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Title:
PLAIN BEARING COMPOSITE MATERIAL AND PLAIN BEARING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/110406
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a plain bearing composite material (8), comprising: - a metal support layer (18), more particularly made of steel; - a sliding layer (20) made of a sliding layer material (22) having a polymer basis with fillers (23), the sliding layer being applied to the support layer (18) either directly or with the interposition of an adhesion promoter layer, the polymer basis being formed by PTFE, and the fillers (23) being formed by 10-25 wt.% of glass fibers and in total 5-15 wt.% of wollastonite and/or fly ash and optionally up to 5 wt.% of additional fillers, based on the mass of the sliding layer material (22). A ratio of a weight percentage of the glass fibers to a weight percentage of the wollastonite and/or fly ash is between 1:1 and 2:1. A planar square sample of 10.0 mm times 10.0 mm of the edge length of the plain bearing composite material has an electrical resistance measured orthogonally to the planar extent of the plain bearing composite material of at least 107 ohms.

Inventors:
BICKLE RÜDIGER (DE)
REINICKE ROLF (DE)
KÜNTZLER BORIS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/083897
Publication Date:
June 22, 2023
Filing Date:
November 30, 2022
Export Citation:
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Assignee:
KS GLEITLAGER GMBH (DE)
International Classes:
F16C33/20; C08K7/14; F16C11/02; F16C17/10
Foreign References:
US20210140486A12021-05-13
US20090180720A12009-07-16
US5616406A1997-04-01
Attorney, Agent or Firm:
DREISS PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche Gleitlagerverbundwerkstoff (8) mit einer metallischen Stützschicht (18) , insbesondere aus Stahl, mit einer auf die Stützschicht (18) entweder direkt oder unter Zwischenordnung einer Haftvermittlungsschicht aufgebrachten Gleitschicht (20) aus einem Gleitschichtmaterial (22) auf Polymerbasis mit Füllstoffen (23) , wobei die Polymerbasis von PTFE gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe (23) bezogen auf die Masse des Gleitschichtmaterials (22) aus 10 - 25 Gew.-% Glasfasern und in Summe 5 - 15 Gew.-% Wollastonit und/oder Flugasche und gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% weiteren Füllstoffen gebildet sind und dass ein Verhältnis eines gewichtsprozentualen Anteils der Glasfasern zu einem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche zwischen 1:1 und 2:1 liegt, und dass eine flächenhafte quadratische Probe von 10,0 mm mal 10,0 mm Kantenlänge des Gleitlagerverbundwerkstoffs einen elektrischen Widerstand gemessen orthogonal zu seiner flächenhaften Erstreckung von wenigstens 107 Ohm aufweist. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass die weiteren

Füllstoffe außer Glasfasern und Wollastonit und/oder

Flugasche bezogen auf die Masse des

Gleitschichtmaterials (22) bis max 3,0 Gew.-%, insbesondere bis max 2,0 Gew.-% aus der Gruppe ZnS, WS2, M0S2, BaSCt, und/oder bis max 2,0 Gew.-% eines Pigments und/oder bis max 0,5 Gew.-% Graphit umfassen.

3. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines gewichtsprozentualen Anteils der Glasfasern zu einem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche zwischen 1,2:1 und 1,8:1, insbesondere zwischen 1,3:1 und 1,7:1, insbesondere zwischen 1,4:1 und 1, 6:1 liegt .

4. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wollastonit nadelförmiges Wollastonit umfasst oder aus nadelförmigem Wollastonit besteht.

5. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gewichtsprozentuale Anteil der Glasfasern wenigstens 12 Gew.-%, insbesondere wenigstens 14 Gew.-% und insbesondere höchstens 23 Gew.-%, insbesondere höchstens 20 Gew.-%, insbesondere höchstens 18 Gew.-%, insbesondere höchstens 16 Gew.-% beträgt .

6. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gewichtsprozentuale Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche wenigstens 7 Gew.- % , insbesondere wenigstens 8 Gew.-%, insbesondere wenigstens 9 Gew.-% und insbesondere höchstens 14 Gew.-%, insbesondere höchstens 12 Gew.-%, insbesondere höchstens 11 Gew.-% beträgt. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des gewichtsprozentualen Anteils der Glasfasern zu dem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche wenigstens 1,2, insbesondere wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,4 und insbesondere höchstens 1,8, insbesondere höchstens 1,7, insbesondere höchstens 1, 6 beträgt. Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Haftvermittlungschicht auf Polymerbasis zwischen Gleitschicht (20) und Stützschicht (18) , wobei die Polymerbasis vorzugsweise keine funktionalisierten Polymere umfasst und eine Dicke von vorzugsweise höchstens 100 pm, insbesondere von höchstens 75 pm, insbesondere von höchstens 50 pm aufweist . Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke der Gleitschicht (20) wenigstens 50 pm, insbesondere wenigstens 100 pm, insbesondere wenigstens 120 pm, insbesondere wenigstens 150 pm und höchstens 500 pm, insbesondere höchstens 400 pm, insbesondere höchstens 300 pm, 22 insbesondere höchstens 250 pm, insbesondere höchstens 200 pm beträgt. Gleitlageranordnung (2) umfassend eine hülsenförmige Aufnahme (4) und einen Wellenabschnitt (14) , welcher in der hülsenförmigen Aufnahme (4) hin und her schwenkbar aufgenommen ist, so dass die hülsenförmige Aufnahme (4) und der Wellenabschnitt (14) eine Schwenklagerstelle bilden, wobei die hülsenförmige Aufnahme (4) eine Gleitlagerbuchse (6) aus einem auf Buchsenform gebrachten Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche umfasst . Gleitlageranordnung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenabschnitt (14) aus einem elektrisch leitenden metallischen Material, insbesondere auf Eisenbasis oder Aluminiumbasis, ausgebildet ist und dass die Gleitlageranordnung (2) im montierten Zustand von Wellenabschnitt (14) und hülsenförmiger Aufnahme (4) mit Gleitlagerbuchse (6) in ein elektrisch leitfähiges Lackbad zur Lackbeschichtung der Gleitlageranordnung (2) eingebracht worden ist, wobei ein der hülsenförmigen Aufnahme (4) zugeordneter Teil der Gleitlageranordnung

(2) auf ein elektrisches Potenzial gebracht worden ist . Gleitlageranordnung (2) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenabschnitt (14) aus einem elektrisch leitenden metallischen Material, 23 insbesondere auf Eisenbasis, mit einer Härte von weniger als 350 HB gebildet ist.

13. Gehäuse- oder Maschinenteil (12) mit einer Öffnung (10) zur Aufnahme einer Gleitlageranordnung (2) nach

Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die Gleitlagerbuchse (6) zur Bildung eines Festsitzes in die Öffnung (10) eingepresst ist.

14. Metallisches Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs mit einer Öffnung (10) zur Aufnahme einer Gleitlageranordnung (2) nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die Gleitlagerbuchse (6) zur Bildung eines Festsitzes in die Öffnung (10) eingepresst ist, wobei das Karosserieteil mitsamt der Gleitlageranordnung (2) in ein elektrisch leitfähiges Lackbad zur Lackbeschichtung des Karosserieteils und der Gleitlageranordnung (2) eingebracht worden ist, wobei das Karosserieteil und ein der hülsenförmigen Aufnahme (4) zugeordneter Teil der Gleitlageranordnung (2) auf ein elektrisches Potenzial gebracht worden ist.

15. Schwenkhebelanordnung bei einem Kraftfahrzeug umfassend eine Gleitlageranordnung (2) nach Anspruch 10, 11 oder 12.

16. Buchse (6) , insbesondere Bundbuchse, oder Kreisscheibe oder Kreisringscheibe, jeweils hergestellt durch einen Rollbiegevorgang und/oder durch einen Stanzvorgang aus einem Gleitlagerverbundwerkstoff (8) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1-9 zur Verwendung 24 bei einer Gleitlageranordnung nach Anspruch 10 , 11 oder 12 . Buchse ( 6 ) , insbesondere Bundbuchse , nach Anspruch 16 mit einem lichten Innendurchmesser von wenigstens 3 mm, insbesondere von wenigstens 5 mm, besondere von wenigstens 10 mm, insbesondere von wenigstens 12 mm, insbesondere von wenigstens 15 mm und insbesondere von höchstens 40 mm, insbesondere von höchstens 25 mm, insbesondere von höchstens 22 mm, insbesondere höchstens 20 mm, und mit einer Länge von wenigstens 2 mm, insbesondere von wenigstens 3 mm, insbesondere von wenigstens 4 mm und insbesondere von höchstens 20 mm, insbesondere von höchstens 15 mm, insbesondere von höchstens 12 mm, insbesondere von höchstens 10 mm .

Description:
Titel : Gleitlagerverbundwerkstoff und

Glei tlageranordnung

Beschreibung

Die Erfindung betri f ft einen Gleitlagerverbundwerkstof f mit einer metallischen Stützschicht , insbesondere aus Stahl , mit einer auf die Stützschicht entweder direkt oder unter Zwischenordnung einer Haftvermittlungsschicht aufgebrachten Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial auf Polymerbasis mit Füllstof fen, wobei die Polymerbasis von PTFE gebildet ist . Ein Teil aus einen solchen Gleitlagerverbundwerkstof f ist bekannt aus US 2009/ 0180720 Al . Dabei ist das Gleitschichtmaterial auf PTFE Basis in ein Drahtgewebe eingebracht bzw . das Drahtgewebe in dem Gleitschichtmaterial vollständig aufgenommen . Gleitlagerverbundwerkstoffe der hier in Rede stehenden Art finden in allgemeinhin bekannter Weise Verwendung zur Herstellung von Buchsen, Bundbuchsen oder Kreisscheiben oder Kreisringscheiben zur Herstellung von Gleitlageranordnungen, bei denen eine Gleitlagerbuchse eine hülsenförmige Aufnahme für einen darin verschwenkbaren Wellenabschnitt bildet. Seit jeher wird an der Verbesserung der Festigkeit und der tribologischen Eigenschaften der Gleitlagerverbundwerkstoffe gearbeitet. Hierbei kommt insbesondere bei PTFE als Polymerbasis des Gleitschichtmaterials den Füllstoffen oder einer Füllstoff kombination eine die Festigkeit und Belastbarkeit des Gleitlagerverbundwerkstoff erhöhende und optimierende Bedeutung zu. Hierbei werden mitunter metallische Füllstoffe und insbesondere auch Graphit und faserförmige Füllstoffe, wie Kohlenstoff fasern, eingesetzt. Diese erhöhen naturgemäß die elektrische Leitfähigkeit des Gleitschichtmaterials und damit auch des gesamten Gleitlagerverbundwerkstoffs. US 5, 616,406 offenbart einen Gleitlagerverbundwerkstoff, bei dem ein Gleitschichtmaterial in ein Streckmetallgitter oder Drahtgewebe eingebracht ist. Es umfasst 5-30 Gew.-% wenigstens eines verstärkenden Füllstoffs ausgewählt aus Glasfasern und Wollastonit, 1-15 Gew.-% wenigstens eines Phosphats, ausgewählt aus Calciumpyrophosphat und Calciumhydrogenphosphat, 1-20 Gew.-% Bariumsulfat und als Rest PTFE. Bei allen Ausführungsbeispielen ist entweder Glasfasern oder Wollastonit verwandt. US 2009/0180720 Al offenbart ein Schwenklagerteil mit einer Öffnung, in der eine Gleitlageranordnung aufgenommen ist, wobei die Gleitlageranordnung eine hülsenförmige Aufnahme und einen Wellenabschnitt umfasst, der in der hülsenförmigen in Aufnahme hin und her schwenkbar aufgenommen ist, so dass eine Schwenklagerstelle gebildet ist .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleitlagerverbundwerkstoff anzugeben, der sich für die Herstellung einer Gleitlageranordnung aus einer hülsenförmigen Aufnahme aus einem auf Buchsenform gerollten Gleitlagerverbundwerkstoff und einem darin eingesetzten Wellenabschnitt, eignet, bei der die Gleitlageranordnung in ein elektrisch leitfähiges Lackbad zur Lackbeschichtung eingebracht wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Gleitlagerverbundwerkstoff vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Füllstoffe bezogen auf die Masse des Gleitschichtmaterials aus 10 - 25 Gew.-% Glasfasern und in Summe 5 - 15 Gew.-% Wollastonit und/oder Flugasche und gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% weiteren Füllstoffen gebildet sind und dass ein Verhältnis eines gewichtsprozentualen Anteils der Glasfasern zu einem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche zwischen 1:1 und 2:1 liegt, und dass eine flächenhafte quadratische Probe von 10,0 mm mal 10,0 mm Kantenlänge des Gleitlagerverbundwerkstoffs einen elektrischen Widerstand gemessen orthogonal zu seiner flächenhaften Erstreckung von wenigstens 10 7 Ohm aufweist .

Die Anmelderin hat nämlich festgestellt , dass sich elektrisch leitfähige Füllstof fe in dem Gleitschichtmaterial insoweit als problematisch erweisen, als sich elektrisch leitfähige Lackpartikel an der axialen Stirnseite der hülsenförmigen Aufnahme und an dem darin eingesetzten Wellenabschnitt und auch im Spalt zwischen der hülsenförmigen Aufnahme und dem Wellenabschnitt ablagern und die Gleitlageranordnung stören und deren Betrieb beeinträchtigen können .

Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass als hauptsächliche Füllstof fe Glas fasern und Wollastonit und/oder Flugasche , und zwar vorzugsweise nadel förmiges Wollastonit , verwendet wird . Flugasche hat sich als ein ebenfalls und gleichermaßen brauchbarer Füllstof f im Zusammenwirken mit Glas fasern erwiesen . Glas fasern sind zwar in an sich bekannter Weise abrasiv, was sich im Hinblick auf eine Optimierung des Reibwerts eher nicht eignet , sie haben j edoch eine verstärkende Wirkung, welche sich bei PTFE als Polymerbasis des Gleitschichtmaterials als vorteilhaft erweist . Hiervon ausgehend ist eine Optimierung des Reibwerts eher nicht erforderlich . Glas fasern sind j edenfalls elektrisch weitestgehend nicht leitend . Der zusätzliche Füllstof f in Form von Wollastonit und/oder Flugasche erhöht ebenfalls die Festigkeit und Verschleißbeständigkeit des Gleitschichtmaterials und weist aber gleichzeitig ein günstiges Reibverhalten auf . Bei Zusatz dieser Füllstof fe , also Glas fasern und Wollastonit und/oder Flugasche , lässt sich ein Gleitschichtmaterial erreichen, welches weitestgehend elektrisch isolierend ist . Eine geringere Abrasivität von Wollastonit und/oder Flugasche gegenüber Glas fasern hat auch den Vorteil , dass die Standzeit von Schneid- und Umformwerkzeugen erhöht ist verglichen mit einem Gleitschichtmaterial , welches kein Wollastonit oder Flugasche aufweisen würde . Es kann so insgesamt eine verhältnismäßig hohe mechanische Belastbarkeit und hohe Verschleiß festigkeit einer Gleitschicht mit einem Gleitschichtmaterial , dessen Polymerbasis von PTFE gebildet ist , erreicht werden . Durch die weitestgehende elektrisch isolierende , also elektrisch nicht leitende , Gleitschicht lässt sich auch das von der Anmelderin erkannte Problem lösen, wonach es so weniger oder nicht mehr zu Ablagerungen von Lackpartikeln im Bereich der Stirnseiten der Gleitlageranordnung, d . h . im Bereich des Spalts der Gleitpartner, also einer hülsenförmigen Aufnahme oder Buchse , welche aus dem Gleitlagerverbundwerkstof f gebildet ist , und eines darin eingesetzten Wellenabschnitts , kommen kann . Beim Eintauchen in ein elektrisch leitfähiges Lackbad zur Lackbeschichtung einer Gleitlageranordnung wird nämlich typischerweise die hülsenförmige Aufnahme der Gleitlageranordnung, die auch schon in eine Öf fnung eines Gehäuseteils oder eines Karosserieteils eingepresst sein kann, auf ein elektrisches Potential gebracht . Durch die weitestgehend elektrisch isolierende Ausbildung des Gleitschichtmaterials und damit der Gleitschicht kommt es nicht oder weniger zu Ablagerungen an oder auf einem üblicherweise metallischen Wellenabschnitt, der bereits in die hülsenförmige Aufnahme eingesetzt ist. Der Wellenabschnitt ist quasi elektrisch isoliert in der hülsenförmigen Aufnahme aufgenommen und bleibt daher weitgehend unbeschichtet. Dasselbe gilt für die Stirnseite des Gleitlagerverbundwerkstoffs bzw. der Gleitschicht und den zwischen der Gleitschicht und dem Wellenabschnitt gebildeten Spalt.

Wie erwähnt ist die Polymerbasis des Gleitschichtmaterials von PTFE gebildet; dies bedeutet nicht zwingend, dass kein weiteres Polymer, insbesondere Fluorpolymer in der Polymerbasis enthalten sein darf, sondern dass PTFE den Hauptbestandteil der Polymerbasis bildet in dem Sinn, dass die Polymerbasis zu wenigstens 85 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 90 Gew.-%, insbesondere zu wenigstens 95 Gew.-% und weiter vorzugsweise zu 100 Gew.-% von PTFE gebildet ist. In diesem Sinne könnte die Polymerbasis noch PVDF und/oder Polyamide (PA) , PA 6.6 und/oder PA 4.6 und/oder Polyethylen (PE) und/oder PEEK umfassen.

Für die tribologische Performance des Gleitlagerverbundwerkstoffs sind weitere Füllstoffe außer Glasfasern und Wollastonit und/oder Flugasche nicht erforderlich, so dass das Gleitschichtmaterial aus der Polymerbasis und den genannten Füllstoffen Glasfasern und Wollastonit und/oder Flugasche bestehen kann. Es kann sich dennoch als vorteilhaft erweisen, wenn noch weitere Füllstoffe außer Glasfasern und Wollastonit und/oder Flugasche, insbesondere zu höchstens 4 Gew.-%, insbesondere zu höchstens 3 Gew.-%, insbesondere zu höchstens 2 Gew.-%, vorhanden sind. Die weiteren Füllstoffe außer Glasfasern und Wollastonit und/oder Flugasche können bezogen auf die Masse des Gleitschichtmaterials bis max 3,0 Gew.-%, insbesondere bis max 2,0 Gew.-% aus der Gruppe ZnS, WS2, M0S2, BaSCt und/oder bis max 2,0 Gew.-% eines Pigments, insbesondere Mischphasenoxidpigments , und/oder bis max 0,5 Gew.-% Graphit umfassen Das Gleitschichtmaterial kann auch aus diesen explizit genannten Füllstoffen und der Polymerbasis bestehen.

Es erweist sich weiter als vorteilhaft, wenn ein Verhältnis eines gewichtsprozentualen Anteils der Glasfasern zu einem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder der Flugasche zwischen 1,2:1 und 1,8:1, insbesondere zwischen 1,3:1 und 1,7:1, insbesondere zwischen 1,4:1 und 1, 6:1 liegt .

Es erweist sich weiter als vorteilhaft, wenn der gewichtsprozentuale Anteil der Glasfasern wenigstens 12 Gew.-%, insbesondere wenigstens 14 Gew.-% und insbesondere höchstens 23 Gew.-%, insbesondere höchstens 20 Gew.-%, insbesondere höchstens 18 Gew.-%, insbesondere höchstens 16 Gew.-% beträgt.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn der gewichtsprozentuale Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche wenigstens 7 Gew.-%, insbesondere wenigstens 8 Gew.-%, insbesondere wenigstens 9 Gew.-% und insbesondere höchstens 14 Gew.-%, insbesondere höchstens 12 Gew.-%, insbesondere höchstens 11 Gew.-% beträgt. Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Verhältnis des gewichtsprozentualen Anteils der Glasfasern zu dem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche wenigstens 1,2, insbesondere wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,4 und insbesondere höchstens 1,8, insbesondere höchstens 1,7, insbesondere höchstens 1, 6 beträgt .

Wenn elektrisch leitende Füllstoffe, wie z.B. Graphit, als zusätzliche Füllstoffe enthalten sind, so ist darauf zu achten, dass dies die Leitfähigkeit des Gleitschichtmaterials und der Gleitschicht nicht zu sehr erhöht, so dass der eingangs angegebene elektrische Flächendurchtrittswiderstand von 10 7 Ohm bei einer Probengröße von 10 mm mal 10 mm nicht unterschritten wird. Hier spielt natürlich die Menge eines zugegebenen elektrisch leitenden Füllstoffs und eine Schichtdicke der aus dem Gleitschichtmaterial gebildeten Gleitschicht eine Rolle. Im Ergebnis soll sichergestellt werden, dass eine hülsenförmige Aufnahme, die aus dem Gleitlagerverbundwerkstoff gebildet ist, den darin eingesteckten und dreh- oder schwenkbaren Wellenabschnitt im wesentlichen elektrisch isolierend aufnimmt und hält, so dass dort in einem elektrischen Lackbad keine Partikel abgeschieden werden.

Zur Anbindung der Gleitschicht an die Stützschicht kann zwischen Gleitschicht und Stützschicht eine Haftvermittlungsschicht auf Polymerbasis vorgesehen sein. Hierdurch kann die Anhaftung der Schichten aneinander verbessert werden . Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Polymerbasis vorzugsweise keine funktionalisierten Polymere umfasst , da hierdurch eine elektrisch isolierende Wirkung unterstützt werden kann . Die Haftvermittlungsschicht kann eine Dicke von vorzugsweise höchstens 100 gm, insbesondere von höchstens 75 gm, insbesondere von höchstens 50 gm aufweisen .

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Dicke der Gleitschicht wenigstens 50 gm, insbesondere wenigstens 100 gm, insbesondere wenigstens 120 gm, insbesondere wenigstens 150 gm und höchstens 500 gm, insbesondere höchstens 400 gm, insbesondere höchstens 300 gm, insbesondere höchstens 250 gm, insbesondere höchstens 200 gm beträgt .

Gegenstand der Erfindung ist aber auch eine Gleitlageranordnung umfassend eine hülsenförmige Aufnahme und einen Wellenabschnitt , welcher in der hülsenförmigen Aufnahme hin und her schwenkbar aufgenommen ist , so dass die hülsenförmige Aufnahme und der Wellenabschnitt eine Schwenklagerstelle bilden, wobei die hülsenförmige Aufnahme eine Gleitlagerbuchse aus einem auf Buchsenform gebrachten erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstof f umfasst . Die hülsenförmige Aufnahme ist zur Ausbildung eines Festsitzes in eine Öf fnung eines Gehäuseteils einsetzbar oder einpressbar .

Eine solche Gleitlageranordnung kann weiter dadurch gekennzeichnet und ausgebildet sein, dass der Wellenabschnitt aus einem elektrisch leitenden metallischen Material , insbesondere auf Aluminiumbasis , ausgebildet ist und dass die Gleitlageranordnung im montierten Zustand von Wellenabschnitt und hülsenförmiger Aufnahme mit Gleitlagerbuchse in ein elektrisch leitfähiges Lackbad zur Lackbeschichtung der Gleitlageranordnung eingebracht worden ist , wobei ein der hülsenförmigen Aufnahme zugeordneter Teil der Gleitlageranordnung auf ein elektrisches Potenzial gebracht worden ist . Es lässt sich so auf wirtschaftliche Weise eine Lackbeschichtung der Gleitlageranordnung auch im eingesetzten Zustand in eine Öf fnung eines Gehäuseteils erreichen, wobei durch die elektrisch isolierte Aufnahme des Wellenabschnitts in der hülsenförmigen Aufnahme der Wellenabschnitt und der Lagerspalt unbeschichtet bleiben . Der Wellenabschnitt kann daher aus einem elektrisch leitenden metallischen Material , insbesondere auf Eisenbasis , zum Beispiel aus ungehärtetem Stahl , insbesondere mit einer Härte von weniger als 350 HB, bestehen .

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Gehäuseteil nach Anspruch 13 sowie ein metallisches Karosserieteil nach Anspruch 14 und eine Schwenkhebelanordnung bei einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 15 . Auch für eine Buchse , Bundbuchse , kalottenförmige Lagerschale oder Kreisscheibe oder Kreisringscheibe aus einem erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstof f wird Schutz in Anspruch genommen (Ansprüche 16 , 17 ) . Ungeachtet von der vorausgehend als im Vordergrund stehend geschilderten Herstellung oder Fertigstellung einer Gleitlageranordnung durch Einbringen der Gleitlageranordnung in ein elektrisch leitfähiges Lackbad und damit unabhängig von einem elektrischen Widerstand des Gleitlagerverbundwerkstof fs wird Schutz in Anspruch genommen für einen Gleitlagerverbundwerkstof f mit den vorausgehend geschilderten Füllstof fen bzw . der Füllstof f kombination . Es wird also als selbstständig erfindungsbegründend angesehen ein Gleitlagerverbundwerkstof f mit einer metallischen Stützschicht , insbesondere aus Stahl , mit einer auf die Stützschicht entweder direkt oder unter Zwischenordnung einer Haftvermittlungsschicht aufgebrachten Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial auf Polymerbasis mit Füllstof fen, wobei die Polymerbasis von PTFE gebildet ist , dadurch gekennzeichnet , dass die Füllstof fe bezogen auf die Masse des Gleitschichtmaterials aus 10 - 25 Gew . -% Glas fasern und in Summe 5 - 15 Gew . -% Wollastonit und/oder Flugasche und gegebenenfalls bis zu 5 Gew . -% weiteren Füllstof fen gebildet sind und dass ein Verhältnis eines gewichtsprozentualen Anteils der Glas fasern zu einem gewichtsprozentualen Anteil des Wollastonits und/oder Flugasche zwischen 1 : 1 und 2 : 1 liegt . Weiter wird dieser Gegenstand mit den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche in beliebiger Kombination als selbständig erfindungsbegründend angesehen .

Die Anmelderin hatte sich nämlich die weitere Aufgabe gesetzt , einen Gleitlagerverbundwerkstof f anzugeben, welcher gute tribologische Eigenschaften im Zusammenwirken mit einem Wellenabschnitt als Gleitpartner in einer Gleitlageranordnung aufweist , und zwar mit einem Wellenabschnitt aus einem eher harten Material , wie zum Beispiel aus gehärtetem 100Cr6-Stahl , oder mit einem Wellenabschnitt aus einem eher weichen Material , wie zum Beispiel aus Reinaluminium (A199% ) . Für beide Anwendungssituationen soll sich der Gleitlagerverbundwerkstof f als geeignet erweisen, d . h . er soll in typischen Belastungssituationen eine hinreichende Festigkeit und Verschleiß festigkeit und damit eine gute Gebrauchstauglichkeit aufweisen . Dabei hat die Anmelderin nicht lediglich den Verschleiß beim Gleitlagerverbundwerkstof f sondern auch bei dessen Gleitpartner in der Gebrauchssituation berücksichtigt und untersucht . Erfindungsgemäß wurde festgestellt , dass beides berücksichtigt werden sollte . Wenn vornehmlich die Verschleiß festigkeit verbessernde Füllstof fe in beträchtlichem Maße zugegeben werden so kann hierdurch zwar der Verschleiß am Gleitlagerverbundwerkstof f herabgesetzt werden; es zeigte sich aber, dass hierdurch selbst bei gehärteten Gleitpartnern erheblicher Verschleiß auftreten kann, was ebenfalls eine Verkürzung der Gebrauchsdauer der Gleitlageranordnung verursachen kann . Es wurde daher erfindungsgemäß der Gesamtverschleiß von Gleitlagerverbundwerkstof f und Gleitpartner untersucht , wobei als Gleitpartner eine Kugel aus einem relativ weicheren Material (A199% ) und aus einem relativ härteren Material ( 1 O OCr 6-Stahl ) verwendet wurde . - Die erfindungsgemäße Zusammensetzung des Gleitlagerverbundwerkstof fs mit den hauptsächlichen Füllstof fen in Form von Glas fasern und Wollastonit und/oder Flugasche in der vorausgehend angegebenen erfindungsgemäßen Zusammensetzung ( gemäß Anspruch 1 und Weiterbildung gemäß den abhängigen Ansprüchen) stellt eine nicht ohne weiteres erwartbare Lösung zu dem hier in Rede stehenden Zielkonflikt dar . Man hatte nämlich ausgehend von einem Gleitschichtmaterial mit PTFE als Polymerbasis bislang das Hauptaugenmerk auf die Erhöhung der Verschleiß festigkeit durch Zugabe abrassiv wirkender Füllstof fe gelegt . Dass sich dies hingegen zumindest bei Gleitpartnern aus weicherem metallischen Material aber auch bei härteren Gleitpartner als problematisch erweist , wurde mit der vorliegenden Erfindung festgestellt . Die beanspruchte Zusammensetzung des Gleitlagerverbundwerkstof f löst dieses Problem .

Weitere Merkmale , Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung .

In der Zeichnung zeigt :

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gleitlageranordnung mit einer hülsenförmigen Aufnahme aus einem erf indungsgemäßen Glei t lager- Verbundwerks to f f ; Figur 2 eine schematische Messanordnung zur Bestimmung des elektrischen Widerstands; und

Figuren 3-5 Messergebnisse.

Figur 1 zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Gleitlageranordnung umfassend eine hülsenförmige Aufnahme 4 in Form einer gerollten Buchse 6 aus einem erfindungsgemäßen Gleitlagerverbundwerkstoff 8, die in eine Öffnung 10 eines Gehäuse- oder Scharnierteils 12 eingesetzt ist, und einen Wellenabschnitt 14, der in der hülsenförmigen Aufnahme 4 hin und her schwenkbar aufgenommen ist. Der Wellenabschnitt 14 ist im beispielhaft dargestellten Fall mit einem weiteren Funktionsteil 16 verbunden .

Die Buchse 6 ist vorliegend beispielhaft als Bundbuchse ausgebildet. Sie umfasst eine metallische Stützschicht 18, insbesondere Stahl, und eine auf die Stützschicht 18 entweder direkt oder unter Zwischenordnung einer nicht dargestellten Haftvermittlungsschicht aufgebrachte Gleitschicht 20 aus einem Gleitschichtmaterial 22 auf Polymerbasis mit Füllstoffen 23. Das Gleitschichtmaterial 22 ist wie eingangs beschrieben und beansprucht ausgebildet. Eine beispielhafte bevorzugte Zusammensetzung umfasst oder ist gebildet aus PTFE als Polymerbasis (Rest) , 15 Gew.-% Glasfasern, 10 Gew.-% Wollastonit, 0, 6 Gew.-% Pigment und 0,2 Gew.-% Graphit. Weiter wird vorgeschlagen, dass der elektrische Widerstand des Gleitlagerverbundwerkstof fs 8 wie eingangs dargestellt und beansprucht bemessen ist .

Die Messung des Widerstands erfolgt wie folgt . Aus einem Gleitlagerverbundwerkstof f 8 mit einer metallischen Stützschicht 18 , einer optionalen Haftvermittlungsschicht und einer Gleitschicht 20 wird ein quadratischer Probenkörper 30 einer flächenhaften Erstreckung von 10 , 0 mm x 10 , 0 mm, also mit einer Fläche von 100 mm 2 , ausgeschnitten oder ausgestanzt . Der Probenkörper 30 wird sodann in einer in Figur 2 schematisch dargestellten Messanordnung 32 zwischen zwei Platten 34 aus Kupfer als kontaktierende Elektroden gelegt . Dabei liegt der Probenkörper 30 mit seiner metallischen Stützschicht 18 gegen die eine Platte 34 und mit seiner Gleitschicht 20 gegen die andere Platte 34 flächenhaft an . Die Kupferplatten 34 werden mit einer Kraft von 50 N gegeneinander beaufschlagt , um eine innige Kontaktierung des Probenkörpers 30 zu erreichen . In diesem Zustand wird an die Kupferplatten 34 eine Gleichspannung von 500 V angelegt , und es wird der elektrische Widerstand zwischen den beiden Kupferplatten 34 gemessen . Dieser soll bei einem Probenkörper 30 der genannten Größe nach der vorliegenden Erfindung wenigstens 10 7 Ohm betragen .

Es hat sich für die hier in Rede stehenden Anwendungen gezeigt , dass der Wellenabschnitt 14 in einer hülsenförmigen Aufnahme 4 , welche aus einem Gleitlagerverbundwerkstof f 8 der erfindungsgemäßen Art gebildet ist , hinreichend elektrisch isoliert aufgenommen ist , so dass die Gleitlageranordnung 2 auch in einem elektrisch leitfähigen Lackbad beschichtet werden kann, ohne dass es zu störenden Ablagerungen an der Stirnseite des Wellenabschnitts 14 und des Gleitlagerverbundwerkstof fs 8 und an dem zwischen ihnen gebildeten Lagerspalt kommt , wenn ein der hülsenförmigen Aufnahme 4 zugeordneter Teil der Gleitlageranordnung 2 auf ein elektrisches Potenzial gebracht wird .

Durchgeführte Untersuchungen

Es wurden Vergleichsmessungen unter Verwendung von Glei t lager Verbundwerks to f f en unterschiedlicher Zusammensetzung und Gleitpartnern unterschiedlichen Materials und Härte durchgeführt . Hierbei wurde ein Gleitlagerverbundwerkstof f mit einer metallischen Stützschicht aus Stahl und einer darauf aufgebrachten Gleitschicht aus einem Gleitschichtmaterial mit PTFE als Polymerbasis und den nachstehend angegebenen Füllstof fen in ebener Erstreckung in einer Messapparatur eingespannt . Als Gleitpartner oder Gegenläufer wurde eine Kugel mit 10 , 0 mm Durchmesser oder ein Sti ft mit einer halbkugel förmigen Endkappe dieser Abmessung eingesetzt . Es wurden zwei unterschiedliche Kugeln als Gleitpartner oder Gegenläufer eingesetzt , einmal aus gehärtetem und poliertem Stahl ( 100Cr6 , mit einer Härte von 62 HRC ) und das andere Mal aus Reinaluminium (A199% ) . Zwischen der ebenen Gleitschicht des Gleitlagerverbundwerkstof fs und der Kugel wurde ein zunächst quasi punktförmiger Kontakt unter einer Aufpresskraft von 20 , 0 N hergestellt . Zur Durchführung der Untersuchung werden nun Kugel und/oder Gleitlagerverbundwerkstof f in der Messapparatur relativ zueinander und immer in derselben entstehenden Spur der Gleitschicht linear os zillierend hin und her bewegt . Es wird eine Schwingweite von 3 , 0 mm ( also + /- 1 , 5 mm) und eine Frequenz der os zillierenden Hin- und Herbewegung von 10 Hz ausgewählt . Die Untersuchung wurde bei Raumtemperatur und ohne Schmierstof f zugabe ausgeführt .

Es wurde dabei der Reibwertverlauf über der Zeit auf gezeichnet und im Anschluss die Verschleißtief e bei dem kugel förmigen Reibpartner und die Verschleißtief e als Tiefe der durch die Pendelbewegung mit geringer Schwingweite erzeugten Spur in der Gleitschicht des Gleitlagerverbundwerkstof fs durch mikroskopische Betrachtung ermittelt . Die Versuchs zeit betrug bei Verwendung der Kugel aus gehärtetem Stahl 8 Stunden und bei Verwendung der Kugel aus Reinalu 2 Stunden .

Die Figur 3 zeigt die ermittelte Veschleißtief e oder Spurtiefe bei der Gleitschicht , und zwar links ermittelt mit einer Kugel aus ReinAlu (A199 ) und rechts ermittelt mit einer Kugel aus gehärtetem Stahl ( 100Cr6 ) , j eweils für die vier Füllstof f Zusammensetzungen A, B, C, D des Gleitschichtmaterials . Die Figur 4 zeigt die ermittelten Verschleißtief en, bei der jeweiligen Kugel aus Reinaluminium (jeweils links, A199) und bei der jeweiligen Kugel aus gehärtetem Stahl (jeweils rechts, 100Cr6) , und zwar wiederum nach dem Pendelbeanspruchung bei den vier Zusammensetzungen A, B, C, D des Gleitschichtmaterials .

Schließlich zeigt die Figur 5 den Gesamtverschleiß von Gleitschicht und Kugel, wiederum für die Kugel aus Reinaluminium (jeweils links) und die Kugel aus gehärtetem Stahl (jeweils rechts) . Man erkennt, dass sich die Zusammensetzung "C" des Gleitschichtmaterials der Gleitschicht als vorteilhaft erweist, da sich der Gesamtverschleiß sowohl im Zusammenwirken mit der Kugel aus Reinaluminium als auch mit der Kugel aus gehärtetem Stahl als zufriedenstellend zeigt. Ein Gleitlagerverbundwerkstoff mit einem Gleitschichtmaterial dieser Zusammensetzung C ist daher gleichermaßen für die Ausbildung einer Gleitlageranordnung mit einem eher harten, wie auch mit einem eher weichen Gleitpartner geeignet.