WO2013110110A1 - Verfahren zur herstellung eines gleitlagers und gleitlager - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines gleitlagers und gleitlager Download PDF

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WO2013110110A1
WO2013110110A1 PCT/AT2013/050022 AT2013050022W WO2013110110A1 WO 2013110110 A1 WO2013110110 A1 WO 2013110110A1 AT 2013050022 W AT2013050022 W AT 2013050022W WO 2013110110 A1 WO2013110110 A1 WO 2013110110A1
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layer
sliding bearing
support layer
bearing
plain bearing
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PCT/AT2013/050022
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Inventor
Falko Langbein
Lukas HÄDICKE
Martin HOLZINGER
Original Assignee
Miba Gleitlager Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122—Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sliding bearing comprising a support layer and a sliding bearing layer, wherein the support layer by means of roll-cladding with the
  • Plain bearing layer is connected, and a sliding bearing comprising a support layer and a sliding bearing layer, which is connected to the support layer.
  • the deposition of white metal alloys on steel beams is usually carried out by pouring the white metal alloy on the steel beam, since the roll cladding of steel and white metal is difficult due to the very different deformability of the two connection partners.
  • an intermediate layer is inserted in order to bridge the differences in strength.
  • An example of this is the combination of a high tin-containing aluminum alloy and steel, for which an intermediate layer of pure aluminum is inserted in order to make this material composite roll-laminatable.
  • the object of the present invention is to improve the bond strength of roll-bonded plain bearing composites.
  • the surface structure is formed as a groove structure, so that therefore the surface has a groove.
  • the groove structure has the advantage that this structure can be easily incorporated in an industrial production process by using corresponding molding or embossing rolls. The introduction of the groove structure is thus better implemented in a Walzplattierbacter.
  • the groove Structure of the state of stress in the sliding bearing layer can be increased, thereby further improving the effects described above and thus also the bonding strength of the sliding bearing layer can be additionally increased on the support layer. It can also be provided that undercutting is produced in the groove structure during roll cladding.
  • the bond strength can be further increased by improved positive locking by "hooking" the sliding bearing layer in the grooves
  • a binding layer is applied or binding particles are applied, in which case the binding particles are preferably selected from a group comprising Cu, Sb, Al, Zn, Bi, Sn, Fe, Mg, Mn, Ni, Ti, V and mixtures thereof.
  • the advantage here is that this increases the specific surface area in comparison to the groove structure and thus improves the bond strength, and it is advantageous if the binding particles have a surface coverage of at least
  • 100 particles / cm 2 are applied. It is thereby achieved that at least individual particles are arranged within the surface structure, so that therefore an increased bonding strength is achieved via the binding particles within the structuring and not only in the non-structured region of the surface. This additionally assists in preventing slipping of the plain bearing layer during roll cladding due to a cling effect, so that the binder particles act not only after the connection is made, but already before during the formation of the joint.
  • the groove structure may be created instead of in the surface of the backing layer or additionally on the surface of the tie layer.
  • the bonding layer acts not only on heat treatment subsequent to plating for the formation of mixed crystal due to diffusion and thus for increasing the bonding strength by the solid solution formation, but also mechanically for increasing the bonding strength due to the bonding Positive engagement.
  • the bonding layers are usually softer than the carrier layer. In the event that the carrier layer additionally has a surface structure, this can be carried out with a smaller depth, whereby the forces required to form the surface structure, if it is introduced mechanically, can be reduced, and thus in particular the tool for producing the surface structure has a longer service life.
  • the groove grooves having a groove width which is selected from a range with a lower limit of 0.1 mm and an upper limit of 0.9 mm
  • the grooves have a groove depth which is selected from a range having a lower limit of 0.1 mm and an upper limit of 0.9 mm.
  • the sliding bearing layer consists of a white metal or an aluminum-based alloy because such alloys used for sliding bearings are known to have a very high ability to adapt. It is thus also better the form fit between the carrier layer and the plain bearing layer.
  • the sliding bearing layer comprises a soft metal which is selected from a group consisting of Sn, In, Bi, Pb, Ag, and mixtures thereof, wherein the soft metal content in the plain bearing layer at least 20 wt .-% and at most 95 %
  • the sliding bearing layer by the limitation of the maximum proportion also has a sufficient intrinsic strength.
  • FIG. 1 shows a plain bearing in side view
  • Fig. 4 shows a detail of a sliding bearing according to a further embodiment of the positive connection.
  • Fig. 1 shows a plain bearing 1 in side view.
  • the sliding bearing 1 comprises or consists of a support layer 2 and a sliding bearing layer 3.
  • the non-closed sliding bearing 1 can, in addition to the Haibschalenaus installation with an angle range of at least approximately 180 0 angle range have a deviating angle range, for example, at least approximately 120 0 or at least approximately 90 °, so that the sliding bearing element 1 as a third shell, or as Quarter- shell can be formed, which are combined with corresponding further bearing shells in a bearing receptacle, wherein the sliding bearing 1 is preferably installed according to the invention in the higher loaded area of the bearing support.
  • the sliding bearing 1 is preferably installed according to the invention in the higher loaded area of the bearing support.
  • a design as a bearing bush there are also other embodiments of the sliding bearing 1 possible, for example, a design as a bearing bush.
  • the support layer 2 is usually made of a hard material. As materials for the support layer 2, also called support shell, bronzes, brass, etc. can be used. In the preferred embodiment of the invention, the support layer 2 consists of a steel.
  • the plain bearing layer 3 is formed in the embodiment of FIG. 1 as a sliding layer, which is in direct contact with the component to be stored, for example, a shaft.
  • the sliding bearing layer 3 is a bearing metal layer on which the sliding layer is applied in the sequence.
  • at least one intermediate layer is arranged between this bearing metal layer and the sliding layer, for example a diffusion barrier layer and / or a bonding layer.
  • the plain bearing layer 3 consists of a softer with respect to the material of the support layer 2 material.
  • the sliding bearing layer 3 consists of a white metal.
  • the white metal may, for example, the composition SnSb7Cu3,5Cdl,
  • PbSbl4Sn9CuNiCdAs PbSnl5 SnlOAs, SnSb7Cu3.5, SnSb8Cu3, SnSb8Cu3.5NiCd,
  • SnSblOCu4NiCdAsCr or SnSbl2Cu5.5NiCdAs although other compositions as known in the art are possible.
  • white metal alloys it is also possible to use other alloys, for example aluminum-based alloys, in particular aluminum-based alloys with a high proportion of a soft metal, or lead bronzes.
  • a soft metal in the context of the invention is understood as meaning a metal which is selected from a group comprising Sn, In, Bi, Pb and Ag, mixtures of at least two of the elements of this group also being possible.
  • a high proportion of soft metal in the non-white metal alloy ie, for example, the aluminum-based alloy
  • a soft metal content of at least 20% by weight is understood as meaning a soft metal content of at least 20% by weight.
  • the soft metal content is between 20% by weight and 40% by weight
  • the soft phase fraction can be up to 95% by weight, for example between 40% by weight and 85% by weight.
  • the proportion of soft metal can be up to 20% by weight.
  • the soft metal content varies depending on the use of these alloys, ie as a bearing metal layer or as a sliding layer, wherein preferred sliding layer alloys compared to bearing metal alloys have a higher proportion of Weichphasenele- element (s).
  • Examples of such aluminum base alloys are AlSn40Cu, AlSn40, AlSn25Cu, AlSn25, AlSn25CuMn, AlSn20Cu, AlSn20CuMn, although other aluminum base alloys known in the art may be used.
  • Another suitable alloy is eg PbSn9Sbl5.
  • the slide bearing layer 3 is connected to the support layer 2 by roll-plating. As is known, the support layer 2 and the plain bearing layer 3 are brought together so that they abut one another superficially, and this loose composite is then fed to a rolling mill comprising two or more rolling tools, between which the two layers are carried out and joined together.
  • the resulting composite i. the precursor for the respective plain bearing element, still formed to the final (half) shell in a press.
  • strips can be previously cut from a larger plates that correspond to the dimensions of the sliding bearing element to be produced from it at least approximately - it can also be post-processing done after the forming, for example by fine boring.
  • the support layer 2 is provided with a surface structuring 4.
  • This surface structure has elevations 5 and depressions 6, which are arranged between the elevations 5.
  • the recesses 6 can be designed such that they are surrounded on all sides by surveys 5.
  • the depressions 6 can have a round, oval, square, rectangular, hexagonal or generally polygonal cross-section, for example in plan view.
  • the distance between each two adjacent recesses 6 can be between 0.05 mm and 0.5 mm.
  • the surface structuring 4 is formed as a groove, which is formed by individual adjacent grooves, ie groove-shaped depressions 6, which are separated from each other by webs which form the elevations 5.
  • the groove-shaped depressions 6 can with their longitudinal extent in the circumferential direction of the sliding bearing.
  • the groove-shaped depressions 6 preferably have a groove width 7 which is selected from a range with a lower limit of 0.1 mm and an upper limit of 0.9 mm, in particular from a range with a lower limit of 0.3 mm and an upper limit of 0.7 mm.
  • the groove width is the distance between the centers of the depression 6 bounding flanks of the elevations. 6
  • a groove depth 8 is preferably selected from a range having a lower limit of 0.1 mm and an upper limit of 0.9 mm, in particular, a range having a lower limit of 0.4 mm and an upper limit of 0.8 mm ,
  • the groove depth 8 corresponds to the maximum height of the surveys 5 adjoining the respective depression 6, measured from the deepest point of a bottom surface 9 of the depression 6.
  • the bottom surface 9 may be designed to be at least approximately planar in the context of manufacturing tolerances. However, it is also possible to provide them with a curve, so that the bottom surface 9 assumes a convex course with respect to the recess 6.
  • flanks of the elevations 5 viewed in cross-section can run in a straight line. Likewise, however, these flanks can also have a curved course with a curvature in the direction of the depression 6.
  • bottom surface 9 and / or these flanks consist of a combination of planar or rectilinear and curved sections.
  • the recesses 6 are formed with partially different depths to each other and / or the elevations 5 with partially different height to each other.
  • the surface structuring is effected by means of at least one molding roll, i. a profile roll or an embossing roll, made, which has the corresponding surface contour and which is pressed into the surface to be profiled. It is also possible, the surface structuring 4 in several steps with several molding rolls, i. a profile roll or an embossing roll, made, which has the corresponding surface contour and which is pressed into the surface to be profiled. It is also possible, the surface structuring 4 in several steps with several molding roll, i. a profile roll or an embossing roll, made, which has the corresponding surface contour and which is pressed into the surface to be profiled. It is also possible, the surface structuring 4 in several steps with several molding roll, i. a profile roll or an embossing roll, made, which has the corresponding surface contour and which is pressed into the surface to be profiled. It is also possible, the surface structuring 4 in several steps with several molding roll, i. a profile roll or an emboss
  • the surface structuring can also be introduced by means of laser or electron beam, etc. After the formation of the surface structure 4 on the support layer 2, this is with the
  • Plain bearing layer 3 merged and rolled off the two layers together.
  • the material of the sliding bearing layer 3 is partially displaced into the recesses 6, whereby in addition to the above-mentioned cold welding of the two materials, a positive connection is formed in the sequence.
  • at least one of the two materials to be joined in particular the material of the plain bearing layer 3 is heated prior to plating, wherein the temperature should be at most 70%, in particular at most 50% of the melting temperature of the material.
  • the plating i. the rolling is preferably carried out with a stitch between 5% and 60%. Accordingly, to be connected to the layer thickness reduction of the two
  • the layer thickness of the sliding bearing layer 3 is reduced by a value between 20% and 70% relative to the starting layer thickness. If appropriate, the layer thickness of the support layer 2 is also reduced, for example by a value of between 5% and 30%, based on its initial layer thickness.
  • the roll cladding can be done in one or more steps.
  • the layer thickness decrease per rolling pass can be between 1% and 10%, based on the initial layer thickness.
  • the roll cladding can also be carried out with a larger stitch, in particular between 30% and 50%. The result of this embodiment is shown in FIG.
  • Fig. 3 shows how Fig. 2 also the support layer 2 and the sliding bearing layer 3 connected thereto after the roll cladding.
  • the deformation during the roll cladding was chosen so large in this embodiment, however, that not only the material of the
  • Plain bearing layer 3 was partially displaced in the recesses 6, but that additionally the elevations 5 of the surface structuring 4, in this case, the webs between the grooves, at least partially deformed, so that these - viewed in cross section - mushroom-shaped with undercuts 10 are formed. It was also observed that an upper end face 11 of the elevations 5 curves and at least approximately forms a concave course. This Ver- or deformation is supported by the above-mentioned stress states in the plain bearing layer 3 during the roll cladding. Thus, the elevations 5 are deformed more in a head region 12 than in a foot region 13.
  • a geometric toothing ie the positive connection
  • the two layers supported each other and thus improves the bond strength of the composite material.
  • a further embodiment of the sliding bearing 1 is shown by dashed lines.
  • a bonding layer 14 is disposed between the support layer 2 and the sliding bearing layer 3, which is connected to the support layer 2.
  • the binding layer 14 is applied before the roll cladding on the support layer 2 or deposited on this, for example, galvanically or in a corresponding dipping process.
  • the material for the bonding layer 14 may be selected from a group consisting of copper, tin, aluminum, copper, nickel, antimony, zinc, bismuth, iron, magnesium, manganese, titanium, vanadium and their alloys.
  • the layer thickness of the bonding layer 14 is selected so that the surface structure 4 is completely formed in the bonding layer 14.
  • the surface of the support layer 2 remains at least largely or wholly free of such a surface structuring 4th
  • the bonding layer 14 is generally softer than the backing layer 2, the advantage is achieved that the introduction of the surface structuring 4 can take place at a lower pressure.
  • the bonding layer 14 additionally enables a mixed crystal formation of constituents of the bonding layer 14 and of the material of the sliding bearing layer 3 to take place during a heat treatment of the composite material subsequent to the roll cladding, which in turn contributes to improving the bonding strength of the layers.
  • mixed crystals can be formed with copper.
  • binder particles can be sprinkled onto the already structured surface of the support layer 2 in order to improve the bond strength.
  • binder particles are understood as meaning particles which, in comparison with a design without such particles, improve adhesion of the plain bearing layer 3 to the support layer 2.
  • the binder particles may be selected from a group comprising Cu, Sb, Al, Zn, Bi, Sn, Fe, Mg, Mn, Ni, Ti, V, and mixtures thereof.
  • the binding particles have a surface coverage of at least 100 particles / cm 2 , in particular with a surface coverage of between 500 particles.
  • kel / cm 2 and 120000 particles / cm 2 preferably between 500 particles / cm 2 and 5000 particles / cm 2 applied.
  • the maximum diameter is the largest diameter dimension of a particle.
  • the binding particles preferably have an at least approximately round or at least approximately tuberous or at least approximately cubic habit, so that they do not act as notching. In principle, however, binding particles can also be used which differ from one another, e.g. elongated, exhibit habit.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of an intermediate product for the sliding bearing 1 (Fig. 1).
  • the surface structuring is formed in the surface of the support layer 2.
  • the bonding layer 14 is partially applied to this already profiled surface as a result, and in particular deposited in the depressions 6.
  • the plain bearing layer 3 is rolled onto this composite material.
  • the advantage of the mixed crystal formation as described above, can be achieved to improve the bond strength.
  • the surface structuring 4 is formed both at least partially in the support layer 2 and at least partially in the bonding layer 14.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers (1) umfassend eine Stützschicht (2) und eine Gleitlagerschicht (3), wobei die Stützschicht (2) mittels Walzplattieren mit der Gleitlagerschicht (3) verbunden wird, und wobei vor dem Walzplattieren auf der Oberfläche der Stützschicht (2) eine Oberflächenstrukturierung (4) erzeugt wird und danach die Gleitlagerschicht (3) auf die Oberflächenstrukturierung (4) aufgewalzt wird.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GLEITLAGERS UND GLEITLAGER
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers umfassend eine Stütz- schicht und eine Gleitlager Schicht, wobei die Stütz Schicht mittels Walzplattieren mit der
Gleitlagerschicht verbunden wird, sowie ein Gleitlager umfassend eine Stützschicht und eine Gleitlagerschicht, die mit der Stützschicht verbunden ist.
Die Verwendung von Weißmetalllegierungen für Gleitlagerschichten, wie z.B. Lagermetall- schichten oder Gleitschichten, ist im Stand der Technik bereits im großen Umfang dokumentiert. Es sei dazu beispielsweise auf die AT 505 664 B 1 oder die AT 506 450 B 1 verwiesen.
Die Abscheidung von Weißmetalllegierungen auf Stahlträgern erfolgt üblicherweise durch Aufgießen der Weißmetalllegierung auf den Stahlträger, da das Walzplattieren von Stahl und Weißmetall aufgrund des sehr unterschiedlichen Verformungsvermögens der beiden Verbindungspartner Schwierigkeiten bereitet.
Üblicherweise wird bei großen Festigkeitsunterschieden zwischen dem Trägermaterial und dem damit verbunden Gleitlagerwerkstoff eine Zwischenschicht eingefügt, um die Festig- keitsunterschiede zu überbrücken. Ein Beispiel hierfür ist der Verbund einer hoch zinnhaltigen Aluminiumlegierung und Stahl, für den eine Zwischenschicht aus Reinaluminium eingefügt wird, um diesen Werkstoffverbund walzplattierbar zu machen.
Prinzipiell wurde das Plattieren von Stahl-Weißmetall- Verbunden im Stand der Technik eben- falls bereits erwähnt. So ist aus der voranstehend zitierten AT 506 450 B 1 bekannt, dass sich für die Verbindung der Lagermetallschicht aus Weißmetall mit der Stützschale das Plattieren eignet, wenn sichergestellt ist, dass die Lagermetallschicht höchstens im Bereich der Verbin- dungfläche über den Schmelzpunkt erwärmt wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass gemäß dieser Druckschrift die Verbindungsfestigkeit durch eine feinkörnige Struktur der Weißme- talllegierung verbessert wird. Die Feinkörnigkeit wird dazu durch eine sehr schroffe Abkühlung erreicht. Über das Plattieren an sich ist dieser Druckschrift jedoch nichts zu entnehmen. Vielmehr beschreiben sämtliche Beispiele in dieser Druckschrift ebenfalls die Verwendung von Haftvermittlungsschichte auf Basis von Zinn oder Zink bzw. die Verwendung von Lotschichten.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, die Verbundfestigkeit von walzplattierten Gleitlagerverbundwerkstoffen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird einerseits mit dem eingangs genannten Verfahren und andererseits mit dem eingangs genannten Gleitlager gelöst, wobei nach dem Verfahren vorgesehen ist, dass vor dem Walzplattieren auf der Oberfläche der Stützschicht eine Oberflächenstruktur erzeugt wird und danach die Gleitlagerschicht auf die Oberflächenstruktur aufgewalzt wird, und bei dem Gleitlager die Stützschicht eine Oberflächenstruktur aufweist, sodass die Gleitlagerschicht zusätzlich zu einer stoffschlüssigen Verbindung formschlüssig mit der Stützschicht verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Oberflächen strukturierung die Oberfläche, die zur Herstellung des Verbundes zur Verfügung steht, vergrößert wird, wodurch die Haftung der Schichten aufeinander verbessert werden kann. Zusätzlich verhindert die Oberflächenstruktu- rierung das seitliche Abgleiten der im Vergleich zur Stützschicht, die von Natur aus hart sein sollte bzw. muss, da über die Stützschicht die Strukturfestigkeit des Gleitlagers erhalten wird, weicheren Gleitlagerschicht. Dieses stark verhinderte seitliche Abgleiten führt in der Folge zu einem höheren hydrostatischen Spannungszustand in der Gleitlagerschicht während des Plattierens. Die Folge ist ein höherer Umformgrad in beiden Werkstoffen, d.h. in der Stützschicht und der Gleitlagerschicht und damit mehr neu gebildete Oberfläche, die zur Kaltverschwei- ßung der beiden Schichten führt und damit die Bindung der beiden Schichten unterstützt. Darüber hinaus wird über die Oberflächenstruktur eine formschlüssige Verbindung der beiden Schichten erreicht, die ebenfalls unterstützend in Hinblick auf die Bindefestigkeit der beiden Schichten wirkt.
Vorzugsweise wird die Oberflächenstruktur als Rillenstruktur ausgebildet, sodass also die Oberfläche eine Rillung aufweist. Die Rillenstruktur hat den Vorteil, dass diese Struktur einfach in einem industriellen Produktionsprozess eingebracht werden kann, indem dazu entsprechende Form- oder Prägewalzen verwendet werden. Die Einbringung der Rillenstruktur ist also besser in ein Walzplattierverfahren implementierbar. Darüber hinaus kann mit der Rillen- struktur der Spannungszustand in der Gleitlagerschicht vergrößert werden, wodurch in der Folge die voranstehend beschriebenen Effekte weiter verbessert und damit auch die Bindefestigkeit der Gleitlagerschicht auf der Stützschicht zusätzlich erhöht werden kann. Es kann auch vorgesehen werden, dass während des Walzplattierens in der Rillenstruktur Hin- terschneidungen erzeugt werden. Durch die Hinterschneidungen kann die Verbundfestigkeit durch verbesserten Formschluss weiter erhöht werden, indem sich die Gleitlagerschicht in den Rillen„verhakt". Zur weiteren Verbesserung der Haftfestigkeit bzw. Bindefestigkeit des Verbundes kann nach einer anderen Ausführungsvariante vorgesehen werden, dass vor dem Walzplattieren auf die Oberfläche der Stützschicht zumindest bereichsweise eine Bindeschicht aufgetragen wird oder Bindepartikel aufgebracht werden. Vorzugsweise sind dabei die Bindepartikel ausgewählt werden aus einer Gruppe umfassend Cu, Sb, AI, Zn, Bi, Sn, Fe, Mg, Mn, Ni, Ti, V sowie Mischungen daraus. Von Vorteil ist dabei, dass damit die spezifische Oberfläche im Vergleich zur Rillenstruktur erhöht und damit die Verbundfestigkeit verbessert werden kann. Von Vorteil ist es weiter, wenn die Bindepartikel mit einer Flächenbelegung von zumindest
100 Partikel/cm2 aufgebracht werden. Es wird damit erreicht, dass zumindest einzelne Partikel innerhalb der Oberflächenstruktur angeordnet sind, sodass also eine erhöhte Bindefestigkeit über die Bindepartikel innerhalb der Strukturierung und nicht nur im nicht strukturierten Bereich der Oberfläche erreicht wird. Dies unterstützt zusätzlich das Verhindern des Abgleitens der Gleitlagerschicht während des Walzplattierens infolge eines Verkrallungseffekts, sodass also die Bindepartikel nicht nur nach der Herstellung der Verbindung wirken sondern bereits vorher während der Ausbildung der Verbindung.
Die Rillenstruktur kann anstelle in der Oberfläche der Stützschicht oder zusätzlich dazu an der Oberfläche der Bindeschicht erzeugt werden bzw. vorhanden sein. Damit wirkt die Bindeschicht nicht nur bei einer an das Plattieren anschließenden Wärmebehandlung zur Mischkristallbildung infolge Diffusion und damit zur Erhöhung der Bindefestigkeit durch die Mischkristallbildung sondern auch mechanisch zur Erhöhung der Bindefestigkeit infolge eines Formschlusses. Darüber hinaus wird damit die Einbringung der Oberflächenstruktur erleichtert, das Bindeschichten üblicherweise weicher sind als die Trägerschicht. Für den Fall, dass die Trägerschicht zusätzlich einer Oberflächenstruktur aufweist, kann diese mit geringerer Tiefe ausgeführt werden, wodurch die erforderlichen Kräfte zur Ausbildung der Oberflächen- struktur, sofern diese mechanisch eingebracht wird, reduziert werden können und damit insbesondere auch das Werkzeug zur Erzeugung der Oberflächenstruktur eine höhere Standzeit aufweist.
Nach Ausführungsvarianten des Gleitlagers kann vorgesehen werden, dass die Rillung Rillen mit einer Rillenbreite aufweist, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 0,9 mm, und/oder dass die Rillen eine Rillentiefe aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 0,9 mm. Mit Rillenbreiten und/oder Rillentiefen oberhalb von 0,9 mm wurde festgestellt, dass die voranstehend beschriebenen Effekte des Aufbaus des Span- nungszustandes in der Gleitlagerschicht nur unzureichend erreicht werden, da die Rillen nur ungenügend, d.h. teilweise unvollständig, mit dem Werkstoff der Gleitlagerschicht gefüllt werden. Mit Rillentiefen und/oder Rillenbreiten unterhalb von 0,1 mm wurde wiederum beobachtet, dass zwar die beschriebenen Effekte noch erreicht werden, allerdings nur in einem verringertem Ausmaß, sodass also auch die Verbesserung der Bindefestigkeit nur in einem verringerten Ausmaß erreicht wird.
Vorzugsweise besteht die Gleitlagerschicht aus einem Weißmetall oder einer Aluminiumbasislegierung da derartige für Gleitlager eingesetzte Legierungen bekanntermaßen eine sehr hohe Fähigkeit zur Anpassung aufweisen. Es ist damit auch der Formschluss zwischen der Trägerschicht und der Gleitlagerschicht besser darstellbar.
Dabei ist auch von Vorteil, wenn die Gleitlagerschicht ein Weichmetall aufweist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Sn, In, Bi, Pb, Ag, sowie Mischungen daraus, wobei der Weichmetallanteil in der Gleitlagerschicht mindestens 20 Gew.-% und maximal 95 Gew.- % beträgt, da damit einerseits infolge des Anteils an dem Weichmetall die Anpassungsfähigkeit und damit der Formfüllfaktor in Bezug auf die Oberflächenstruktur verbessert werden kann, neben den verbesserten Gleiteigenschaften dieser Legierungen, sodass also das Einwal- zen in die Oberflächenstruktur verbessert wird, und andererseits die Gleitlagerschicht durch die Begrenzung des maximalen Anteils auch eine ausreichende Eigenfestigkeit aufweist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung: Fig. 1 ein Gleitlager in Seitenansicht;
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Gleitlager mit Ausbildung des Verbundes;
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Gleitlager nach einer Ausführungsvariante des formschlüssigen Verbundes;
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Gleitlager nach einer weiteren Ausführungsvariante des formschlüssigen Verbundes.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt ein Gleitlager 1 in Seitenansicht. Das Gleitlager 1 umfasst bzw. besteht aus einer Stützschicht 2 und einer Gleitlagerschicht 3.
Das nicht geschlossene Gleitlager 1 kann neben der Haibschalenausführung mit einer Win- kelbereichüberdeckung von zumindest annähernd 180 0 auch eine davon abweichende Win- kelbereichüberdeckung aufweisen, beispielsweise zumindest annähernd 120 0 oder zumindest annähernd 90 °, sodass also das Gleitlagerelement 1 auch als Drittelschale, oder als Viertel- schale ausgebildet sein kann, die mit entsprechenden weiteren Lagerschalen in einer Lageraufnahme kombiniert werden, wobei das Gleitlager 1 nach der Erfindung bevorzugt im höher belasteten Bereich der Lageraufnahme eingebaut wird. Es sind aber auch andere Ausführungsvarianten des Gleitlagers 1 möglich, beispielsweise eine Ausführung als Lagerbuchse.
Die Stützschicht 2 besteht üblicherweise aus einem harten Werkstoff. Als Werkstoffe für die Stützschicht 2, auch Stützschale genannt, können Bronzen, Messing, etc. verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung besteht die Stützschicht 2 aus einem Stahl.
Die Gleitlagerschicht 3 ist bei der Ausführungsvariante nach Fig. 1 als Gleitschicht ausgebildet, die in direktem Kontakt mit dem zu lagernden Bauteil, beispielsweise einer Welle, steht.
Es besteht im Rahmen der Erfindung aber neben der Zweischichtigen Ausführung auch die Möglichkeit, das Gleitlager 1 aus mehr als zwei Schichten aufzubauen. In diesem Fall ist die Gleitlagerschicht 3 eine Lagermetallschicht, auf der in der Folge noch die Gleitschicht aufgebracht wird. Es besteht dabei die Möglichkeit, dass zwischen dieser Lagermetallschicht und der Gleitschicht zumindest eine Zwischenschicht angeordnet wird, beispielsweise eine Diffusionssperrschicht und/oder eine Bindeschicht.
Derartige konstruktive Aufbauten von Mehrschichtgleitlagern sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, sodass diesbezüglich auf den einschlägigen Stand der Technik verwie- sen sei.
Die Gleitlagerschicht 3 besteht aus einem in Bezug auf den Werkstoff der Stützschicht 2 weicheren Werkstoff. Insbesondere besteht die Gleitlagerschicht 3 aus einem Weißmetall. Das Weißmetall kann beispielsweise die Zusammensetzung SnSb7Cu3,5Cdl,
PbSbl4Sn9CuNiCdAs, PbSnl5 SnlOAs, SnSb7Cu3,5, SnSb8Cu3, SnSb8Cu3,5NiCd,
SnSblOCu4NiCdAsCr oder SnSbl2Cu5,5NiCdAs aufweisen, wobei auch andere Zusammensetzungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, möglich sind. Neben Weißmetalllegierungen können auch andere Legierungen verwendet werden, beispielsweise Aluminiumbasislegierungen, insbesondere Aluminiumbasislegierungen mit einem hohen Anteil an einem Weichmetall, oder Bleibronzen. Unter einem Weichmetall im Sinne der Erfindung wird ein Metall verstanden, das ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Sn, In, Bi, Pb und Ag, wobei auch Mischungen aus zumindest zwei der Elemente dieser Gruppe möglich sind.
Unter einem hohen Anteil an Weichmetall in der Nichtweißmetalllegierung, also beispiels- weise der Aluminiumbasislegierung wird im Sinne der Erfindung ein Weichmetallanteil von zumindest 20 Gew.-% verstanden. Insbesondere beträgt der Weichmetallanteil zwischen 20 Gew.-% und 40 Gew.-%,
In Weißmetalllegierungen kann hingegen der Weichphasenanteil bis zu 95 Gew.-%, bei- spielsweise zwischen 40 Gew.-% und 85 Gew.-%, betragen.
In Bleibronzen kann der Weichmetallanteil bis zu 20 Gew.-% betragen.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Weichmetallanteil je nach Einsatz dieser Legierungen, also als Lagermetallschicht oder als Gleitschicht, variiert, wobei bevorzugt Gleitschichtlegierungen im Vergleich zu Lagermetalllegierungen einen höheren Anteil an Weichphasenele- ment(en) aufweisen.
Prinzipiell ist jedoch auch die umgekehrte Ausführung, also der höhere Anteil an Weichpha- senelement(en) in der Lagermetalllegierung, bezogen auf die Gleitschicht, möglich, wenngleich diese Ausführungen Spezialanwendungen vorbehalten sind.
Beispiele für derartige Aluminiumbasislegierungen sind AlSn40Cu, AlSn40, AlSn25Cu, AlSn25, AlSn25CuMn, AlSn20Cu, AlSn20CuMn, wobei auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Aluminiumbasislegierungen verwendet werden können.
Eine andere verwendbare Legierung ist z.B. PbSn9Sbl5. Die Gleitlagerschicht 3 ist mit der Stützschicht 2 durch Walzplattieren verbunden. Es werden dazu bekanntlich die Stützschicht 2 und die Gleitlagerschicht 3 zusammengeführt, sodass sie oberflächlich aneinander anliegen, und dieser lose Verbund danach einem Walzstuhl zugeführt, der zwei oder mehrere Walzwerkzeuge umfasst, zwischen denen die beiden Schichten durchgeführt und dabei miteinander verbunden werden.
Anschließend wird der dabei entstandene Verbundwerkstoff, d.h. das Vorprodukt für das jeweilige Gleitlagerelement, noch zur endgültigen (Halb) schale in einer Presse umgeformt. Gegebenenfalls können vorher noch aus einer größeren Platten Streifen geschnitten werden, die den Abmessungen des daraus herzustellenden Gleitlagerelementes zumindest annähernd entsprechen - es kann nach der Umformung auch noch eine Nachbearbeitung erfolgen, beispielsweise durch Feinbohren.
Diese prinzipielle Vorgangsweise ist bereits im Stand der Technik ausreichend dokumentiert, sodass zu weiteren Einzelheiten dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen sei.
In Fig. 2 ist nun eine erste Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt.
Das Vorprodukt für das Gleitlager 1, welches nur ausschnittsweise in Seitenansicht dargestellt ist, umfasst bzw. besteht wiederum die Stützschicht 2 sowie die Gleitlagerschicht 3.
Die Stützschicht 2 ist mit einer Oberflächenstrukturierung 4 versehen. Diese Oberflächen- strukturierung weist Erhebungen 5 sowie Vertiefungen 6 auf, die zwischen den Erhebungen 5 angeordnet sind. Die Vertiefungen 6 können so ausgestaltet sein, dass sie allseitig von Erhe- bungen 5 umgeben sind. In diesem Fall können die Vertiefungen 6 beispielsweise in Draufsicht einen runden, ovalen, quadratischen, rechteckigen, sechseckigen oder generell einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Der Abstand zwischen jeweils zwei nebeneinanderliegenden Vertiefungen 6 kann dabei zwischen 0,05 mm und 0,5 mm betragen. Vorzugsweise ist die Oberflächenstrukturierung 4 jedoch als Rillung ausgebildet, die durch einzelne nebeneinanderliegende Rillen, d.h. rillenförmige Vertiefungen 6, gebildet wird, die von Stegen, die die Erhebungen 5 bilden, voneinander getrennt sind. Die rillenförmigen Vertiefungen 6 können dabei mit ihrer Längserstreckung in Umfangsrichtung des Gleitlagers 1 und/oder in radialer Richtung und/oder in diagonaler Richtung, d.h. schräg zur radialen Richtung verlaufen. Vorzugsweise verlaufen sie jedoch in Umfangsrichtung des daraus hergestellten Gleitlagers 1 bzw. in Walzrichtung, da damit ein besserer Füllgrad durch das bessere Verformungsverhalten, bedingt durch den anders ausgebildeten hydrostatischen Spannungszu- stand im Walzspalt, erreicht werden kann.
Die rillenförmigen Vertiefungen 6 weisen bevorzugt eine Rillenbreite 7 auf, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 0,9 mm, insbesondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,3 mm und einer oberen Grenze von 0,7 mm. Die Rillenbreite ist dabei der Abstand zwischen den Mittelpunkten der die Vertiefung 6 begrenzenden Flanken der Erhebungen 6
Eine Rillentiefe 8 ist vorzugsweise ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 0,9 mm, insbesondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,4 mm und einer oberen Grenze von 0,8 mm. Die Rillentiefe 8 entspricht der maximalen Höhe der an die jeweilige Vertiefung 6 anschließenden Erhebungen 5, gemessen vom tiefsten Punt einer Bodenfläche 9 der Vertiefung 6.
Die Bodenfläche 9 kann im Rahmen von Fertigungstoleranzen zumindest annähernd ebenflä- chig ausgebildet sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diese mit einer Rundung zu versehen, sodass die Bodenfläche 9 bezüglich der Vertiefung 6 einen konvexen Verlauf annimmt.
Des Weiteren können die Flanken der Erhebungen 5 im Querschnitt betrachtet geradlinig ver- laufen. Ebenso können diese Flanken aber auch einen gekrümmten Verlauf mit einer Krümmung in Richtung auf die Vertiefung 6 aufweisen.
Es besteht dabei auch die Möglichkeit, dass die Bodenfläche 9 und/oder diese Flanken aus einer Kombination aus ebenen bzw. geradlinigen und gekrümmten Abschnitten bestehen.
Selbstverständlich können diese Ausführungen auch auf die voranstehenden umschlossenen Vertiefungen 6 bzw. die diese umgebenden Erhebungen 5 angewandt werden. Prinzipiell sind auch andere Formgestaltungen möglich.
Es ist weiter möglich, dass die Vertiefungen 6 mit teilweiser zueinander unterschiedlicher Tiefe und/oder die Erhebungen 5 mit teilweiser zueinander unterschiedlicher Höhe ausgebil- det werden.
Im einfachsten und bevorzugten Fall wird die Oberflächenstrukturierung mittels zumindest einer Formwalze, d.h. eine Profilwalze oder einer Prägewalze, hergestellt, die die entsprechende Oberflächenkontur aufweist und die in die zu profilierende Oberfläche gedrückt wird. Es ist auch möglich, die Oberflächenstrukturierung 4 in mehreren Schritten mit mehreren
Formwalzen herzustellen. Es sind jedoch auch andere mechanische Verfahren zur Erzielung der Oberflächenstruktur 4 möglich, beispielsweise durch Sandstrahlen, oder auch chemische Verfahren, beispielsweis mittels Ätzung. Diese sind jedoch nicht die bevorzugten Methoden, da damit die genaue Struktur der Oberfläche nicht bzw. zu ungenau vorherbestimmt werden kann.
Die Oberflächenstrukturierung kann auch mittels Laser oder Elektronenstrahl, etc., eingebracht werden. Nach der Erzeugung der Oberflächenstruktur 4 auf der Stützschicht 2 wird diese mit der
Gleitlagerschicht 3 zusammengeführt und die beiden Schichten gemeinsam abgewalzt. Während des Walzens wird der Werkstoff der Gleitlagerschicht 3 teilweise in die Vertiefungen 6 verdrängt, wodurch in der Folge zusätzlich zu voranstehender Kaltverschweißung der beiden Werkstoffe ein Formschluss ausgebildet wird. Gegebenenfalls ist es möglich, dass zumindest einer der beiden zu verbindenden Werkstoffe, insbesondere der Werkstoff der Gleitlagerschicht 3 vor dem Plattieren erwärmt wird, wobei die Temperatur maximal 70 %, insbesondere maximal 50 % der Schmelztemperatur des Werkstoffes betragen soll.
Das Plattieren, d.h. das Walzen wird vorzugsweise mit einem Stich zwischen 5 % und 60 % durchgeführt. Demgemäß ist auf die Schichtdickenreduktion der beiden zu verbindenden
Schichten Rücksicht zu nehmen. Aufgrund der geringeren Härte der Gleitlagerschicht 3 wird deren Schichtdicke beim Aufwalzen stärker reduziert als die Schichtdicke der Stützschicht 2. Das Ausmaß der Schichtdickenreduktionen kann aus dem gewählten Stich vorbestimmt wer- den. Beispielsweise wird die Schichtdicke der Gleitlagerschicht 3 um einen Wert zwischen 20 % und 70 % bezogen auf die Ausgangsschichtdicke reduziert. Die Schichtdicke der Stützschicht 2 wird gegebenenfalls auch reduziert, beispielsweise um einen Wert zwischen 5 % und 30 % bezogen auf deren Ausgangsschichtdicke.
Das Walzplattieren kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Dabei kann die Schichtdickenabnahme pro Walzdurchgang zwischen 1 % und 10 % bezogen auf die Anfangsschichtdicke betragen. Das Walzplattieren kann auch mit einem größeren Stich, insbesondere zwischen 30 % und 50 % durchgeführt werden. Das Ergebnis dieser Ausführungsvariante ist in Fig. 3 dargestellt.
Fig. 3 zeigt wie Fig. 2 ebenfalls die Stützschicht 2 sowie die damit verbunden Gleitlagerschicht 3 nach dem Walzplattieren. Die Umformung während des Walzplattierens wurde bei dieser Ausführungsvariante allerdings so groß gewählt, dass nicht nur der Werkstoff der
Gleitlagerschicht 3 in die Vertiefungen 6 teilweise verdrängt wurde, sondern dass zusätzlich auch die Erhebungen 5 der Oberflächenstrukturierung 4 , in diesem Fall die Stege zwischen den Rillen, zumindest teilweise verformt wurden, sodass diese - im Querschnitt betrachtet - pilzförmig mit Hinterschneidungen 10 ausgebildet werden. Es wurde dabei auch beobachtet, dass sich eine obere Stirnfläche 11 der Erhebungen 5 krümmt und zumindest annähernd einen konkaven Verlauf ausbildet. Unterstützt wird diese Ver- bzw. Umformung durch die bereits voranstehend angeführten Spannungszustände in der Gleitlagerschicht 3 während des Walzplattierens. Somit werden also die Erhebungen 5 in einem Kopfbereich 12 stärker verformt als in einem Fußbereich 13.
Durch die Hinterschneidungen 10 wird eine geometrische Verzahnung, d.h. der Formschluss, der beiden Schichten miteinander unterstützt und damit die Bindefestigkeit des Verbundwerkstoffes verbessert. In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsvariante des Gleitlagers 1 strichliert dargestellt. Bei dieser Ausführungsvariante wird zwischen der Stützschicht 2 und der Gleitlagerschicht 3 eine Bindeschicht 14 angeordnet, die mit der Stützschicht 2 verbunden ist. Die Bindeschicht 14 wird vor dem Walzplattieren auf die Stützschicht 2 aufgetragen bzw. auf dieser abgeschieden, beispielsweise galvanisch oder in einem entsprechenden Tauchverfahren.
Der Werkstoff für die Bindeschicht 14 kann ausgewählt werden aus einer Gruppe umfassend bzw. bestehend aus Kupfer, Zinn, Aluminium, Kupfer, Nickel, Antimon, Zink, Bismuth, Eisen, Magnesium, Mangan, Titan, Vanadium sowie deren Legierungen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante wird die Schichtdicke der Bindeschicht 14 so gewählt, dass die Oberflächenstruktur 4 zur Gänze in der Bindeschicht 14 ausgebildet ist. Die Oberfläche der Stützschicht 2 bleibt hingegen zumindest weitgehend bzw. zur Gänze frei von einer derartigen Oberflächenstrukturierung 4.
Da die Bindeschicht 14 in der Regel weicher ist als die Stützschicht 2 wird damit der Vorteil erreicht, dass die Einbringung der Oberflächenstrukturierung 4 mit einem geringeren Druck erfolgen kann. Darüber hinaus ermöglicht die Bindeschicht 14 zusätzlich, dass bei einer an die Walzplattierung anschließenden Wärmebehandlung des Verbundwerkstoffes eine Mischkristallbildung aus Bestandteilen der Bindeschicht 14 und dem Werkstoff der Gleitlagerschicht 3 erfolgt, die ihrerseits wiederum zur Verbesserung der Bindefestigkeit der Schichten beiträgt. Beispielsweise können dabei Mischkristalle mit Kupfer gebildet werden.
Alternativ zur Bindefolie 14 können zur Verbesserung der Verbundfestigkeit auf die bereits strukturierte Oberfläche der Stützschicht 2 Bindepartikel aufgestreut werden.
Unter Bindepartikel werden im Sinne der Erfindung Partikel verstanden, die eine im Vergleich zu einer Ausführung ohne derartige Partikel verbesserten Haftung der Gleitlagerschicht 3 auf der Stützschicht 2 bewirken.
Die Bindepartikel können dabei ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Cu, Sb, AI, Zn, Bi, Sn, Fe, Mg, Mn, Ni, Ti, V, sowie Mischungen daraus.
Es ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn die Bindepartikel mit einer Flächenbelegung von zumindest 100 Partikel/cm2, insbesondere mit einer Flächenbelegung zwischen 500 Parti- kel/cm2 und 120000 Partikel/cm2, vorzugsweise zwischen 500 Partikel/cm2 und 5000 Partikel/cm2, aufgebracht werden.
Durchgeführte Tests haben zudem gezeigt, dass es von Vorteil für die Bindefestigkeit ist, wenn die Bindepartikel einen maximalen Durchmesser zwischen 30 μιη und 300 μιη aufweisen.
Der maximale Durchmesser ist dabei die größte Durchmesserabmessung eines Partikels. Die Bindepartikel haben vorzugsweise einen zumindest annähernd runden oder zumindest annähernd knollen- bzw. zumindest annähernd würfelförmigen Habitus, damit sie nicht als Kerbstellen wirken. Prinzipiell sind aber auch Bindepartikel einsetzbar die einen davon abweichenden, z.B. länglichen, Habitus aufweisen. Fig. 4 zeigt eine weiter Ausführungsvariante eines Vorproduktes für das Gleitlager 1 (Fig. 1). Bei dieser Ausführungsvariante wird die Oberflächenstrukturierung in der Oberfläche der Stützschicht 2 ausgebildet. Auf diese bereits profilierte Oberfläche wird in der Folge partiell die Bindeschicht 14 aufgetragen, und zwar insbesondere in den Vertiefungen 6 abgeschieden. In der Folge wird wie voranstehend beschrieben die Gleitlagerschicht 3 auf diesen Material- verbünd aufgewalzt. Auch bei dieser Ausführungsvariante kann der Vorteil der Mischkristallbildung, wie voranstehend beschrieben, zur Verbesserung der Verbundfestigkeit erreicht werden.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen werden, dass die Oberflächenstrukturierung 4 sowohl zumindest teilweise in der Stützschicht 2 als auch zumindest teilweise in der Bindeschicht 14 ausgebildet wird.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass auf übliche Verfahrens schritte, wie z.B. die Entfettung der Oberfläche der Stützschicht 2, etc., nicht eingegangen wurde, diese aber selbstverständlich bei Bedarf bzw. Notwendigkeit auszuführen sind.
Die Ausführungsbeispiele beschreiben bzw. zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Verfahrens zur Herstellung eines Gleitlagers 1 bzw. des Gleitlagers 1, wobei an dieser Stelle be- merkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Gleitlagers 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung Gleitlager
Stützschicht
Gleitlagerschicht
Oberflächen strukturierung
Erhebung Vertiefung
Rillenbreite
Rillentiefe
Bodenfläche
Hinter schneidung
Stirnfläche
Kopfbereich
Fußbereich
Bindeschicht

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers (1) umfassend eine Stützschicht (2) und eine Gleitlagerschicht (3), wobei die Stützschicht (2) mittels Walzplattieren mit der Gleit- lagerschicht (3) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Walzplattieren auf der Oberfläche der Stützschicht (2) eine Oberflächenstrukturierung (4) erzeugt wird und danach die Gleitlagerschicht (3) auf die Oberflächenstrukturierung (4) aufgewalzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen struk- turierung (4) als Rillenstruktur ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Walzplattierens in der Oberflächenstrukturierung (4), insbesondere der Rillenstruktur, Hinter- schneidungen (10) erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Walzplattieren auf die Oberfläche der Stützschicht (2) zumindest bereichsweise eine Bindeschicht (14) oder Bindepartikel aufgetragen wird oder werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindepartikel ausgewählt werden aus einer Gruppe umfassend Cu, Sb, AI, Zn, Bi, Sn, Fe, Mg, Mn, Ni, Ti, V, sowie Mischungen daraus.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindeparti- kel mit einer Flächenbelegung von zumindest 100 Partikel/cm2 aufgebracht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillenstruktur anstelle in der Oberfläche der Stützschicht (2) oder zusätzlich dazu an der Oberfläche der Bindeschicht (14) erzeugt wird.
8. Gleitlager (1) umfassend eine Stützschicht (2) und eine Gleitlagerschicht (3), die mit der Stützschicht (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (2) eine Oberflächenstruktur (4) mit Erhebungen (5) und Vertiefungen (6) aufweist, sodass die Gleit- lagerschicht (3) zusätzlich zu einer stoffschlüssigen Verbindung formschlüssig mit der Stützschicht (2) verbunden ist.
9. Gleitlager (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gleitlagerschicht (3) und der Stützschicht (2) zumindest bereichsweise eine Bindeschicht (14) angeordnet wird oder Bindepartikel aufgebracht werden.
10. Gleitlager (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindepartikel ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Cu, Sb, AI, Zn, Bi, Sn, Fe, Mg, Mn, Ni, Ti, V, sowie Mischungen daraus.
11. Gleitlager (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindepartikel mit einer Flächenbelegung von zumindest 100 Partikel/cm2 aufgebracht sind.
12. Gleitlager (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (4) anstelle in der Oberfläche der Stützschicht (2) oder zusätzlich dazu in der Oberfläche der Bindeschicht (14) ausgebildet ist
13. Gleitlager (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenstruktur (4) durch eine Rillung gebildet ist.
14. Gleitlager (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Rillung Hinter- schneidungen (10) aufweist.
15. Gleitlager (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (6) eine Breite, insbesondere Rillen der Rillung eine Rillenbreite (7), aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 0,9 mm.
16. Gleitlager (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen
(6) eine Tiefe, insbesondere die Rillen eine Rillentiefe (8), aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 0,9 mm.
17. Gleitlager (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschicht (3) aus einem Weißmetall oder einer Aluminiumbasislegierung besteht.
18. Gleitlager (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschicht (3) ein Weichmetall aufweist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Sn, In, Bi, Pb, Ag sowie Mischungen daraus, wobei der Weichmetallanteil in der Gleitlagerschicht mindestens 20 Gew.-% und maximal 95 Gew.-% beträgt.
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