoff-Gleitelement mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a plastic sliding element with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird bei einem Kunststoff-Gleitelement gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1 vorgeschlagen, dass die Funktionsschaltung mindestens eine Leiterbahnstruktur umfasst, die auf dem Formteil aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei das Formteil selbst den Träger bzw. das Substrat für die Leiterbahnstruktur bildet. Die Funktionsschaltung kann insbesondere durch ein additives Fertigungsverfahren auf dem Formteil aufgebracht (Engl.: applied) sein. Dabei ist das Formteil bevorzugt aber nicht zwingend bereits vorgefertigt wenn die Funktionsschaltung aufgebracht wird.According to the invention, in the case of a plastic sliding element according to the preamble of claim 1, it is proposed that the functional circuit comprises at least one conductor track structure which is formed on the molded part made of plastic, the molded part itself forming the carrier or the substrate for the printed conductor structure. The functional circuit can in particular be applied to the molded part by an additive manufacturing process. The molded part is preferably, but not necessarily, prefabricated when the functional circuit is applied.

Die vorgeschlagene Bauweise hat u.a. den Vorteil, dass preiswert herstellbare Sensorik mit den gewünschten Eigenschaften unmittelbar in die Formteile integriert werden kann, d.h. der Automatisierungsgrad erhöht wird bzw. zusätzliche Fertigungsschritte entfallen können.The proposed construction has i.a. the advantage that inexpensive sensors with the desired properties can be integrated directly into the molded parts, i.e. the degree of automation is increased or additional manufacturing steps can be omitted.

Das Gleitelement mit dem Formteil kann dabei ein Teil des gelagerten Lagerteils oder aber des lagernden Lagerteils (mechanisches Gestell) darstellen. Das Gleitelement dient also insbesondere zur gleitenden Lagerung von und/oder an einem Gleitpartner im montierten Zustand in einem Gleitlager.The sliding element with the molded part can be part of the stored bearing part or of the bearing part (mechanical frame). The sliding element thus serves in particular for the sliding mounting of and / or on a sliding partner in the assembled state in a sliding bearing.

Unter Leiterbahn (Engl. „trace conductor“) wird vorliegend ein einzelnes elektrisch leitendes Verbindungselement verstanden mit beliebiger Länge bei vorgegebener Breite und vorgegebener Dicke (Bauhöhe), wobei die Dicke der Leiterbahn im Verhältnis zu ihrer Breite deutlich kleiner ist, insbesondere um mindestens einen Faktor zwei, üblicherweise um ca. eine Größenordnung. Es handelt sich also um Verbindungselemente, typisch in flächiger Bauweise, mit Geometrien, ähnlich Leiterbahnen die bei Leiterplatten (Engl. „printed circuit board“) üblich sind.In the present case, “trace conductor” is understood to mean a single electrically conductive connecting element with any length for a given width and a given thickness (overall height), the thickness of the conductor track being significantly smaller in relation to its width, in particular by at least one factor two, usually by an order of magnitude. It is a matter of connecting elements, typically in a flat construction, with geometries, similar to conductor tracks which are common with printed circuit boards.

Das Formteil kann insbesondere vorgefertigt sein, bzw. bereits vor dem Aufbringen der Leiterbahnstruktur bzw. der Funktionsschaltung vorhanden sein und somit als Schaltungsträger bzw. Substrat genutzt werden. Herkömmliche Leiterplatten bzw. PCBs sind damit nicht erforderlich.The molded part can in particular be prefabricated, or it can be present before the conductor track structure or the functional circuit is applied, and can thus be used as a circuit carrier or substrate. Conventional printed circuit boards or PCBs are therefore not required.

Die erfindungsgemäße Leiterbahnstruktur kann durch unterschiedliche Techniken aufgebracht (Engl. applied) werden, bspw. durch Auftragen eines Leitlacks auf das vorgefertigte Formteil hergestellt sein und/oder bspw. durch 3D-Druck auf das Formteil aufgedruckt sein. Bevorzugt wird die gesamte Funktionsschaltung, zumindest aber die Leiterbahnstruktur, direkt bzw. unmittelbar auf das vorgefertigte Kunststoffteil aufgebracht, insbesondere aufgedruckt.The conductor track structure according to the invention can be applied by different techniques, for example, be produced by applying a conductive lacquer to the prefabricated molded part and / or, for example, be printed on the molded part by 3D printing. The entire functional circuit, but at least the conductor track structure, is preferably applied, in particular printed, directly or immediately to the prefabricated plastic part.

Die Funktionsschaltung kann bspw. durch ein additiv metallisierendes Verfahren auf das Formteil aufgebracht werden, indem ein Metall auf einen metallisierbaren Kunststoff galvanisch aufgebracht wird, oder auch durch thermisches Auftragen z.B. Spritzen. The functional circuit can, for example, be applied to the molded part by means of an additively metallizing method, in that a metal is galvanically applied to a metallizable plastic, or else by thermal application, for example spraying.

Die erfindungsgemäße Funktionsschaltung kann allgemein durch ein additives Fertigungsverfahren auf das Formteil aus Kunststoff aufgebracht bzw. aufgetragen sein.The functional circuit according to the invention can generally be applied or applied to the molded part made of plastic by means of an additive manufacturing process.

Dies kann insbesondere mithilfe einer geeigneten MID-Technologie (Engl. Molded Interconnect Devices) erfolgen, insbesondere einer additiven MID-Technologie, welche vorliegend als AM-Verfahren verstanden wird.This can be done in particular with the aid of a suitable MID technology (Molded Interconnect Devices), in particular an additive MID technology, which in the present case is understood as an AM method.

Die Funktionsschaltung kann auch durch andere geeignete, an sich bekannte AM-Verfahren angebracht werden, insbesondere durch ein im Sinne der Norm VDI 3405 oder DIN EN ISO 17296-2 (Teil II) als additives Fertigungsverfahren bezeichnetes Verfahren.The functional circuit can also be attached by other suitable, known AM methods, in particular by one in the sense of the standard VDI 3405 or DIN EN ISO 17296-2 (Part II) called additive manufacturing process.

AM-Verfahren erlauben inhärent automatisierte, computergestützte Fertigung von komplexen, quasi beliebigen Geometrien, typische auf Basis einer schichtweise aufgetragenen Konstruktion. Als AM-Verfahren kommen z.B. Direkt-Druck mit selbsttätiger Aushärtung der Druckmasse oder auch 3D-Druck durch Polymerisation, 3D-Druck durch Verkleben, 3D-Druck durch Sintern/Verschmelzen usw. in Betracht.AM processes inherently allow automated, computer-aided production of complex, virtually any geometries, typically based on a layered construction. AM methods include Direct printing with automatic hardening of the printing compound or 3D printing by polymerisation, 3D printing by gluing, 3D printing by sintering / fusing etc. are also considered.

Die Funktionsschaltung kann dabei vollständig bzw. integral, insbesondere ohne sonstige diskrete elektrische Komponenten, in einem zusammenhängenden additiven Fertigungsprozess hergestellt sein. Geeignet sind dazu insbesondere extrusionsbasierte Verfahren (englisch: extrusion based: EB), entweder mit chemischer Aushärtung oder mit physikalischer Verfestigung von erhitzten thermoplastischen Kunststoffen. Geeignet erscheint z.B. das FDM-Verfahren (englisch: fused deposition modeling) . Auch denkbar sind MJ-Verfahren (englisch: material jetting), z.B. mit Photopolymeren die durch Lichteinwirkung verfestigten. Ebenfalls in Betracht kommen sog. BJ-Verfahren (englisch: binder jetting), gelegentlich auch als 3DP-Verfahren bezeichnet.The functional circuit can be produced completely or integrally, in particular without any other discrete electrical components, in a coherent additive manufacturing process. Extrusion-based processes (English: extrusion-based: EB) are particularly suitable, either with chemical curing or with physical hardening of heated thermoplastic materials. For example, it seems suitable the FDM procedure (English: fused deposition modeling). MJ processes (English: material jetting) are also conceivable, e.g. with photopolymers that solidify through exposure to light. So-called BJ processes (English: binder jetting) are also suitable, sometimes also referred to as 3DP processes.

In Betracht kommen neben MID-Verfahren auch grundsätzlich alle sogenannten 3D-Drucktechniken. Bevorzugt sind EB-Verfahren aufgrund ihrer Eignung für relativ zähflüssige, leitfähige Pasten. Insbesondere ein FLM- bzw. ein FFF-Verfahren zur additiven Fertigung wird dabei bevorzugt.In addition to the MID process, all so-called 3D printing techniques can also be considered. Due to their suitability for relatively viscous, conductive pastes, EB processes are preferred. In particular, an FLM or an FFF method for additive manufacturing is preferred.

Die Funktionsschaltung kann auch durch In-Mold-Labeling aufgebracht werden, bzw. durch Einlegen einer bedruckten Folie in ein Spritzgießwerkzeug und Hinterspritzen mit dem Kunststoff. Die Funktionsschaltung kann ferner durch Heißprägen (Aufbringen einer haftenden Folie unter Druck und Wärme) angebracht werden.The functional circuit can also be applied by in-mold labeling, or by inserting a printed film into an injection mold and injecting it with the plastic. The functional circuit can also be attached by hot stamping (applying an adhesive film under pressure and heat).

Unter Funktionsschaltung wird vorliegend auch ein Fragment bzw. funktionaler Teil eines Schaltkreises (Engl. „circuit“) verstanden. Die Funktionsschaltung kann also insbesondere erst durch Verbindung mit einer weiteren Schaltung ihre eigentliche Funktion erfüllen und muss daher für sich insbesondere keinen Stromkreis bilden. Die Funktionsschaltung kann z.B. einen elektrischen Zweipol bilden, dessen elektrische Eigenschaften von dem zu erfassenden Betriebsparameter abhängen. Das Formteil wiederum kann im Spritzgussverfahren hergestellt, insbesondere vorgefertigt, werden.In the present case, functional circuit is also understood to mean a fragment or functional part of a circuit. The functional circuit can therefore in particular only fulfill its actual function by connection to a further circuit and therefore does not have to form a circuit in particular. The functional circuit can e.g. form an electrical dipole, the electrical properties of which depend on the operating parameter to be detected. The molded part, in turn, can be manufactured, in particular prefabricated, using the injection molding process.

Das Formteil des Gleitelements oder aber das gesamte Gleitelement ist vorzugsweise aus einem Tribopolymer hergestellt, insbesondere im Spritzgussverfahren. Unter Tribopolymer wird insbesondere ein Polymer mit Zusätzen zur schmiermittelfreien Lagerung, insbesondere Festschmierstoffen, verstanden.The molded part of the sliding element or the entire sliding element is preferably made from a tribopolymer, in particular by injection molding. Tribopolymer is understood to mean in particular a polymer with additives for lubricant-free storage, in particular solid lubricants.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Formteil, welches die Gleitfläche in vorbestimmter bzw. bekannter Geometrie definiert, vorgefertigt, insbesondere einteilig vorgefertigt. Das Formteil kann dabei unmittelbar als Substrat bzw. Schaltungsträger für die additiv aufgebrachte bzw. aufgedruckte Funktionsschaltung dienen, insbesondere als spritzgegossene Schaltungsträger.In a preferred embodiment, the molded part, which defines the sliding surface in a predetermined or known geometry, is prefabricated, in particular prefabricated in one piece. The molded part can serve directly as a substrate or circuit carrier for the additively applied or printed functional circuit, in particular as an injection molded circuit carrier.

Denkbar ist es auch, eine Zwischenschicht zwischen dem Formteil und der additiv aufgedruckten bzw. aufgetragenen Funktionsschaltung vorzusehen, etwa zur Haftungsvermittlung oder zwecks zusätzlicher elektrischer Isolierung. Typische Tribopolymere haben naturgemäß zwecks Verringerung der Haft- und/oder Gleitreibung relativ ungünstige Haftungseigenschaften.It is also conceivable to provide an intermediate layer between the molded part and the additively printed or applied functional circuit, for example for imparting liability or for the purpose of additional electrical insulation. Typical tribopolymers naturally have relatively unfavorable adhesion properties in order to reduce the static and / or sliding friction.

Die Leiterbahnstruktur bzw. die Funktionsschaltung kann auf dem Formteil ausgebildet sein, insbesondere an einer Oberfläche des Formteils. Die Leiterbahnstruktur bzw. die Funktionsschaltung muss jedoch nicht von der Oberfläche des fertigen Gleitelements direkt zugängig sein, sie kann in dem fertigen Gleitelement zum besseren Schutz durch eine oder mehrere Schutzschichten teilweise oder vollständig bedeckt oder z.B. ummantelt sein. Die Schutzschichten bzw. Kapselung kann bspw. durch Umspritzen hergestellt sein. Vorzugsweise wird bei drahtgebundener Signalverbindung zwecks Kontaktierung eine Zugangsöffnung zur Schaltung freigelassen bzw. ausgespart oder aber eine Kontaktvorrichtung mit eingekapselt.The conductor track structure or the functional circuit can be formed on the molded part, in particular on a surface of the molded part. However, the conductor track structure or the functional circuit does not have to be directly accessible from the surface of the finished sliding element, it can be partially or completely covered in the finished sliding element for better protection by one or more protective layers or e.g. to be encased. The protective layers or encapsulation can be produced, for example, by extrusion coating. In the case of a wired signal connection, an access opening to the circuit is preferably left open or left blank or a contact device is also encapsulated.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die relativ günstige Herstellung bei dennoch robuster Bauweise, die auch für widrige Umgebungsbedingungen, wie z.B. Verwendung im Freien geeignet ist. An advantage of the solution according to the invention is the relatively inexpensive production with a robust construction, which is also suitable for adverse environmental conditions, such as use outdoors.

Das Formteil kann ein Thermoplast umfassen oder im Wesentlichen aus einem Thermoplast hergestellt sein. Dem Kunststoff können ggf. auch Metallverbindungen beigemischt sein, was z.B. für die LDS Herstellmethode für MIDs vorteilhaft ist.The molded part can comprise a thermoplastic or can be produced essentially from a thermoplastic. Metal compounds may also be mixed with the plastic, which e.g. is advantageous for the LDS manufacturing method for MIDs.

Vorzugsweise ist die Funktionsschaltung durch eine stoffschlüssige Verbindung fest mit dem Formteil verbunden. Die Funktionsschaltung ist vorzugsweise in das Formteil integriert bzw. liegt nach der Herstellung als integraler Bestandteil des Formteils vor.The functional circuit is preferably firmly connected to the molded part by a material connection. The functional circuit is preferably integrated in the molded part or is present as an integral part of the molded part after manufacture.

In bevorzugter Weiterbildung umfasst die Funktionsschaltung zumindest einen Detektionsbereich, der zwecks Sensorfunktion bezüglich des zu überwachenden Betriebsparameters sensitiv ist.In a preferred development, the functional circuit comprises at least one detection area which is sensitive to the operating parameter to be monitored for the purpose of sensor function.

Bevorzugt hat die Funktionsschaltung mindestens zwei Kontaktbereiche zwecks lösbarer, drahtgebundener Kontaktierung der Funktionsschaltung insbesondere des Detektors, mit einer getrennt ausgeführten Schaltung zur Auswertung eines elektrischen Signals des Detektor. Hierdurch kann das Gleitelement einfach ausgetauscht werden und hat trotz der Sensorfunktion recht geringe Herstellungskosten.The functional circuit preferably has at least two contact areas for the purpose of releasable, wired contacting of the functional circuit, in particular of the detector, with a separately implemented circuit for evaluating an electrical signal of the detector. As a result, the sliding element can be exchanged easily and, despite the sensor function, has very low manufacturing costs.

Ein Vorteil von additiven Verfahren, wie z.B. MID-Verfahren oder AM-Verfahren, besteht darin, dass ausgeprägte Kontaktbereiche zur elektrischen Verbindung in einem Prozessschritt zusammen mit sonstigen Bestandteilen, insbesondere Leiterbahnen, hergestellt werden können.An advantage of additive processes, e.g. MID method or AM method is that distinctive contact areas for electrical connection can be produced in one process step together with other components, in particular conductor tracks.

Als Detektionsbereich kommt grundsätzlich eine beliebige Detektorkomponente bzw. Detektorstruktur in Betracht, die vorzugsweise integral während der additiven Fertigung der Funktionsschaltung hergestellt wird.In principle, any detector component or detector structure that can be produced integrally during the additive manufacturing of the functional circuit comes into consideration as the detection area.

Es kann sich dabei insbesondere um einen resistiven Detektionsbereich zur Verschleißerkennung, beispielsweise durch Leitungsunterbrechung, handeln. Dabei kann eine einfache elektrische Widerstandsmessung zur Verschleißanzeige genutzt werden. Auch induktiv oder kapazitiv wirkende Funktionsschaltungen z.B. zur Näherungserkennung, Positionsbestimmung oder dgl. liegen im Rahmen der Erfindung. Denkbar sind ferner auch andere Detektionskonzepte, beispielsweise zur Temperaturmessung oder zur Verformungs- bzw. Kraftmessung. Mit Detektor bzw. Detektionsbereich ist insbesondere der Aufnehmer im Sinne der Messtechnik (vgl. DIN 1319-1 ) bezeichnet, d.h. der Teil der Einrichtung, der auf die gewünschte Messgröße bzw. zu erfassende Größe unmittelbar anspricht.This can be, in particular, a resistive detection area for wear detection, for example due to an open circuit. A simple electrical resistance measurement can be used to indicate wear. Functional circuits which act inductively or capacitively, for example for proximity detection, position determination or the like, are also within the scope of the invention. Other detection concepts are also conceivable, for example for temperature measurement or for deformation or force measurement. The detector or detection area is particularly the sensor in the sense of measurement technology (cf. DIN 1319-1 ) denotes, ie the part of the device that responds directly to the desired measured variable or variable to be recorded.

Der Detektionsbereich der Funktionsschaltung kann zumindest in einem Neuzustand des Gleitelements einen vordefinierten Abstand zur Gleitfläche des Formteils aufweisen. Der Detektionsbereich ist allgemein in einer vordefinierten Position und insbesondere mit der gesamten betrachteten Funktionsschaltung dauerfest bzw. unlösbar an dem Formteil angeordnet.The detection range of the functional circuit can have a predefined distance from the sliding surface of the molded part, at least when the sliding element is new. The detection area is generally arranged in a predefined position and in particular with the entire functional circuit under consideration on the molded part in a permanently fixed or non-detachable manner.

Der Detektionsbereich kann insbesondere auf einer der Gleitfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Formteils vorgesehen sein, insbesondere in die Oberfläche integriert sein.The detection area can in particular be provided on a surface of the molded part opposite the sliding surface, in particular can be integrated into the surface.

Bei einer Ausführungsform kann der Detektionsbereich zumindest teilweise entlang einer zu erkennenden Verschleißgrenze verlaufen, sodass ein Überschreiten der Verschleißgrenze durch die Funktionsschaltung detektierbar ist.In one embodiment, the detection area can run at least partially along a wear limit to be recognized, so that the functional circuit can detect that the wear limit has been exceeded.

Für eine möglichst großflächige Erfassung am Gleitelement kann ergänzend oder alternativ vorgesehen sein, dass die Funktionsschaltung, insbesondere der Detektionsbereich, über zumindest einen überwiegenden Anteil des Umfangswinkels bzw. der Axiallänge der Gleitfläche des Gleitelements verläuft, je nachdem ob es sich um ein Axial- und/oder Radiallager handelt.For the largest possible detection on the sliding element, it can additionally or alternatively be provided that the functional circuit, in particular the detection area, extends over at least a predominant proportion of the circumferential angle or the axial length of the sliding surface of the sliding element, depending on whether it is an axial and / or or radial bearing.

Die additive Fertigung der Funktionsschaltung kann vereinfacht werden, wenn das Formteil an einer Oberfläche, eine Aussparungsstruktur aufweist, in welcher die endfertige Funktionsschaltung zumindest teilweise oder bevorzugt vollständig einliegt bzw. eingelassen ist. Durch Ausnutzung einer beispielsweise im Spritzgussverfahren mit geringen Toleranzen herstellbaren Aussparungsstruktur, können Ungenauigkeiten additiver Fertigung, z.B. durch Zerfließen des noch nicht ausgehärteten Leitermaterial reduziert bzw. kompensiert werden. Besonders bevorzugt wird die Aussparungsstruktur gegenüberliegend der eigentlichen Gleitfläche im vorgefertigten Formteil vorgesehen, um bestehende Anforderungen bzw. Spezifikationen bekannter Gleitelemente nicht zu beeinträchtigen. Der Zugang für eine additive Fertigung wird vereinfacht, wenn die Aussparungsstruktur für die Funktionsschaltung an einer konvexen Oberfläche des Formteils vorgesehen wird.The additive manufacturing of the functional circuit can be simplified if the molded part has a cut-out structure on one surface, in which the finished functional circuit is at least partially or preferably completely inserted or embedded. By using a recess structure that can be produced, for example, by injection molding with low tolerances, inaccuracies in additive manufacturing, e.g. can be reduced or compensated for by flowing the not yet hardened conductor material. The recess structure is particularly preferably provided opposite the actual sliding surface in the prefabricated molded part, in order not to impair existing requirements or specifications of known sliding elements. Access for additive manufacturing is simplified if the recess structure for the functional circuit is provided on a convex surface of the molded part.

Das vorzugsweise vollständige Aufnehmen der Funktionsschaltung in einer Aussparungsstruktur bietet u.a. den Vorteil, dass ein mit Sensorfunktion erweitertes Gleitelement weiterhin abwärtskompatibel zur Bauteilgeometrie eines bestehende bzw. bereits in Serie gefertigten Gleitelements bleibt.The preferably complete inclusion of the functional circuit in a cutout structure offers, inter alia, the advantage that a sliding element expanded with a sensor function remains downward compatible with the component geometry of an existing or already mass-produced sliding element.

Die Aussparungsstruktur kann nach additiver Fertigung der Funktionsschaltung nach Außen offenbleiben, oder zum besseren Schutz gegen Umwelteinflüsse anschließend gekapselt bzw. ummantelt werden, ggf. im Rahmen der additiven Fertigung. The recess structure can remain open to the outside after additive manufacturing of the functional circuit, or can be encapsulated or encased for better protection against environmental influences, possibly as part of additive manufacturing.

In einem zu Verschleißerkennung besonders geeigneten Ausführungsbeispiel umfasst die Aussparungsstruktur eine Vertiefung die zumindest bereichsweise in einem Abstand zur eigentlichen Gleitfläche so angeordnet ist, dass der Verlauf der Vertiefung einer zu erkennenden Verschleißgrenze entspricht. Der Abstand kann einem zu erkennenden Abnutzungsgrad des Gleitelements entsprechen. Die Funktionsschaltung, insbesondere der Detektionsbereich, ist vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb einer Vertiefung an der Oberfläche des Formteils angeordnet.In an embodiment which is particularly suitable for wear detection, the recess structure comprises a depression which is arranged at least in regions at a distance from the actual sliding surface in such a way that the course of the depression corresponds to a wear limit to be detected. The distance can correspond to a degree of wear of the sliding element that can be recognized. The functional circuit, in particular the detection area, is preferably arranged at least partially within a depression on the surface of the molded part.

Die Funktionsschaltung ist vorzugsweise direkt und/oder integral auf das vorgefertigte Formteil aufgetragen, z.B. durch ein MID-Verfahren. Die Funktionsschaltung ist somit mit dem Formteil vorzugsweise stoffschlüssig verbunden.The functional circuit is preferably applied directly and / or integrally to the prefabricated molded part, e.g. through a MID process. The functional circuit is thus preferably integrally connected to the molded part.

Die Funktionsschaltung ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das eine deutlich höhere Leitfähigkeit aufweist, als der Kunststoff des Formteils, insbesondere aus einem Material mit Silber-, Kupfer- und/oder Carbon-Anteil. So kann die Funktionsschaltung direkt auf dem Formteil aufgetragen sein, auch ohne zusätzlichen Isolierschichten zwischen dem Körper des Formteils und der Leiterbahnstruktur der Funktionsschaltung.The functional circuit is preferably made from a material that has a significantly higher conductivity than the plastic of the molded part, in particular from a material with a silver, copper and / or carbon content. The functional circuit can thus be applied directly to the molded part, even without additional insulating layers between the body of the molded part and the conductor track structure of the functional circuit.

Zur Herstellung elektrisch leitfähiger Strukturen im Wege der additiven Fertigung sind bereits unterschiedliche Materialien bekannt. Es können beispielsweise Leitlacke oder andere druckbare Pasten, Flüssigkeiten oder Thermoplaste mit Silberanteil, Kupferanteil und/oder Carbonanteil (beispielsweise Graphit oder Industrieruß bzw. CB=„Carbon Black“) eingesetzt werden. Vorzugsweise wird eine silberbasierte, leitfähige Paste eingesetzt, wie beispielsweise ein Flüssigharz mit Silberpulver, wie z.B. Typ 5064H der Fa. DuPont® vom (siehe Datenblatt MCM5064H/2011). Auch andere Mischungen einer Polymermatrix mit leitfähigen Partikeln, insbesondere preiswertere Carbon-Partikel (Graphit oder CB) kommen in Betracht, sofern das endfertige Material der Leiterbahnen der Funktionsschaltung eine deutlich höhere Leitfähigkeit aufweist, als der Kunststoff bzw. Tribopolymer des Formteils.Various materials are already known for producing electrically conductive structures by means of additive manufacturing. For example, conductive varnishes or other printable pastes, liquids or thermoplastics with silver content, copper content and / or carbon content (for example graphite or carbon black or CB = "carbon black") can be used. Preferably, a silver-based, conductive paste is used, such as a liquid resin with silver powder, e.g. Type 5064H from DuPont® from (see data sheet MCM5064H / 2011). Other mixtures of a polymer matrix with conductive particles, in particular cheaper carbon particles (graphite or CB) are also suitable, provided the finished material of the conductor tracks of the functional circuit has a significantly higher conductivity than the plastic or tribopolymer of the molded part.

In bevorzugter Ausführungsform umfasst die Leiterbahnstruktur Leiterbahnen, die z.B. durch ein AM-Verfahren additiv aufgebracht sind, und die eine erste Schichtdicke aufweisen, vorzugsweise eine erste Schichtdicke von ≤200µm, besonders bevorzugt von ≤100µm, beispielsweise im Bereich von etwa 5-50 µm, bei einer Leiterbreite von 0,5-5mm; sowie besondere Kontaktbereiche zur lösbaren Kontaktierung,. Die Kontaktbereiche weisen eine zweite Schichtdicke auf, welche gegenüber der erste Schichtdicke deutlich grösser ist, insbesondere eine zweite Schichtdicke von ≥200µm, beispielsweise im Bereich von 250-500µm. Mit der ggf. toleranzbehafteten Schichtdicke ist hiermit die Materialdicke der Leiterbahn(en) bzw. Kontaktbereiche in der Ebene senkrecht zu deren Längen- bzw. Breitenerstreckung bezeichnet. Hierbei sind die Leiterbahnen und Kontaktbereiche vorzugsweise in demselben Fertigungsverfahren auf das Kunststoff-Formteil aufgebracht, insbesondere additiv aufgebracht.In a preferred embodiment, the conductor track structure comprises conductor tracks which e.g. are applied additively by an AM process and have a first layer thickness, preferably a first layer thickness of 200 200 μm, particularly preferably of 100 100 μm, for example in the range of approximately 5-50 μm, with a conductor width of 0.5-5 mm; as well as special contact areas for detachable contacting. The contact areas have a second layer thickness, which is significantly greater than the first layer thickness, in particular a second layer thickness of 200 200 μm, for example in the range of 250-500 μm. The layer thickness, if any, which is subject to tolerance, is used to denote the material thickness of the conductor track (s) or contact areas in the plane perpendicular to their length or width extension. In this case, the conductor tracks and contact areas are preferably applied to the plastic molded part in the same manufacturing process, in particular are applied additively.

Alternativ oder ergänzend können zur Kontaktierung ausgeprägte leitfähige Kontaktmittel, z.B. Kontaktstifte, Kontaktbuchsen oder dgl. am Gleitelement vorgesehen werden. Dabei können die Kontaktmittel, z.B. beim additivem Auftragen, mit der Leiterbahnstruktur verbunden werden und eine lösbare elektrische Kontaktierung von außen ermöglichen, z.B. durch Steckverbinder. Das Integrieren von Kontaktmitteln wird bevorzugt mit einer Ummantelung kombiniert, welche zugleich die Kontaktmittel mechanisch befestigen kann. In Verbindung mit solchen Kontaktmitteln kann auch eine vollständige Kapselung der aufgebrachten Leiterbahnstruktur erzielt werden.Alternatively or in addition, conductive contact means, e.g. Contact pins, contact sockets or the like can be provided on the sliding element. The contact means, e.g. in additive application, are connected to the conductor track structure and enable detachable electrical contacting from the outside, e.g. through connectors. The integration of contact means is preferably combined with a casing, which can also mechanically attach the contact means. In connection with such contact means, complete encapsulation of the applied conductor track structure can also be achieved.

Die additiv gefertigte Funktionsschaltung ist vorzugsweise rein passiv, d.h. ohne eigene Energiequelle ausgeführt. Sie kann insbesondere als Zweipol ausgeführt sein, der an eine separate Auswerteschaltung über die Kontaktbereiche anzuschließen ist. Die Funktionsschaltung kann insbesondere ausschließlich aus Leiterbahnen und den Kontaktbereichen bestehen bzw. ohne diskrete elektrische bzw. elektronische Komponenten ausgeführt sein. Auch diese besonders einfache Gestaltung erlaubt z.B. eine resistive Verschleißerkennung, insbesondere durch resistive Überwachung einer Unterbrechung der Leiterbahnstruktur in der Funktionsschaltung.The additively manufactured functional circuit is preferably purely passive, i.e. executed without its own energy source. In particular, it can be designed as a two-pole connection, which is to be connected to a separate evaluation circuit via the contact areas. In particular, the functional circuit can consist exclusively of conductor tracks and the contact areas or can be designed without discrete electrical or electronic components. This particularly simple design also allows e.g. resistive wear detection, in particular by resistive monitoring of an interruption in the conductor track structure in the functional circuit.

Im Rahmen der additiven Fertigung können jedoch auch andersartige Detektoren bzw. Sensoren im Sinne von Messgrößen-Aufnehmern hergestellt werden. So kann beispielsweise auch eine kapazitive oder temperaturempfindliche Sensorstruktur additiv aufgebracht werden. Auch piezo-resistive Strukturen wurden bereits in der jüngeren Fachliteratur zu AM-Verfahren beschrieben. Ein piezo-resistiver Detektor der im AM-Verfahren herstellbar ist, wurde beispielsweise von Leigh SJ, Bradley RJ, et al. („A Simple, Low-Cost Conductive Composite Material for 3D Printing of Electronic Sensors“; PLoS ONE 7 (11); 2012) .In the context of additive manufacturing, however, other types of detectors or sensors can also be manufactured in the sense of measurement variable pickups. For example, a capacitive or temperature-sensitive sensor structure can also be applied additively. Piezo-resistive structures have also been described in the more recent AM literature. A piezo-resistive detector that can be produced using the AM method has been described, for example, by Leigh SJ, Bradley RJ, et al. ("A Simple, Low-Cost Conductive Composite Material for 3D Printing of Electronic Sensors"; PLoS ONE 7 (11); 2012).

Die Kombination von in bekannter Art und Weise hergestellten Gleitlagerteilen, insbesondere Spritzgussformteilen, mit additiver Fertigung bzw. direktem Drucken von elektrischen Schaltungen zeigt sich besonders vorteilhaft, wenn das Formteil aus einem Tribopolymer vorgefertigt ist. Tribopolymere zur schmiermittelfreien Lagerung sind an sich bekannt und umfassen typischerweise ein Basispolymer und mikroskopische Festschmierstoffe. Weiterhin kann das Tribopolymer Verstärkungsfasern und/oder Verstärkungsfüllstoffe oder sonstige Füllstoffe aufweisen. Ein geeigneter Werkstoff ist z.B. ein Tribopolymer aus der Produktreihe iglidur® der Firma igus GmbH, D-51147 Köln. Diese Art von Gleitelementen ist bestimmungsgemäß einem gewissen Verschleiß des Basispolymers ausgesetzt, der die festen Schmierstoffpartikel zur Feststoffschmierung mit dem Lagerpartner freisetzen soll. Dementsprechend ist eine Verschleißerkennung hier besonders vorteilhaft, welche sich günstig im additiven Fertigungsverfahren realisieren lässt.The combination of slide bearing parts produced in a known manner, in particular Injection molded parts with additive manufacturing or direct printing of electrical circuits are particularly advantageous when the molded part is prefabricated from a tribopolymer. Tribopolymers for lubricant-free storage are known per se and typically comprise a base polymer and microscopic solid lubricants. Furthermore, the tribopolymer can have reinforcing fibers and / or reinforcing fillers or other fillers. A suitable material is, for example, a tribopolymer from the iglidur® product range from igus GmbH, D-51147 Cologne. As intended, this type of sliding element is exposed to a certain amount of wear on the base polymer, which is intended to release the solid lubricant particles for solid lubrication with the bearing partner. Accordingly, wear detection is particularly advantageous here, which can be implemented inexpensively in the additive manufacturing process.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Gleitelement eine Ummantelung zur Stabilisierung des Formteils aufweisen. Diese Ummantelung kann auf das Formteil aus Kunststoff, auf der die Leiterbahnstruktur ausgebildet ist, aufgebracht sein. Die Ummantelung kann insbesondere durch ein Umspritzen des Formteils und der Leiterbahnstruktur mit einem weiteren Kunststoff, sodass zugleich eine äußere Schutzschicht für die Funktionsschaltung auf dem Gleitelement entsteht. Das Material der Ummantelung kann dabei vorzugsweise einen hochfesten Kunststoff umfassen, der höhere mechanische Festigkeit aufweist, als der Kunststoff des Formteils, das die Gleitfläche bereitstellt. Der Kunststoff der Ummantelung ist vorzugsweise faserverstärkt, insbesondere mit einem deutlich größeren Faseranteil als der Kunststoff des Gleitelements bzw. des Formteils. Gleitelemente mit stabilisierender Ummantelung, sind insbesondere für die Lagerung von schweren Lasten vorteilhaft. Die Ummantelung bedeckt die Außenseite des Formteils vorzugsweise zumindest überwiegend, ggf. mit einer oder mehreren Aussparungen z.B. zur Kontaktierung.In a further embodiment, the sliding element can have a casing for stabilizing the molded part. This sheathing can be applied to the molded part made of plastic, on which the conductor track structure is formed. The sheathing can be achieved, in particular, by overmolding the molded part and the conductor track structure with a further plastic, so that an outer protective layer for the functional circuit is simultaneously formed on the sliding element. The material of the casing can preferably comprise a high-strength plastic that has higher mechanical strength than the plastic of the molded part that provides the sliding surface. The plastic of the sheathing is preferably fiber-reinforced, in particular with a significantly larger proportion of fibers than the plastic of the sliding element or the molded part. Sliding elements with a stabilizing jacket are particularly advantageous for the storage of heavy loads. The casing preferably covers the outside of the molded part at least predominantly, possibly with one or more cutouts, e.g. for contacting.

Ein Kunststoff-Gleitelement mit Sensorfunktion gemäß einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele eignet sich speziell für Gleitlager zur schmiermittelfreien Lagerung, bspw. für Linear-Gleitlager, Radial-Gleitlager, Axial-Gleitlager und/oder Radial-/Axialgleitlager.A plastic sliding element with sensor function according to one of the above exemplary embodiments is particularly suitable for sliding bearings for lubricant-free storage, for example for linear sliding bearings, radial sliding bearings, axial sliding bearings and / or radial / axial sliding bearings.

Das Gleitlager kann dabei an einem ersten Lagerteil mindestens ein derartiges Gleitelement aufweisen. Dieses dient zur beweglichen Führung relativ zu einem zweiten Lagerteil in an sich für Gleitlager bekannter Bauweise. Das Lagerteil mit dem bzw. den Gleitelementen kann dabei entweder das gelagerte Lagerteil oder aber das lagernde Lagerteil (mechanisches Gestell) darstellen. Hierauf kommt es für die Erfindung nicht an. Ebenso können die vorgeschlagenen Gleitelemente für beliebige Lagertypen im mechanischen Sinne, beispielsweise Radiallager, Axiallager oder kombinierte Axial-/Radiallager usw. eingesetzt werden.The plain bearing can have at least one such sliding element on a first bearing part. This serves for movable guidance relative to a second bearing part in a construction known per se for plain bearings. The bearing part with the sliding element or elements can represent either the bearing part or the bearing part (mechanical frame). This is not important for the invention. The proposed sliding elements can also be used for any type of bearing in the mechanical sense, for example radial bearings, axial bearings or combined axial / radial bearings etc.

Bevorzugte Weiterbildung des Gleitlagers insgesamt ist am ersten Lagerteil räumlich getrennt vom Gleitelement, ggf. auch vom Gleitlager, eine Auswerteschaltung vorgesehen, mit welcher die Funktionsschaltung des Gleitelements lösbar bzw. austauschbar zur Signalübertragung über eine Leitung verbunden ist. Hierzu kann beispielsweise eine spezielle Kontaktschnittstelle zwischen Auswerteschaltung und Funktionsschaltung vorgesehen sein.A preferred further development of the slide bearing as a whole is provided on the first bearing part spatially separated from the slide element, possibly also from the slide bearing, with which the functional circuit of the slide element is detachably or interchangeably connected for signal transmission via a line. For this purpose, for example, a special contact interface can be provided between the evaluation circuit and the functional circuit.

Eine entsprechende Kontaktvorrichtung, die über eine Leitung mit der Auswerteschaltung verbunden ist, kann beispielsweise an einem Gehäuseteil des ersten Lagerteils vorgesehen sein, welches das mindestens eine Gleitelement hält.A corresponding contact device, which is connected to the evaluation circuit via a line, can be provided, for example, on a housing part of the first bearing part which holds the at least one sliding element.

Das Gehäuseteil kann einen Durchbruch bzw. eine Öffnung, Bohrung oder dgl. aufweisen, der/die von einer Oberfläche des Gehäuseteils zu dem darin gehaltenen Gleitelement führt, sodass die Kontaktbereiche der Leiterbahnstruktur kontaktiert werden können und drahtgebunden über eine Leitung mit der Auswerteschaltung verbunden werden können.The housing part can have an opening or an opening, bore or the like, which leads from a surface of the housing part to the sliding element held therein, so that the contact areas of the conductor track structure can be contacted and can be connected to the evaluation circuit via a wire ,

Die Kontaktvorrichtung kann insbesondere Federkontaktstifte zur lösbaren Kontaktierung zwischen der Auswerteschaltung und der Funktionsschaltung, insbesondere deren Kontaktbereichen, aufweisen, um einen Austausch des Gleitelements zu erleichtern. Durch eine Schnittstelle zur lösbaren Kontaktierung mit dem bzw. den Gleitelementen können die in der Herstellung aufwendigeren bzw. kostspieligeren Komponenten von den Gleitelementen getrennt, an einem nicht verschleißanfälligen Teil des Gleitlagers angeordnet werden.The contact device can in particular have spring contact pins for releasable contacting between the evaluation circuit and the functional circuit, in particular their contact areas, in order to facilitate an exchange of the sliding element. An interface for detachable contacting with the sliding element (s) makes it possible to separate the components, which are more complex or more expensive to manufacture, from the sliding elements, on a part of the sliding bearing that is not susceptible to wear.

Die Kontaktvorrichtung kann weiterhin zur Lagesicherung des Gleitelements ausgeführt sein, beispielsweise zur axialen und/oder radialen Lagesicherung des Gleitelements. Dies kann insbesondere durch geeignete Gehäusegestaltung erreicht werden, sodass mit der elektrischen Kontaktierung zugleich eine mechanische Arretierung erfolgt.The contact device can also be designed to secure the position of the sliding element, for example to secure the sliding element axially and / or radially. This can be achieved in particular by means of a suitable housing design, so that the electrical contacting also results in a mechanical locking.

Je nach Gleitlageranwendung kann das erste Lagerteil beispielsweise als Lagergehäuse bzw. Lagerschlitten ausgeführt sein. Das erste Lagerteil kann jedoch auch z.B. eine Lageraufnahme für ein als Lagerbuchse ausgeführtes Gleitelement sein.Depending on the plain bearing application, the first bearing part can be designed, for example, as a bearing housing or bearing slide. However, the first bearing part can also e.g. be a bearing holder for a sliding element designed as a bearing bush.

Am ersten Lagerteil kann ein Modul angebracht sein, das die Auswerteschaltung sowie eine Energieversorgung, beispielsweise eine Batterie für die Auswerteschaltung, umfasst.A module can be attached to the first bearing part, which module includes the evaluation circuit and a power supply, for example a battery for the evaluation circuit.

In einer Weiterbildung, insbesondere für Linearführungen, ist vorgesehen, dass das erste Lagerteil mit der Auswerteschaltung mehrere Gleitelemente mit jeweiliger Funktionsschaltung umfasst. Jedes der Gleitelemente kann austauschbar bzw. lösbar mit der Auswerteschaltung elektrisch verbunden sein, so dass mehrere Gleitelemente mit derselben Auswerteschaltung überwacht werden. Die Auswerteschaltung wertet mindestens einen Betriebsparameter, beispielsweise den Zustand bzw. elektrischen Widerstand einer einfachen Leiterschlaufe als Funktionsschaltung aus. Gemäß WO 2017/182662 A1 kann z.B. durch Überwachung verschleißbedingter Leiterunterbrechung eine wertvolle Information über den Betriebszustand des Gleitlagers bzw. Gleitelements gewonnen werden. In a further development, in particular for linear guides, it is provided that the first bearing part with the evaluation circuit comprises a plurality of sliding elements with a respective functional circuit. Each of the sliding elements can be connected to the evaluation circuit in an exchangeable or detachable manner, so that several sliding elements are monitored with the same evaluation circuit. The evaluation circuit evaluates at least one operating parameter, for example the state or electrical resistance of a simple conductor loop as a functional circuit. According to WO 2017/182662 A1 For example, by monitoring conductor interruption caused by wear, valuable information about the operating state of the plain bearing or sliding element can be obtained.

Die Auswerteschaltung kann weiterhin ein Kommunikationsmodul, insbesondere ein Funkkommunikationsmodul, umfassen, das zur Übermittlung eines Auswertungsergebnisses an ein übergeordnetes Überwachungssystem eingerichtet ist. Hierzu können beliebige drahtgebundene oder drahtlose Technologien zur Datenübertragung eingesetzt werden.The evaluation circuit can further comprise a communication module, in particular a radio communication module, which is set up to transmit an evaluation result to a higher-level monitoring system. Any wired or wireless technologies for data transmission can be used for this.

Das vorgeschlagene Gleitelement bzw. Gleitlager eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer schmiermittelfreien Lineargleitführung, aber auch für eine Vielzahl anderer Gleitlager, z.B. für einfache, preiswerte Gleitlagerbuchsen zur schmierfreien Radiallagerung.The proposed slide element or slide bearing is particularly suitable for use in a lubricant-free linear slide guide, but also for a large number of other slide bearings, e.g. for simple, inexpensive plain bearing bushes for lubrication-free radial bearings.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich - ohne Beschränkung der Allgemeinheit der vorstehenden Lehre - aus der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Abbildungen. Hierbei zeigen:

• 1A-1B: perspektivische Ansichten eines Kunststoff-Gleitelements mit einer elektrischen Funktionsschaltung mit Sensorfunktion zur Erfassung eines Betriebsparameters;
• 2A-2B: perspektivische Ansichten einer Kontaktvorrichtung zur lösbaren Kontaktierung der Funktionsschaltung am Gleitelement nach 1A-1B;
• 3: eine perspektivische Ansicht eines Lagerschlittens für eine Linearführung mit mehreren Gleitelementen nach 1A-1B und Kontaktvorrichtungen nach 2A-2B, sowie einem Modul mit einer Auswerteschaltung und einer Energieversorgung, in z.T. explodierter Darstellung;
• 4A-4C: Ansichten eines Kunststoff-Gleitelements nach einem zweiten Ausführungsbeispiel mit integrierter elektrischer Funktionsschaltung, hier für ein Radiallager, im Längsschnitt (4A),in Frontansicht (4B) und Teilvergrößerung des Längsschnitts (4C: entsprechend C aus 4A); und
• 5A-5B: zwei Funktionsschaltungen integriert in einem Kunststoff-Formteil für ein Radiallager, z.B. nach 4A-4C, jeweils in perspektivischer Ansicht.

Further details, features and advantages of the invention emerge - without restricting the generality of the above teaching - from the following detailed description of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying figures. Here show:

• 1A-1B : Perspective views of a plastic sliding element with an electrical function circuit with sensor function for detecting an operating parameter;
• 2A-2B : Perspective views of a contact device for releasable contacting of the functional circuit on the sliding element according to 1A-1B ;
• 3 : A perspective view of a bearing carriage for a linear guide with several sliding elements according to 1A-1B and contact devices according to 2A-2B , as well as a module with an evaluation circuit and a power supply, partly exploded;
• 4A-4C : Views of a plastic sliding element according to a second embodiment with integrated electrical functional circuit, here for a radial bearing, in longitudinal section ( 4A ), in front view ( 4B ) and partial enlargement of the longitudinal section ( 4C : according to C. 4A ); and
• 5A-5B : two function circuits integrated in a molded plastic part for a radial bearing, eg after 4A-4C , each in a perspective view.

Das rein beispielhaft in 1A-1B gezeigte Gleitelement, allgemein mit 10 bezeichnet, umfasst als Hauptbestandteil ein Formteil 12 das im Spritzgussverfahren aus einem Tribopolymer vorgefertigt ist, z.B. aus einem Tribopolymer vom Typ iglidur® der Firma igus GmbH, D-51147 Köln. Das Formteil 12 bildet eine innenliegende Gleitfläche 14 zur beweglichen Führung und gleitenden Relativlagerung von zwei Lagerteilen. Die konkave Gleitfläche 14 ist in 1A-1B im Wesentlichen zylindrisch gestaltet bspw. zur linearen Gleitführung an einer Profilschiene mit im Querschnitt rundem Führungsprofil, z.B. an einer Doppelschiene aus Metall (nicht gezeigt) vom Typ drylin® W der Fa. igus GmbH. Auch andere Profilquerschnitte des Formteils 12 liegen im Rahmen der Erfindung. Die für die Führung relevante Geometrie und Bauweise des Gleitelements 10 kann z.B. der Lehre aus WO 97/40281 A1 , der Lehre aus US 7,217,034 B2 bzw. DE 20 2004 016 094 U1 oder auch aus DE 20 2016 101 698 U1 entsprechen, deren diesbezüglich Lehren zur Verkürzung hier einbezogen werden.The purely exemplary in 1A-1B Shown sliding element, generally designated 10, comprises a molded part as the main component 12 which is prefabricated in an injection molding process from a tribopolymer, for example from a tribopolymer of the iglidur® type from igus GmbH, D-51147 Cologne. The molding 12 forms an internal sliding surface 14 for flexible guidance and sliding relative positioning of two bearing parts. The concave sliding surface 14 is in 1A-1B designed essentially cylindrical, for example, for linear sliding guidance on a profile rail with a guide profile that is round in cross section, for example on a double rail made of metal (not shown) of the type drylin® W from igus GmbH. Other profile cross sections of the molded part 12 are within the scope of the invention. The geometry and design of the sliding element relevant for the guidance 10 can for example from teaching WO 97/40281 A1 who are teaching US 7,217,034 B2 respectively. DE 20 2004 016 094 U1 or also from DE 20 2016 101 698 U1 correspond to, whose teachings on shortening are included here.

An der zur Gleitfläche 14 gegenüberliegenden Außenfläche 13 des Gleitelements 10 ist eine im Spritzgussverfahren Aussparungsstruktur 15 vorgefertigt. Die Aussparungsstruktur 15 bildet eine zusammenhängende Vertiefung gegenüber der Außenfläche 13 mit einer hier gleichbleibenden Tiefe in Bezug auf die Kontur bzw. Umhüllende der Außenfläche 13. Der Fußpunkt bzw. Boden der Aussparungsstruktur 15 liegt in einem gleichbleibenden Abstand zur gegenüberliegenden Gleitfläche 14. Die vorbestimmte Tiefe entspricht einer nominalen Verschleiß-Grenze bezogen auf die abnutzende Gleitfläche 14, bei deren Erreichen das Gleitelement 10 ausgetauscht werden sollte. Die gewünschte Tiefe lässt sich im Spritzgussverfahren präzise einstellen. Hinsichtlich der Verschleißgrenze wird z.B. auf die Lehre aus WO 2017/182662 A1 verwiesen. Der Querschnitt der Aussparungsstruktur 15 kann rechteckig oder quadratisch bspw. mit einer Seitenlänge von ca. 0,5-1mm sein.On the sliding surface 14 opposite outer surface 13 of the sliding element 10 is a recess structure in the injection molding process 15 prefabricated. The recess structure 15 forms a coherent depression opposite the outer surface 13 with a constant depth here in relation to the contour or envelope of the outer surface 13 , The base or bottom of the cutout structure 15 lies at a constant distance from the opposite sliding surface 14 , The predetermined depth corresponds to a nominal wear limit in relation to the wearing sliding surface 14 when they reach the sliding element 10 should be replaced. The desired depth can be precisely set in the injection molding process. With regard to the wear limit, for example, the teaching WO 2017/182662 A1 directed. The cross section of the recess structure 15 can be rectangular or square, for example, with a side length of approx. 0.5-1mm.

In der Aussparungsstruktur 15 an der konvexen Außenfläche 13 ist eine elektrische Funktionsschaltung 16 eingebracht, welche den Boden der Aussparungsstruktur 15 hier vollständig ausfüllt bzw. belegt. Die Aussparungsstruktur 15 und damit die Funktionsschaltung 16 verläuft im Beispiel aus 1A-1B in mehreren mäanderförmigen bzw. U-förmigen Schleifen und über einen überwiegenden Anteil des wirksamen Umfangswinkels und auch der wirksamen Axiallänge der Gleitfläche 14 mit insbesondere zwei endseitigen Ringabschnitten 16A, 16B, welche bis auf einen Randbereich dem Gesamtumfang der Gleitfläche 14 entsprechen. Die gewählte Topologie der Aussparungsstruktur 15 bzw. Funktionsschaltung 16 soll eine möglichst gute Abdeckung von erfahrungsgemäß verschleißkritischen Teilbereichen der Gleitfläche 14 für alle Einbaulagen erzielen, was typisch von der Art des Gleitelements 10 und dessen Anwendung abhängt.In the recess structure 15 on the convex outer surface 13 is an electrical functional circuit 16 introduced which the bottom of the recess structure 15 completely filled out or documented here. The recess structure 15 and thus the functional circuit 16 expires in the example 1A-1B in several meandering or U-shaped loops and over a predominant one Share of the effective circumferential angle and also the effective axial length of the sliding surface 14 with in particular two end ring sections 16A . 16B which, apart from an edge area, corresponds to the total circumference of the sliding surface 14 correspond. The selected topology of the cutout structure 15 or function circuit 16 should provide the best possible coverage of experience-critical parts of the sliding surface 14 achieve for all installation positions, which is typical of the type of sliding element 10 and its application depends.

Im Ausführungsbeispiel nach 1-3 soll die Funktionsschaltung 16 als Betriebsparameter den fortschreitenden Verschleiß, welcher die nützliche Wandstärke des Gleitelements 10 reduziert, erfassen. Hierzu besteht die Funktionsschaltung 16 hier lediglich aus der mäanderförmig angeordneten Leiterschleife, welche als verschleiß-sensitiver Detektor 17 zur Erfassung einer verschleißbedingten Unterbrechung der Leiterschleife dient, sowie zwei Kontaktbereichen 18A, 18B an den offenen Enden dieser Leiterschleife. Die Kontaktbereiche 18A, 18B dienen zur austauschbaren Kontaktierung, wie zu 2A-2B unten erläutert. Die Funktionsschaltung 16 ist somit rein passiv, weist keine ausgeprägten elektrischen Komponenten (Widerstände, Kondensatoren, Spulen) auf und kann so mit geringen Herstellungskosten erzeugt werden.In the embodiment according to 1-3 should the functional circuit 16 as the operating parameter the progressive wear, which is the useful wall thickness of the sliding element 10 reduced, capture. The function circuit exists for this 16 here only from the meandering conductor loop, which acts as a wear-sensitive detector 17 serves to detect a wear-related interruption of the conductor loop, as well as two contact areas 18A . 18B at the open ends of this conductor loop. The contact areas 18A . 18B are used for interchangeable contacting, such as 2A-2B explained below. The functional circuit 16 is therefore purely passive, has no pronounced electrical components (resistors, capacitors, coils) and can thus be produced at low manufacturing costs.

Erfindungsgemäß wird die Funktionsschaltung 16 in geeigneter Technik unmittelbar innerhalb der Aussparungsstruktur 15 auf das Formteil 12 aufgebracht, z.B. in MID-Technologie oder durch Direkt-Drucken bzw. ein geeignetes AM-Verfahren, z.B. ein EB-Verfahren. Die Funktionsschaltung 16, d.h. hier die Leiterschleife aus Leiterbahnen 17A bzw. der Detektor 17 und die Kontaktbereiche 18A, 18B können somit direkt und integral in einem Prozess-Schritt aufgetragen werden. Die leitenden Strukturen der Funktionsschaltung 16 können z.B. aus geeigneter druckfähiger Silber-Paste oder einem Thermoplast mit geeignetem Carbon-Anteil hergestellt werden. Nach Aushärtung soll die Detektorstruktur 17 bzw. Leiterbahn 17A eine um eine mehrfaches höhere Leitfähigkeit aufweisen als das Tribopolymer des Formteils 12. Bei Bedarf kann zunächst ein Haftungsvermittler, ebenfalls in entsprechender Druck- bzw. AM-Technik, auf den Boden der Aussparungsstruktur 15 aufgetragen werden.According to the functional circuit 16 in a suitable technique directly within the recess structure 15 on the molding 12 applied, for example in MID technology or by direct printing or a suitable AM process, for example an EB process. The functional circuit 16 , ie here the conductor loop made of conductor tracks 17A or the detector 17 and the contact areas 18A . 18B can be applied directly and integrally in one process step. The conductive structures of the functional circuit 16 can be made, for example, from a suitable printable silver paste or a thermoplastic with a suitable carbon content. After curing, the detector structure should 17 or conductor track 17A have a multiple times higher conductivity than the tribopolymer of the molded part 12 , If necessary, an adhesion promoter, also in appropriate printing or AM technology, can be placed on the bottom of the recess structure 15 be applied.

Zum zuverlässigen Kontaktieren sollten die Kontaktbereiche 18A, 18B eine größere Schichtdicke, etwa im Bereich von 250-400µm, im Vergleich zu etwa von 5-50µm für die sonstigen Leiterbahnen 17A der Leiterbahn-Topologie des Detektors 17 aufweisen. Die Leiterbreite der Leiterbahn(en) 17A, welche den Detektor 17 bilden, entspricht der vordefinierten Breite der Aussparungsstruktur 15, z.B. etwa 500µm bis hin zu wenigen Millimetern, je nach Abmessungen des Gleitelements 10.For reliable contacting, the contact areas 18A . 18B a greater layer thickness, approximately in the range of 250-400 µm, compared to approximately 5-50 µm for the other conductor tracks 17A the trace topology of the detector 17 exhibit. The conductor width of the conductor track (s) 17A which is the detector 17 form, corresponds to the predefined width of the recess structure 15 , for example about 500µm up to a few millimeters, depending on the dimensions of the sliding element 10 ,

2A-2B zeigen eine Kontaktvorrichtung 20, welche den Austausch des Gleitelements 10 vereinfacht. Die Kontaktvorrichtung 20 umfasst zwei Federkontaktstifte bzw. Druckfederkontakte 22 zur elektrischen Kontaktierung der endseitigen Kontaktbereiche 18A, 18B der Funktionsschaltung 16 auf dem Gleitelement 10 (durch Pfeile in 2B veranschaulicht). Die Federkontaktstifte 22 sind mit zusätzlichen Steckerstiften 23 auf einer Leiterplatte 24 angebracht und mit diesen jeweils leitend verbunden. Die Steckerstifte 23 dienen zur Steckverbindung mit Verbindungsleitungen einer Auswerteschaltung 39B (3). Die Leiterplatte 24 ist an einem deckelartigen Halter 25 befestigt, der als Spritzgussformteil hergestellt ist und zwei Haltearme 26 zur Befestigung aufweist. Der Halter 25 umfasst ferner einen Sicherungszapfen 27 der in eine Sicherungsnut 19 am Gleitelement 10 (vgl. 1B und 2B) zur axialen Lagesicherung des Gleitelements 10 eingreift. 2A-2B show a contact device 20 which is the replacement of the sliding element 10 simplified. The contact device 20 comprises two spring contact pins or pressure spring contacts 22 for electrical contacting of the end contact areas 18A . 18B the functional circuit 16 on the sliding element 10 (by arrows in 2 B illustrated). The spring contact pins 22 are with additional connector pins 23 on a circuit board 24 attached and conductively connected to these. The connector pins 23 are used for the plug connection with connecting lines of an evaluation circuit 39B ( 3 ). The circuit board 24 is on a lid-like holder 25 attached, which is made as an injection molded part and two holding arms 26 for attachment. The keeper 25 also includes a safety pin 27 the one in a locking groove 19 on the sliding element 10 (see. 1B and 2 B ) for the axial securing of the sliding element 10 intervenes.

3 zeigt einen Führungsschlitten 30 als gelagertes Lagerteil einer Lineargleitführung mit z.B. vier baugleichen Gleitelementen 10 nach 1A-1B zur Gleitlagerung an einer Doppelprofilschiene. Es kann ggf. auch nur ein als Indikator dienendes Gleitelement 10 nach 1A-1B mit drei herkömmlichen Gleitelement eingesetzt werden. Die Gleitelemente 10 sind jeweils in einem separaten Gehäuselager 32 aufgenommen, das eckseitig an einer Schlittenplatte 37 des Führungsschlittens 30 angebracht ist. Die Schlittenplatte 37 dient zur Montage am zu führenden Maschinenteil. Zumindest ein oder mehrere Gleitelemente 10 haben eine Funktionsschaltung 16 (1A-1B) die anhand einer zugeordneten Kontaktvorrichtung 20 (2A-2B) elektrisch kontaktiert ist. Die Kontaktvorrichtungen 20 sind in entsprechenden Aufnahmen 33 angeordnet und anhand der Haltearme 26 mit stirnseitigen Rastöffnungen 35 des jeweiligen Gehäuselagers 32 werkzeugfrei verrastbar. In der Schlittenplatte 37 sind zu jeder Aufnahme 33 Leitungskanäle 34 mit Steckbuchsen eingearbeitet bzw. vorgesehen, in welchen eine jeweilige Verbindungleitung für die entsprechende Funktionsschaltung 16 geführt wird. Die Kontaktierung der Druckfederkontakte 22 und Steckerstifte 23 erfolgt beim Verrasten der Kontaktvorrichtung 20. 3 shows a guide carriage 30 as a stored bearing part of a linear slide guide with, for example, four identical slide elements 10 to 1A-1B for plain bearings on a double profile rail. If necessary, it can also be only a sliding element serving as an indicator 10 to 1A-1B can be used with three conventional sliding elements. The sliding elements 10 are each in a separate housing bearing 32 added, the corner on a sled plate 37 of the carriage 30 is appropriate. The sled plate 37 is used for mounting on the machine part to be guided. At least one or more sliding elements 10 have a functional circuit 16 ( 1A-1B ) based on an associated contact device 20 ( 2A-2B ) is electrically contacted. The contact devices 20 are in corresponding recordings 33 arranged and based on the holding arms 26 with locking openings on the front 35 of the respective housing bearing 32 can be locked without tools. In the sled plate 37 are with every recording 33 ducts 34 incorporated or provided with sockets in which a respective connection line for the corresponding functional circuit 16 to be led. The contacting of the pressure spring contacts 22 and connector pins 23 takes place when the contact device is locked 20 ,

An der Unterseite des Führungsschlittens 30 ist eine Aufnahme 38 vorgesehen, in welcher ein elektronisches Modul 39A zum Anschluss der Funktionsschaltungen 16 über die jeweilige Kontaktvorrichtungen 20 vorgesehen ist. Das Modul 39A umfasst eine gemeinsame Auswerteschaltung 39B, z.B. mit einem Mikroprozessor, und eine Batterie 39C zur Energieversorgung. Anhand der Kontaktvorrichtungen 20 können die Gleitelemente 10 bei Erreichen der Lebensdauer leicht ausgetauscht werden, insbesondere ohne Eingriff am Modul 39A.At the bottom of the slide 30 is a recording 38 provided in which an electronic module 39A for connecting the functional circuits 16 via the respective contact devices 20 is provided. The module 39A includes a common evaluation circuit 39B , for example with a microprocessor, and a battery 39C for energy supply. Using the contact devices 20 can the sliding elements 10 when reaching the Service life can be easily replaced, especially without tampering with the module 39A ,

Die Auswerteschaltung 39B überwacht dabei zumindest den Verschleißzustand der Gleitelemente 10 über die angeschlossenen Funktionsschaltungen 16. Erreicht der Abrieb eines Gleitelements 10 die vorbestimmte Verschleißgrenze wird die Detektorstruktur 17 durchtrennt bzw. deren Widerstand erhöht. Die Auswerteschaltung 39B erfasst, ob der mit der Funktionsschaltungen 16 gebildete Stromkreis unterbrochen wird bzw. der elektrische Widerstand stark ansteigt und erkennt dadurch das Erreichen der Verschleißgrenze.The evaluation circuit 39B monitors at least the state of wear of the sliding elements 10 via the connected function circuits 16 , Reaches the abrasion of a sliding element 10 the predetermined wear limit becomes the detector structure 17 severed or their resistance increased. The evaluation circuit 39B detects whether the one with the functional circuits 16 formed circuit is interrupted or the electrical resistance increases sharply and thereby recognizes the reaching of the wear limit.

Die Auswerteschaltung 39B kann zudem weitere Betriebsparameter des Gleitlagers wie z.B. Beschleunigungs-, Temperatur-, Feuchtigkeitswerte erfassen. Die Auswerteschaltung 39B umfasst ein Kommunikationsmodul (nicht separat gezeigt) zur Datenübermittlung von Sensordaten bzw. Auswertungsergebnissen an ein übergeordnetes Überwachungssystem, z.B. über ein geeignetes Protokoll zur Funkkommunikation. Hinsichtlich geeigneter Kommunikationstechnik wird zur Verkürzung bspw. auf die Lehre aus WO 2018/115528 A1 , insbesondere zu den dortigen 8-9 verwiesen.The evaluation circuit 39B can also record other operating parameters of the plain bearing, such as acceleration, temperature and humidity values. The evaluation circuit 39B comprises a communication module (not shown separately) for data transmission of sensor data or evaluation results to a higher-level monitoring system, for example via a suitable protocol for radio communication. With regard to suitable communication technology, the teaching is shortened, for example WO 2018/115528 A1 , especially the ones there 8-9 directed.

Auf die Lagerbauform des Gleitlagers und somit des Kunststoff-Gleitelements kommt es grundsätzlich nicht an. Gleitelemente mit erfindungsgemäß integrierter Sensorik sind besonders vorteilhaft, in Anwendungen mit hohen Belastungen d.h. starkem Verschleiß und/oder in denen prädiktive bzw. zustandsorientierte Instandhaltung wünschenswert ist.The bearing design of the plain bearing and thus the plastic sliding element is fundamentally irrelevant. Sliding elements with sensors integrated according to the invention are particularly advantageous in applications with high loads, i.e. heavy wear and / or in which predictive or condition-based maintenance is desirable.

4A-4C zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel ein Gleitelement 40 für ein Radiallager, hier als Gleitlagerbuchse ausgeführt. Das Gleitelement 40 umfasst als Hauptbestandteil ein Formteil 42 das in Spritzgusstechnik aus einem Tribopolymer vorgefertigt ist, z.B. vom Typ iglidur® der Firma igus GmbH, D-51147 Köln. 4A-4C show a sliding element as a further embodiment 40 for a radial bearing, here designed as a plain bearing bush. The sliding element 40 comprises a molded part as the main component 42 which is prefabricated in injection molding technology from a tribopolymer, eg of the iglidur® type from igus GmbH, D-51147 Cologne.

Das Formteil 42 bildet eine innenliegende kreiszylindrische Gleitfläche 44A, symmetrisch zur Achse A und um diese geschlossen, zur schmierfreien Radiallagerung eines nicht gezeigten Bauteils, z.B. einer drehbaren Metallwelle. Zu letzterem ist das Tribopolymer des Formteils 42 für geringe Reibwerte passend gewählt, je nach gewünschter Lagerpaarung bzw. Gleitpaarung. Als optionalen Zusatzbestandteil hat das einstückige Gleitelement 40 hier einen versteifenden Außenmantel 43 aus einem anderen, vorzugsweise festeren Kunststoff, der durch Umspritzen des vorgefertigten Formteils 42 an der äußerer Oberfläche 44B des Formteils 42 vorgesehen ist. In 4A-4C ist der Außenmantel 43 vollständig um die Achse A umlaufend, und kann ggf. auch die axialen Stirnflächen des Formteils 42 (hier nicht gezeigt) umgreifen. Der Außenmantel 43 kann aus hochfestem Kunststoff hergestellt sein und eine die mechanische Steifigkeit bzw. Festigkeit erhöhende Ummantelung, z.B. für hohe Belastungen > 100MPa, bilden. Der Außenmantel 43 ist mit dem Formteil 42 stoffschlüssig bzw. untrennbar zu einem Teil bzw. einstückig verbunden. Das Gleitelement 40 kann z.B. im Mehrkomponenten-Verfahren hergestellt sein.The molding 42 forms an internal circular cylindrical sliding surface 44A , symmetrical to the axis A and closed around it, for the lubrication-free radial mounting of a component, not shown, for example a rotatable metal shaft. To the latter is the tribopolymer of the molded part 42 suitable for low friction values, depending on the desired bearing pairing or sliding pairing. The one-piece sliding element has an optional additional component 40 here a stiffening outer jacket 43 made of another, preferably firmer plastic, by overmolding the prefabricated molded part 42 on the outer surface 44B of the molded part 42 is provided. In 4A-4C is the outer jacket 43 completely around the axis A circumferential, and possibly also the axial end faces of the molded part 42 (not shown here). The outer jacket 43 can be made of high-strength plastic and form a sheathing which increases the mechanical rigidity or strength, for example for high loads> 100MPa. The outer jacket 43 is with the molding 42 integrally or inseparably connected to a part or in one piece. The sliding element 40 can be produced, for example, in the multi-component process.

In 4A-4C ist das Gleitelement 40 mit dem inneren Formteil 42 und dem Außenmantel 43 insgesamt im Wesentlichen zylindrisch und einteilig ausgeführt. Das Gleitelement 40 ist als lagerndes Bauteil in eine passende Aufnahme eines Lagerteils 41 (Gestell) eingesetzt, z.B. eingepasst oder eingepresst. Das Lagerteil 41 in 4A-4C nur teilweise und rein schematisch als Quader gezeigt.In 4A-4C is the sliding element 40 with the inner molding 42 and the outer jacket 43 Overall, essentially cylindrical and in one piece. The sliding element 40 is a stored component in a suitable holder of a bearing part 41 (Frame) used, eg fitted or pressed. The bearing part 41 in 4A-4C shown only partially and purely schematically as a cuboid.

An der zur konkaven Gleitfläche 44A gegenüberliegenden Oberfläche 44B hat das Formteil 42 eine Aussparungsstruktur 45, die als zusammenhängende Vertiefung in der konvexen Oberfläche 44B vorgefertigt ist. In die Aussparungsstruktur 45 ist, nach einem Prinzip analog zu 1-3, auch in 4A-4C eine elektrische Funktionsschaltung 46 eingebracht, welche aus einer Struktur aus Leiterbahnen 47A besteht und z.B. den Boden der Aussparungsstruktur 45 vollständig überdeckt bzw. ausfüllt. Die Funktionsschaltung 46 verläuft so, dass die Struktur 47 aus Leiterbahnen 47A einen Detektor zur Verschleiß-Anzeige bildet und zumindest die empirisch als kritisch bekannten Bereiche des Formteils 42 erfasst, z.B. in Schleifen über im Wesentlichen den gesamten wirksamen Umfangswinkel um die Achse A und/oder die gesamte wirksame Axiallänge der Gleitfläche 44A. Die Leiterbahnen 47A sind dabei an der äußeren Fläche des Formteils 42 ausgebildet, welches als Träger dient.On the concave sliding surface 44A opposite surface 44B has the molding 42 a recess structure 45 that as a contiguous depression in the convex surface 44B is prefabricated. In the recess structure 45 is analogous to a principle 1-3 , also in 4A-4C an electrical functional circuit 46 introduced, which consists of a structure of conductor tracks 47A exists and for example the bottom of the recess structure 45 completely covered or filled. The functional circuit 46 runs so that the structure 47 from conductor tracks 47A forms a detector for wear indication and at least the regions of the molded part known empirically as critical 42 recorded, for example in loops over essentially the entire effective circumferential angle around the axis A and / or the total effective axial length of the sliding surface 44A , The conductor tracks 47A are on the outer surface of the molded part 42 trained, which serves as a carrier.

Der Fußpunkt bzw. Boden der Aussparungsstruktur 45 liegt in gleichbleibendem Abstand zur gegenüberliegenden Gleitfläche 44A, welche einer ersten nominalen Verschleißschwelle W1 entspricht, die sich beim vorgefertigten Formteil 42 im Spritzgussverfahren relativ präzise einstellen lässt. Bei zunehmender Abnutzung der Gleitfläche 44A über die vordefinierte Verschleißschwelle W1 hinaus sollte das Gleitelement 40 ausgetauscht werden, bleibt jedoch funktionsfähig mindestens bis zur zweiten Verschleißschwelle W2 (4C). Der Querschnitt der Aussparungsstruktur 45 kann z.B. rechteckig oder quadratisch bspw. mit einer Seitenlänge von ca. 0,5-1mm sein, wie in 4C veranschaulicht.The base or bottom of the cutout structure 45 lies at a constant distance from the opposite sliding surface 44A , which is a first nominal wear threshold W1 corresponds to that of the prefabricated molded part 42 can be set relatively precisely in the injection molding process. With increasing wear of the sliding surface 44A over the predefined wear threshold W1 in addition, the sliding element 40 be replaced, however, remains functional at least up to the second wear threshold W2 ( 4C ). The cross section of the recess structure 45 can be, for example, rectangular or square, for example, with a side length of approximately 0.5-1 mm, as in 4C illustrated.

Der Außenmantel 43 nach 4A-4C dient zugleich als Schutz der Funktionsschaltung 46 und als mechanisches Widerlager für die Leiterbahnstruktur 47 nach radial Außen, so dass diese u.a. nicht ungewollt vom Formteil 42 ablösen kann.The outer jacket 43 to 4A-4C also serves to protect the functional circuit 46 and as a mechanical abutment for the conductor track structure 47 to the outside radially, so that this is not undesired from the molded part 42 can replace.

5A-5B zeigen, je nach Belastung geeignete Verläufe von Leiterbahnstrukturen 47 bzw. 57 am Formteil 42 bzw. 52, hier ohne optionale, bevorzugte Ummantelung. Das Gleitelement 40 aus 5A entspricht 4A-4C und zeigt eine Leiterbahnstruktur 47 mit überwiegend umfänglichen Verlauf um die Achse A, d.h. in 5A sind die Richtungskomponenten der Leiterbahnstruktur 47 überwiegend umlaufend um die Achse A (jeweils in Vektorbetrachtung). Der Detektor bzw. die Leiterbahnstruktur 47 aus 4A-4C hat, wie 5A zeigt, eine nach innen umgelenkte bzw. verschachtelte Leiterschlaufe die einen Zweipol ausgehend von zwei ggf. verstärkten Kontaktbereichen 48A, 48B zur drahtgebundenen Kontaktierung bildet, ähnlich 1A-1B. 5A-5B show, depending on the load, suitable courses of conductor track structures 47 respectively. 57 on the molded part 42 respectively. 52 , here without optional, preferred sheathing. The sliding element 40 out 5A corresponds to 4A-4C and shows a trace structure 47 with mostly extensive course around the axis A , ie in 5A are the directional components of the conductor structure 47 predominantly revolving around the axis A (each in vector view). The detector or the conductor track structure 47 out 4A-4C has how 5A shows an inwardly deflected or nested conductor loop which has a two-pole starting from two possibly reinforced contact areas 48A . 48B for wired contacting forms, similar 1A-1B ,

5B zeigt einen alternativen Verlauf einer Leiterbahnstruktur 57, nämlich mäanderförmig überwiegend axial in Richtung der Achse A, jedoch auch über den Gesamtumfang erstreckt. Die Leiterbahnstruktur 57 bildet auch einen Zweipol ausgehend von Kontaktbereichen 58A, 58B. Auch andere Geometrien als die gezeigten sind je nach Hauptlast geeignet und möglich, z.B. etwa sinusförmig (in Abwicklung der Umfangsfläche betrachtet), einfach ringförmig umlaufend usw. 5B shows an alternative course of a conductor track structure 57 , namely meandering predominantly axially in the direction of the axis A , but also extends over the entire scope. The trace structure 57 also forms a bipolar starting from contact areas 58A . 58B , Geometries other than those shown are suitable and possible depending on the main load, for example approximately sinusoidal (viewed in development of the circumferential surface), simply circular all around, etc.

Die auf das Formteil 42; 52 des Gleitelements 40; 50 aufgebrachte Leiterbahnstruktur 47; 57 dient jeweils als Detektor bzw. Anzeige für das Überschreiten der Verschleißgrenze W1 im Betrieb. Bei fortschreitendem Verschleiß des Gleitelements 40; 50 wird mindestens eine der Leiterbahnen 47A, 57A durch Abrieb abgenutzt bzw. beschädigt, d.h. der elektrische Widerstand steigt messbar an. Dies kann entsprechend 1-3 signaltechnisch einfach erfasst werden, etwa durch Messung von Spannung, Strom, Widerstand oder Leitwert, z.B. durch eine Auswerteschaltung (vgl. 3, 39B), die entsprechend ein Signal schaltet bzw. Nachricht ausgibt, die anzeigt, dass das Gleitelement 40; 50 getauscht werden sollte. Dabei kann zunächst eine auftretende Verringerung des Widerstands der Funktionsschaltung 46 das Erreichen der Verschleißgrenze W1 anzeigen und eine Unterbrechung der Leiterbahnstruktur 47 das Erreichen der Verschleißgrenze W2 anzeigen.The on the molding 42 ; 52 of the sliding element 40 ; 50 applied conductor track structure 47 ; 57 serves as a detector or display for exceeding the wear limit W1 operational. With progressive wear of the sliding element 40 ; 50 will be at least one of the traces 47A . 57A worn or damaged by abrasion, ie the electrical resistance increases measurably. This can be done accordingly 1-3 can easily be recorded in terms of signal technology, for example by measuring voltage, current, resistance or conductance, for example by means of an evaluation circuit (cf. 3 . 39B ), which accordingly switches a signal or outputs a message indicating that the sliding element 40 ; 50 should be exchanged. Initially, a reduction in the resistance of the functional circuit can occur 46 reaching the wear limit W1 view and an interruption in the trace structure 47 reaching the wear limit W2 Show.

Durch eine radiale Durchgangsöffnung 49A im Außenmantel 43 und eine fluchtende Durchgangsöffnung 49B im Lagerteil 41, z.B. eine Bohrung, sind die Kontaktbereichen 48A, 48B bzw. 58A, 58B von außen zugänglich. Die drahtgebundene, lösbare Verbindung bzw. Kontaktierung mit den Kontaktbereichen 48A, 48B bzw. 58A, 58B zum Signalabgriff wird durch die Durchgangsöffnungen 49A, 49B hergestellt. Hierzu ist vorzugsweise eine geeignete Kontaktvorrichtung ähnlich 2A-2B, jedoch mit zwei federbelasteten Kontaktstiften 22 in die Durchgangsöffnungen 49A, 49B eingesetzt, sodass das Gleitelement 40, 50 in Axialrichtung A, vorzugsweise ohne Entfernen der Kontaktvorrichtung, austauschbar ist und die Kontaktierung selbsttätig löst bzw. wiederhergestellt wird. Vorzugsweise ist eine gemeinsame radiale Durchgangsöffnung 49A für beide Kontaktbereiche 48A, 48B im Außenmantel 43 vorgefertigt und etwa mittig in Bezug auf die axiale Baulänge des Gleitelements 40, 50 bzw. der Lagerbuchse vorgesehen. Die Durchgangsöffnungen 49A, 49B haben bevorzugt gleichen Durchmesser und können zusammen mit der Kontaktvorrichtung (nicht gezeigt) auch hier der Axialsicherung dienen.Through a radial through opening 49A in the outer jacket 43 and an aligned through opening 49B in the storage section 41 , eg a hole, are the contact areas 48A . 48B respectively. 58A . 58B accessible from outside. The wired, detachable connection or contacting with the contact areas 48A . 48B respectively. 58A . 58B the signal is tapped through the through openings 49A . 49B manufactured. A suitable contact device is preferably similar to this 2A-2B , but with two spring-loaded contact pins 22 into the through openings 49A . 49B used so that the sliding element 40 . 50 in the axial direction A , preferably without removing the contact device, is interchangeable and the contacting is automatically released or restored. A common radial through opening is preferred 49A for both contact areas 48A . 48B in the outer jacket 43 prefabricated and approximately in the middle with respect to the axial length of the sliding element 40 . 50 or the bearing bush provided. The through openings 49A . 49B preferably have the same diameter and, together with the contact device (not shown), can also be used for axial securing.

Die Funktionsschaltung 46 mit Leiterbahnstruktur 47; 57 und Kontaktbereichen 48A, 48B bzw. 58A, 58B kann prozesstechnisch mittels verschiedenen geeigneten Prozessen auf das Formteil 42; 52 aufgebracht bzw. in dieses integriert werden. Bevorzugt werden automatisierte Prozesse, z.B. MID-Herstellungsverfahren, 3D-Druck, In-Mold-Labeling, usw. Anschließend kann optional und eine teilweise oder zumindest überwiegende schützende Kapselung (Durchgangsöffnung 49A ausgenommen) erfolgen, z.B. durch separates Umspritzen, oder auch im Zuge des 3D-Drucks. Die Funktionsschaltung 46 in 4A-4C ist rein passiv. Auch elektrische Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren, Spulen, ICs, usw. können zur Erfassung eines anderen Betriebsparameters vorgesehen werden. Dann ist ggf. eine Herstellung in MID-Technik vorteilhaft, wobei auch durch einen mit dem Formteil einstückigen Außenmantel gekapselt werden kann. Weitere Merkmale der Kunststoff-Gleitelemente 40; 50, insbesondere bzgl. Signalauswertung z.B. durch eine Auswerteschaltung 39B, können 1-3 entsprechen.The functional circuit 46 with conductor track structure 47 ; 57 and contact areas 48A . 48B respectively. 58A . 58B can process-technically by means of various suitable processes on the molded part 42 ; 52 applied or integrated into this. Automated processes, for example MID manufacturing processes, 3D printing, in-mold labeling, etc. are preferred. Subsequently, optional and a partial or at least predominant protective encapsulation (through opening 49A except) take place, for example by separate extrusion coating, or also in the course of 3D printing. The functional circuit 46 in 4A-4C is purely passive. Electrical components such as resistors, capacitors, coils, ICs, etc. can also be provided to detect another operating parameter. In this case, production using MID technology may be advantageous, whereby encapsulation can also be carried out by means of an outer jacket which is integral with the molded part. Other features of the plastic sliding elements 40 ; 50 , in particular with regard to signal evaluation, for example by an evaluation circuit 39B , can 1-3 correspond.

Alternativ oder ergänzend zur verschleißanzeigenden Sensorik können somit Funktionsschaltungen mit einem andersartigen Detektor für einen zu überwachenden Betriebsparameters eingesetzt werden, z.B. Kraft, Temperatur, Einbaulage bzw. Relativposition usw.As an alternative or in addition to the wear-indicating sensors, functional circuits with a different type of detector can be used for an operating parameter to be monitored, e.g. Force, temperature, installation position or relative position etc.

Die Erfindung ermöglicht bestimmungsgemäß die Zustandsüberwachung von Gleitelementen bzw. damit ausgerüsteten Gleitlagern. Sie ermöglicht z.B. ungeplante Ausfälle zu vermeiden, die Lebensdauer der Gleitelemente optimal auszunutzen und/oder Wartungskosten zu senken.As intended, the invention enables the condition monitoring of sliding elements or plain bearings equipped therewith. It enables e.g. to avoid unplanned failures, to optimally utilize the service life of the sliding elements and / or to reduce maintenance costs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

• 1A-1B1A-1B

  1010

  GleitelementSlide

  1212

  Formteilmolding

  1313

  Außenflächeouter surface

  1414

  Gleitflächesliding surface

  15 15

  Aussparungsstrukturrecess structure

  1616

  Funktionsschaltungfunction circuit

  16A, 16B16A, 16B

  Ringabschnittring section

  1717

  Detektor (Leiterbahnstruktur)Detector (trace structure)

  17A17A

  Leiterbahnconductor path

  18A, 18B18A, 18B

  Kontaktbereichecontact areas

  1919

  Sicherungsnutsecuring groove

• 2A-2B2A-2B

  1010

  GleitelementSlide

  1212

  Formteilmolding

  1313

  Außenflächeouter surface

  1414

  Gleitflächesliding surface

  1616

  Funktionsschaltungfunction circuit

  2020

  Kontaktvorrichtungcontact device

  2222

  Federkontaktstift/DruckfederkontaktSpring contact pin / spring contact

  2323

  Steckerstiftpin

  2424

  Leiterplattecircuit board

  2525

  Halterholder

  2626

  Haltearmeholding arms

  2727

  SicherungszapfenSecurity bolt

• 33

  1010

  GleitelementSlide

  1616

  Funktionsschaltungfunction circuit

  2020

  Kontaktvorrichtungcontact device

  3030

  Führungsschlittenguide carriage

  3232

  Gehäuselager (für Gleitelement)Housing bearing (for sliding element)

  3333

  Aufnahme (für Kontaktvorrichtung)Holder (for contact device)

  3434

  Leitungskanalduct

  3636

  Rastöffnunglatching opening

  3737

  Schlittenplattecarriage plate

  3838

  Aufnahme (für Modul 39A)Recording (for module 39A )

  39A39A

  Modulmodule

  39B39B

  Auswerteschaltungevaluation

  39C39C

  Batteriebattery

• 4A-4C, 5A

  40

  Gleitelement

  41

  Lagerteil

  42

  Formteil

  43

  Außenmantel

  44A

  Gleitfläche

  44B

  äußere Oberfläche

  45

  Aussparungsstruktur

  46

  Funktionsschaltung

  47

  Leiterbahnstruktur (hier Detektor)

  47A

  Leiterbahn

  48A, 48B

  Kontaktbereiche

  49A, 49B

  Durchgangsöffnung

  A

  Lagerachse

  W1, W2

  Verschleißgrenze

  4A-4C . 5A

  40

  Slide

  41

  bearing part

  42

  molding

  43

  outer sheath

  44A

  sliding surface

  44B

  outer surface

  45

  recess structure

  46

  function circuit

  47

  Trace structure (here detector)

  47A

  conductor path

  48A, 48B

  contact areas

  49A, 49B

  Through opening

  A

  bearing axle

  W1, W2

  wear limit

• 5B5B

  5050

  GleitelementSlide

  5252

  Formteilmolding

  5757

  Leiterbahnstruktur (hier Detektor)Trace structure (here detector)

  57A57A

  Leiterbahnconductor path

  58A, 58B58A, 58B

  Kontaktbereichecontact areas

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• WO 2017/182662 A1 [0002, 0003, 0060, 0065]WO 2017/182662 A1 [0002, 0003, 0060, 0065]
• WO 9740281 A1 [0064]WO 9740281 A1 [0064]
• US 7217034 B2 [0064]US 7217034 B2 [0064]
• DE 202004016094 U1 [0064]DE 202004016094 U1 [0064]
• DE 202016101698 U1 [0064]DE 202016101698 U1 [0064]
• WO 2018/115528 A1 [0074]WO 2018/115528 A1 [0074]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

• DIN EN ISO 17296-2 [0016]DIN EN ISO 17296-2 [0016]
• DIN 1319-1 [0033]DIN 1319-1 [0033]

Claims (20)

Kunststoff-Gleitelement (10; 40) zur schmiermittelfreien Lagerung in einem Gleitlager, wobei das Gleitelement (10; 49) ein aus Kunststoff gefertigtes, insbesondere im Spritzgussverfahren gefertigtes, Formteil (12; 42) umfasst, das eine Gleitfläche (14; 44A) zur beweglichen Führung von zwei Lagerteilen relativ zueinander aufweist, wobei am Formteil (12; 42) eine elektrische Funktionsschaltung (16; 46) mit Sensorfunktion zur Erfassung eines Betriebsparameters angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschaltung (16; 46) mindestens eine Leiterbahnstruktur (17, 17A; 47, 47A) umfasst, die auf dem Formteil (12) als Träger der Leiterbahnstruktur ausgebildet ist, wobei die Funktionsschaltung vorzugsweise durch ein additives Fertigungsverfahren (AM-Verfahren) auf dem vorzugsweise vorgefertigten Formteil (12; 42) aus Kunststoff aufgebracht ist.Plastic sliding element (10; 40) for lubricant-free storage in a sliding bearing, the sliding element (10; 49) comprising a molded part (12; 42) made of plastic, in particular made by injection molding, which has a sliding surface (14; 44A) for has movable guidance of two bearing parts relative to one another, an electrical functional circuit (16; 46) with sensor function for detecting an operating parameter being arranged on the shaped part (12; 42); characterized in that the functional circuit (16; 46) comprises at least one interconnect structure (17, 17A; 47, 47A) which is formed on the molded part (12) as a carrier of the interconnect structure, the functional circuit preferably using an additive manufacturing process (AM- Method) is applied to the preferably prefabricated molded part (12; 42) made of plastic. Gleitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (12; 42) aus einem Tribopolymer vorgefertigt ist und als Schaltungsträger, insbesondere als spritzgegossener Schaltungsträger, für die Funktionsschaltung (16; 46) dient.Sliding element after Claim 1 , characterized in that the molded part (12; 42) is prefabricated from a tribopolymer and serves as a circuit carrier, in particular as an injection molded circuit carrier, for the functional circuit (16; 46). Gleitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschaltung (16; 46) einen bzgl. des Betriebsparameters sensitiven Detektionsbereich (17; 47) umfasst.Sliding element after Claim 1 or 2 , characterized in that the functional circuit (16; 46) comprises a detection area (17; 47) which is sensitive to the operating parameter. Gleitelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsbereich (17; 47) in einem Neuzustand des Gleitelements (10; 40) einen vordefinierten Abstand zur Gleitfläche (14; 44A) aufweist und/oder an einer der Gleitfläche (14; 44A) gegenüberliegenden Oberfläche (44B) des Formteils (12; 42) vorgesehen ist.Sliding element after Claim 3 , characterized in that the detection area (17; 47) is in a new state of the sliding element (10; 40) at a predefined distance from the sliding surface (14; 44A) and / or on a surface (44B) opposite the sliding surface (14; 44A) of the molded part (12; 42) is provided. Gleitelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektionsbereich (17; 47) zumindest teilweise entlang einer zu erkennenden Verschleißgrenze (W1) verläuft, sodass ein Überschreiten der Verschleißgrenze (W1) durch die Funktionsschaltung detektierbar ist, und/oder der Detektionsbereich (17; 47) über zumindest einen überwiegenden Anteil des Umfangswinkels bzw. der Axiallänge der Gleitfläche (14; 44A) verläuft.Sliding element after Claim 3 or 4 , characterized in that the detection area (17; 47) extends at least partially along a wear limit (W1) to be recognized, so that an exceeding of the wear limit (W1) can be detected by the functional circuit, and / or the detection area (17; 47) over at least a predominant portion of the circumferential angle or the axial length of the sliding surface (14; 44A) runs. Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (12; 42) an einer Oberfläche (13; 44B), insbesondere gegenüberliegend der Gleitfläche (14;; 44A), eine Aussparungsstruktur (15; 45) aufweist, in welcher die Funktionsschaltung (16; 46) zumindest teilweise oder vollständig einliegt, wobei die Oberfläche (13; 44B) vorzugsweise konvex ausgeführt ist.Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the molded part (12; 42) on one surface (13; 44B), in particular opposite the sliding surface (14 ;; 44A), has a recess structure (15; 45) in which the Functional circuit (16; 46) is at least partially or completely inserted, the surface (13; 44B) preferably being convex. Gleitelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungsstruktur (15; 45) eine Vertiefung umfasst, die zumindest bereichsweise in einem Abstand zur Gleitfläche (14; 44A) verläuft, der einem zu erkennenden Abnutzungsgrad des Gleitelements (10; 40) entspricht.Sliding element after Claim 6 , characterized in that the recess structure (15; 45) comprises a recess which at least in regions extends at a distance from the sliding surface (14; 44A) which corresponds to a degree of wear of the sliding element (10; 40) that can be recognized. Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (17, 17A; 47, 17A) auf das vorgefertigte Formteil(12; 42) direkt und/oder integral aufgetragen ist, vorzugsweise durch ein MID-Verfahren oder ein EB-Verfahren, und mit dem Formteil (12; 42) stoffschlüssig verbunden ist.Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor track structure (17, 17A; 47, 17A) is applied directly and / or integrally to the prefabricated molded part (12; 42), preferably by a MID process or an EB process , and is integrally connected to the molded part (12; 42). Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (17, 17A; 47, 17A) aus einem Material gefertigt ist, das eine deutlich höhere Leitfähigkeit aufweist, als der Kunststoff des Formteils (12), insbesondere aus einem Material mit Silber-, Kupfer- und/oder Carbon-Anteil.Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor track structure (17, 17A; 47, 17A) is made of a material which has a significantly higher conductivity than the plastic of the molded part (12), in particular of a material with silver -, copper and / or carbon content. Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (17, 17A; 47, 17A) Leiterbahnen (17A; 47A), vorzugsweise additiv aufgebrachte Leiterbahnen (17A; 47A), umfasst die eine erste Schichtdicke aufweisen, vorzugsweise eine erste Schichtdicke von ≤200µm, besonders bevorzugt von ≤100µm bei einer Leiterbreite von 0,5-5mm; sowie Kontaktbereiche (18A, 18B; 48A, 48B), vorzugsweise additiv aufgebrachte Kontaktbereiche zur lösbaren Kontaktierung, die eine zweite Schichtdicke aufweisen, welche gegenüber der erste Schichtdicke deutlich grösser ist, vorzugsweise eine zweite Schichtdicke von ≥200µm, insbesondere im Bereich von 250-500µm..Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor track structure (17, 17A; 47, 17A) comprises conductor tracks (17A; 47A), preferably additively applied conductor tracks (17A; 47A), which have a first layer thickness, preferably a first layer thickness of ≤200µm, particularly preferably of ≤100µm with a conductor width of 0.5-5mm; and contact areas (18A, 18B; 48A, 48B), preferably additively applied contact areas for releasable contacting, which have a second layer thickness which is significantly greater than the first layer thickness, preferably a second layer thickness of ≥200 µm, in particular in the range of 250-500 µm .. Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschaltung (16; 46) passiv ausgeführt ist und insbesondere aus Leiterbahnen (17A; 47A) und Kontaktbereichen (18A, 18B; 48A, 48B) besteht und/oder zur resistiven Verschleißerkennung, insbesondere durch Leiterunterbrechung, dient.Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the functional circuit (16; 46) is passive and in particular consists of conductor tracks (17A; 47A) and contact areas (18A, 18B; 48A, 48B) and / or for resistive wear detection, in particular due to wire interruption. Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (12; 42) ein Tribopolymer umfasst, insbesondere aus einem Tribopolymer vorgefertigt ist, der ein Basispolymer und Festschmierstoffe und vorzugsweise Verstärkungsfasern und/oder Füllstoffe aufweist.Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the molded part (12; 42) comprises a tribopolymer, in particular is prefabricated from a tribopolymer which has a base polymer and solid lubricants and preferably reinforcing fibers and / or fillers. Gleitelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement eine Ummantelung (43) zur Stabilisierung des Formteils (42) aufweist, die auf das Formteil (42) aus Kunststoff, auf der die Leiterbahnstruktur ausgebildet ist, aufgebracht ist, insbesondere durch ein Umspritzen mit einem weiteren Kunststoff, vorzugsweise mit hochfestem Kunststoff.Sliding element according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding element has a casing (43) for stabilizing the molded part (42), which is applied to the molded part (42) made of plastic, on which the conductor track structure is formed, in particular by a Injection molding with another plastic, preferably with high-strength plastic. Gleitlager, insbesondere Linear-Gleitlager und/oder Radial-Gleitlager, zur schmiermittelfreien Lagerung, mit einem ersten Lagerteil (30; 41) und einem zweiten Lagerteil, wobei das erste Lagerteil (30; 41) mindestens ein Gleitelement (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst, das zur beweglichen Führung des zweiten Lagerteils relativ zum ersten Lagerteil dient, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Lagerteil (30; 41) eine Auswerteschaltung (39B) vorgesehen ist, welche mit der Funktionsschaltung (16; 46) an dem mindestens einen Gleitelement (10; 40) lösbar verbunden ist. Plain bearings, in particular linear plain bearings and / or radial plain bearings, for lubricant-free storage, with a first bearing part (30; 41) and a second bearing part, the first bearing part (30; 41) according to at least one sliding element (10; 40) of claims 1 to 13, which serves to move the second bearing part relative to the first bearing part, characterized in that an evaluation circuit (39B) is provided on the first bearing part (30; 41), which is connected to the functional circuit (16; 46) the at least one sliding element (10; 40) is detachably connected. Gleitlager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerteil (30; 41) an einem das mindestens eine Gleitelement (10; 40) haltenden Gehäuseteil (32) eine mit der Auswerteschaltung (39B) verbundene Kontaktvorrichtung (20), insbesondere mit Federkontaktstiften (22), zur lösbaren Kontaktierung der Auswerteschaltung (39B) mit der Funktionsschaltung (16; 46) aufweist.Plain bearing after Claim 14 , characterized in that the first bearing part (30; 41) on a housing part (32) holding the at least one sliding element (10; 40) has a contact device (20) connected to the evaluation circuit (39B), in particular with spring contact pins (22) Detachable contacting of the evaluation circuit (39B) with the functional circuit (16; 46). Gleitlager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (20) einen Halter (25) zur Lagesicherung, insbesondere axialen und/oder radialen Lagesicherung des Gleitelements (10) aufweist.Plain bearing after Claim 15 , characterized in that the contact device (20) has a holder (25) for securing the position, in particular axial and / or radial securing of the sliding element (10). Gleitlager nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerteil als Lagergehäuse bzw. -schlitten (30) oder als Lagerbuchse (40) ausgeführt ist und ein daran angebrachtes Modul (39A) mit der Auswerteschaltung (39B) und mit einer Energieversorgung (39C) umfasst.Plain bearing after Claim 14 . 15 or 16 , characterized in that the first bearing part is designed as a bearing housing or slide (30) or as a bearing bush (40) and comprises a module (39A) attached thereto with the evaluation circuit (39B) and with a power supply (39C). Gleitlager nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerteil (30) ein erstes Gleitelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst und ein zweites Gleitelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst, wobei die jeweilige Funktionsschaltung (16) des ersten und zweiten Gleitelements lösbar mit der Auswerteschaltung (39B) zur Signalübertragung verbunden sind.Slide bearing according to one of claims 14 to 17, characterized in that the first bearing part (30) comprises a first sliding element (10) according to one of claims 1 to 13 and comprises a second sliding element (10) according to one of claims 1 to 13, wherein the respective functional circuit (16) of the first and second sliding elements are detachably connected to the evaluation circuit (39B) for signal transmission. Gleitlager nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (39B) mindestens einen Betriebsparameter anhand der Funktionsschaltung(en) (16) auswertet und ein Kommunikationsmodul umfasst, das zur Übermittlung eines Auswertungsergebnisses an ein übergeordnetes Überwachungssystem eingerichtet ist.Slide bearing according to one of claims 14 to 18, characterized in that the evaluation circuit (39B) evaluates at least one operating parameter on the basis of the functional circuit (s) (16) and comprises a communication module which is set up to transmit an evaluation result to a superordinate monitoring system. Verwendung eines Gleitlagers nach einem der Ansprüche 14 bis 19, in einer schmiermittelfreien Lineargleitführung oder in einem schmiermittelfreien Radial- und/oder Axiallager.Use of a sliding bearing according to one of claims 14 to 19, in a lubricant-free linear slide guide or in a lubricant-free radial and / or axial bearing.

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