AT392522B - Gleitlagerelement mit inhomogener antifriktionsschicht - Google Patents

Description

AT 392 522 B

Die Erfindung betrifft ein Gleitlagerelement mit inhomogener Antifriktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer auf der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander im wesentlichen parallel angeordnete, zumindest über einen Teil der Gleitfläche verteilte, mit einem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen aufweist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringere oder größere Härte aufweist als der die nutartigen Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerweikstoff ausgefüllten Vertiefungen in der TragschichL

Aus der AU-PS 143 992, insbesondere deren Fig. 5 und den zugehörigen Teilen der Beschreibung, ist ein Gleitlager mit inhomogener Antifriktionsschicht bekannt, und zwar mit sich in Umfangsrichtung des Gleitlagers erstreckender, wendelförmiger Rillenanordnung. Diese Rillen sind mit einem weichen Gleitlagerweikstoff gefüllt, der nur geringe Tragfähigkeit, dafür aber gute Reibeigenschaften aufweist. Die Dimensionierung der Rillen soll gemäß AU-PS 143 992 den unterschiedlichen Betriebsbedingungen angepaßt sein. Jedoch ist keine Angabe über die tatsächliche Anpassungsweise an die Betriebsbedingungöl gemacht

Aus der AT-PS 323 476 ist ein Antifriktionselement, insbesondere ein Gleitlager bekannt, das als monolithischer Preßteil ausgebildet ist, in dem abwechselnd die aus einem mit Starrsclunieren vom Typ wie Graphit, Bomitrid, Molybdänsulfid einzeln oder einem Gemisch dieser Stoffe gefüllten Konstruktionspolymer vom Typ Phenolharze, Polyester, Polyheteroarylene, Polyolefine, Polyphenyle od. dgl. Materialien bestehenden selbstschmierenden Kunststoffabschnitte angeordnet sind. Auch die AT-PS 323 476 gibt keinen Aufschluß über die Dimensionierung der mit Festschmiermittel gefüllten Vertiefungen in der TragschichL

Ferner ist es aus der EP-PS 57 808 und der US-PS 4 400 099 bekannt, einen weicheren Lagerwerkstoff in sich im wesentlichen in Laufrichtung erstreckende nutartige Vertiefung einer härteren Lagerwerkstoffschicht einzubetten, um die Vorteile eines härteren Lagerwerkstoffes mit den Vorteilen weicherer Gleitlagerwerkstoffe in einem Gleitlager zu verbinden. Da durch eine Festlegung des Abstandes benachbarter Ausnehmungen für eine feine Verteilung des härteren und weicheren Lagerwerkstoffes über die Laufflächenbreite gesorgt ist, kommen die einzelnen Lagerwerkstoffe auch in ein einem örtlichen Belastungsbereich nicht nur für sich, sondern in ihrer Kombination zur Wirkung, sodaß die Nachteile der einzelnen separaten Lagerwerkstoffe im wesentlichen ausgeschaltet sind. Die Lagerwerkstoffschicht aus einem härteren Werkstoff übernimmt dabei eine Tragfunktion, die eine relative Entlastung des weicheren Werkstoffes bedingt, was eine Erhöhung der Dauerfestigkeit und der Verschleißfestigkeit zur Folge hat. Derartige Gleitlager verhalten sich deshalb bezüglich ihrer Notlaufeigenschaften weitgehend wie Lager mit einer durchgehenden Laufschicht aus einem weicheren Lagerwerkstoff, besitzen aber diesen letzteren Lagern gegenüber den Vorteil eines bedeutend geringeren Verschleißes. Das aus der EP-PS 57 808 und der US-PS 4 400 099 bekannte Gleitlager soll deshalb günstige Betriebsergebnisse hinsichtlich Verschleiß und Ermüdung liefern, weil die Rillenabmessungen, wie Breite, Tiefe und Abstand in einer bestimmten Abhängigkeit vom Lagerdurchmesser festgelegt werden.

Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß einmal durch die angegebenen extrem weit auseinanderliegenden Maximal-und Minimalbereiche der Rillenabmessungen eine optimale Verteilung der weichen und harten Traganteile selbst in mittleren Bereichen nicht gegeben ist. Lager dieser Ausführungsform sind deshalb nicht dazu geeignet, die an sie gestellten und erwarteten hohen Anforderangen zu erfüllen, da weitere wichtige Kriterien vernachlässigt wurden. So blieb beispielsweise unberücksichtigt, daß Lager mit einem bestimmten Durchmesser völlig unterschiedlich belastet sein können und der Lagerdurchmesser als Bezugsgröße deshalb allein in keiner Weise dazu geeignet ist, Verschleiß und Ermüdung vermindernde Maßnahmen in einer für die Praxis ausreichenden Weise zu definieren.

In der FR-PS 2 157 072 wird zwar die Lastabhängigkeit der Konstruktion angesprochen, eine Lehre, wie die Lastabhängigkeit berücksichtigt werden soll, wird jedoch nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein hochbelastbares Gleitlager mit inhomogener Antifiriktionsschicht zu schaffen, welches die an ein hochbelastbares Gleitlager zu stellenden Forderungen voll erfüllt und dabei die Möglichkeit schafft, die für die Verminderung von Verschleiß und Ermüdung einzusetzenden Maßnahmen aufgrund der im jeweiligen Fall vorgesehenen spezifischen Lagerbelastung vorher eindeutig und reproduzierbar festzulegen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 3 enthaltenen Merkmale gelöst

Die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Maßnahmen sind nicht mehr auf den Lagerdurchmesser bezogen, sondern auf die spezifische Lagerbelastung, die sich wie folgt ergibt: p = spezifische Lagerbelastung [N/mm^]

F P =-

D.B F=Lagerkraft (Last) in [N] D=Lagernenndurchmesser in [mm] (Innendurchmesser) B = tragendeLageibreite in [mm]. -2-

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Mit der gemäß der Erfindung zur Bestimmung der Dimensionierung der Vertiefungen herangezogenen spezifischen Lagerbelastung p wird auch der Schmierfilmdruck im Gleitlager für die Dimensionierung der nutenartigen mit anderem Gleitlagerwerkstoff gefüllten Vertiefungen maßgebend. Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, daß die Höhe der spezifischen Belastungen erheblichen Einfluß auf die Festlegungen für die nutenartigen Vertiefungen hat. Dies gilt einerseits für die vorgesehene spezifische Belastung des Gleitlagers und andererseits auch hinsichtlich der spezifischen Belastbarkeit des naturgemäß entsprechend dem vorgesehenen Einsatz gewählten Lagerwerkstoffs für die Tragschicht und des ebenfalls nach solchen Gesichtspunkten gewählten Gleitlagerwerkstoffs zum Ausfällen der nutartigen Vertiefungen. In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung lassen sich somit mathematische Beziehungen für die Bestimmungen der Breite (b) der nutartigen Vertiefungen, die zwischen den nutartigen Vertiefungen verbleibende Stegbreite (s), das Verhältnis von Nutbreite (b) zu Stegbreite (s) aufgrund der Belastbarkeit des gewählten Lagerwerkstoffs für die Tragschicht und die tatsächlich vorgesehene spezifische Lagerbelastung aufstellen. Desgleichen lassen sich mathematische Beziehungen für die Nuttiefe (t) der Vertiefungen und für das Verhältnis der Nutbreite (b) und der zur Nuttiefe (t) der nutartigen Vertiefungen in Abhängigkeit von der Belastbarkeit des zum Ausfüllen der nutartigen Vertiefungen gewählten GleitlagerwerkstofTes und der tatsächlich vorgesehenen spezifischen Lagerbelastung aufstellen.

Die Erfindung läßt sich sowohl bei einfacher nutartiger, sich in Laufrichtung erstreckender Ausbildung der Vertiefungen als auch bei der Ausbildung der Vertiefungen in mehreren Gruppen, beispielsweise zwei sich kreuzenden Gruppen von nutartigen Vertiefungen anwenden, und zwar auch dann, wenn die gegenseitigen Abstände der nutartigen Vertiefungen in den verschiedenen Gruppen voneinander unterschiedlich sein sollen.

Versuche haben ergeben, daß bei erfindungsgemäßer Berücksichtigung der vorgesehenen spezifischen Lagerbelastung bei der Dimensionierung der nutenförmigen Vertiefungen optimale Ergebnisse hinsichtlich Dauerfestigkeit, Verschleiß und Notlauf erzielt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:

Fig. 1 ein aus zwei Gleitlagerschalen gebildetes erfindungsgemäßes Gleitlager in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Gleitlager in Form einer Lagerbüchse;

Fig. 3 ein Schema mit den für die Berechnung des mit Vertiefungen versehenen Bereiches der Lagerlauffläche wesentlichen Kenngrößen;

Fig. 4 den Bereich (5) der Fig. 1, stark vergrößert;

Fig. 5 den Bereich (5) der Fig. 1 in abgewandelter Ausführung, stark vergrößert;

Fig. 6 eine stark vergrößerte Draufsicht im Bereich (5) der Fig. 1;

Fig. 7 eine Draufsicht entsprechend Fig. 6 in abgewandelter Ausführung der Erfindung;

Fig. 8 eine Draufsicht entsprechend Fig. 6 in einer weiteren Abwandlung der Erfindung;

Fig. 9 eine gemäß der Erfindung ausgebildete einstückige Bundlagerschale; und

Fig. 10 eine Lagerschale und zwei halbringförmige Anlaufscheiben für eine erfindungsgemäße Lageranordnung in perspektivischer Darstellung;

Im Beispiel der Figuren 1 bis 8 ist ein Gleitlager (20), beispielsweise in Form zweier Lagerschalen (21) und (22) oder in Form einer Gleitlagerbuchse (23), die nahtlos oder auch gebogen und mit einem axialen Schlitz (24) gebildet sein kann, an der Lagerlauffläche (25) mit nutartigen Vertiefungen (26) in der Tragschicht (27) versehen.

Im Beispiel der Figur 1 ist das Gleitlager (20) aus zwei Gleitlagerschalen (21) und (22) gebildet, die nutartige Vertiefungen (26) in ihrer Tragschicht (27) aufweisen. Für die nutartigen Vertiefungen (26) kommen verschiedene Ausführungsformen in Betracht, beispielsweise kreisförmig ringsum laufende Nuten, wie sie in Fig. 6 in Draufsicht dargestellt sind. Die nutartigen Vertiefungen (26) könnten auch schraubenförmig mit kleinem Steigungswinkel bis zu 15° ausgebildet sein. Zwischen den nutartigen Vertiefungen (26) und den dazwischen stehengebliebenen Stegen (29) sind - wie besonders aus Fig. 3 ersichtlich - folgende Kenngrößen wesentlich: (a) : Der Abstand von Stegmitte zu Stegmitte; (b) : die Ausnehmungsbreite im Bereich der Gleitfläche; (s) : die verbleibende Stegbreite im Bereich der Gleitfläche; (t) : die Ausnehmungstiefe.

Von den von diesen Kenngrößen abgeleiteten Verhältnissen ist besonders die Relation der Ausnehmungsbreite (b) zur verbliebenen Stegbreite (s) von Bedeutung. Für die Berechnung dieser Kenngrößen und der Relation von Ausnehmungsbreite (b) zur verbleibenden Stegbreite sind Minimumwerte, Maximumwerte und mittlere Werte aufgrund der spezifischen Lagerbelastung (p) zu ermitteln, wobei _ Λ p [N/mnr6] zu errechnen ist aus F = Lagerkraft (Last) in [N], D = Lagemenndurchmesser in [mm] (Innendurchmesser) B = tragende Lagerbreite in [mm] nach der Formel: -3-

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F P =-

D.B

Auf dieser Grandlage sind zu berechnen: a) Breite (b) in fyun] der nutartigen Vertiefungen bzw. Ausnehmungen (26); für hochbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit oberhalb etwa 50 N/mm2 bezogen auf p + 20 die projizierte Lagerfläche, gleich oder kleiner, bevorzugt gleich bmaT = 200- P +12,5 für geringbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb etwa 35 N/mm2, bezogen p + 20 auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder grüß», bevorzugt gleich bmin = 56,25- p +12,5 für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa p + 20 Λ 55 N/mm , bezogen auf die projizierte Lagerfläche, klein« oder größer, bevorzugt gleich bmit= 75- p + 12,5 b) die verbleibende Stegbreite (s) in [pm]: für geringbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb etwa 35 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder kleiner, bevorzugt gleich 2050 (p + 20) smax= “ 118.06 + 9,652. p + 6,528.10*2. p2 + 3,889.10'3 . p3 für hochbelastbare Tragschichten, d, h. Tragschichten mit Belastbarkeit oberhalb etwa 50 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder größer, bevorzugt gleich 525 (p + 20) smin = 118.06 + 9,652. p + 6,528.10'2. p2 + 3,889 .10‘3 . p3 für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm , bezogen auf die projizierte Lagerfläche, kleiner oder größer, bevorzugt gleich 750 (p + 20) smit~ “ 118,06 + 9,652. p + 6,528 . IO'2. p2 + 3,889.10'2. p3 c) Die Ausnehmungstiefe (t) in [pm]: für hochbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit oberhalb von etwa 40 N/mm2, 1350 bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder kleiner, bevorzugt gleich tj^-- p+12,5 für geringbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit unterhalb von etwa 20 N/mm2, 900 bezogen auf die projizierte Lagerfläche, gleich oder größer, bevorzugt gleich t^=- p + 12,5 für mittelbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit zwischen etwa 20 und etwa -4- 1125

AT 392 522 B 45 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, klein» oder größer, bevorzugt gleich ^=- p+12,5 d) die Relation von Ausnehmungsbreite (b) zu verbleibender Stegbreite (s): für hochbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit oberhalb etwa 50 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, (b/s)max = (1,95 bis 2,0). (1,757 + 3,1.10*3. p + 7,233 . IO*4. p2) für geringbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb etwa 35 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, (b/s)min = (0,5 bis 0,55). (0,5100 + 0,9.10'3 . p + 2,1. IO"4. p2) für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, (b/s)mit = 0,9444 + 1,6667.10‘3 . p + 3,8889.10*4. p2 und die Abhängigkeit der gewählten Ausnehmungsbreite (b) in Relation zu der Ausnehmungstiefe (t) für hochbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit oberhalb von etwa 40 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, (b/t)min - 4’167 ·10'2 · P + 0,8333 für geringbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit unterhalb von etwa 20 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, (b/Omax = (1>95 bis 2.0) · (10,834. IO-2. p + 2,1666) für mittelbelastbare Füllstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit zwischen etwa 20 und etwa 45 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, (b/Omit = 6,667.10*2. p + 1333

Hierbei ist berücksichtigt, daß grundsätzlich für die Dimensionierung der nutenförmigen Vertiefungen eines derartigen Gleitlagers nicht allein der Lagerdurchmesser, sondern vor allem der Schmierfilmdruck maßgebend ist Vereinfacht kann anstelle des Schmierfilmdruckes die spezifische Lagerbelastung eingesetzt werden. Dabei hat sich gezeigt, daß bei hohen spezifischen Belastungen andere Festlegungen der maßgeblichen Größen für die nutförmigen Ausnehmungen (Breite, Tiefe, Abstand) vorteilhafter sind, als bei niedrigen spezifischen Belastungen. Insbesondere wirkt sie sich überraschenderweise in Verbindung mit der Auswahl des Lagerwerkstoffes für die Trägerschicht sowie des Füllstoffes in den nutartigen Vertiefungen auf die konstruktive Auslegung der Vertiefungen in Breite und Tiefe aus. Hierdurch lassen sich Dauerfestigkeit und Verschleißfestigkeit des Gleitlagers optimal günstig beeinflussen. Die Anwendung verschiedener Werkstoffe für die Trägerschicht und verschiedener Füllstoffe erfordert dementsprechend unterschiedliche Dimensionierung der Vertiefungen. In den obigen Erläuterungen sind Angaben enthalten, wie diese Werkstoffeigenschaften zu berücksichtigen sind.

Versuche haben ergeben, daß bei Berücksichtigung der oben erläuterten Dimensionierung der nutartigen Vertiefungen optimale Ergebnisse hinsichtlich Dauerfestigkeit, Verschleiß und Notlauf erzielt werden.

Die nutartigen Vertiefungen können in sich geschlossene ringförmige Nuten bilden, bevorzugt wird man jedoch ringförmige Vertiefungen in schraubenförmiger Anordnung vorsehen.

Wie aus dem in Figur 5 stark vergrößert dargestellten Bereich (5) der Figur 1 ersichtlich, kann das die nutartigen Vertiefungen (26) füllende Gleitlagermaterial üb» die stehengebliebenen Rippen bzw. Feld» (29) hinaus zu einer geschlossenen Schicht (30) ausgebildet sein. Je nach den benutzten Gleitlagerwerkstoffen der -5-

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Tragschicht (27) und des die nutartigen Vertiefungen (26) füllenden und ggf. die Gleitschicht (30) bildenden Materials kann zwischen der Tragschicht (27) und dem die nutartigen Vertiefungen (26) füllenden und ggf. die Gleitschicht (30) bildenden Material eine Diffusionssperrschicht oder eine Bindungsschicht (31) vorgesehen werden, die eine Dicke zwischen etwa 0,5 und 2 μιη haben kann. Im Unterschied hierzu zeigt der vergrößerte 5 Bereich der Figur 4 alternativ einen bündigen Abschluß der Rippen (29) mit der Gleitschicht (30) bzw. der Füllung der nutartigen Vertiefungen (26).

Wie die Figuren 4 und S ferner zeigen, ist die Tragschicht (27) auf einem geeigneten Substrat (32) angebracht, beispielsweise einer Schale oder Buchse aus Stahl.

Die Form der nutartigen Vertiefungen kann verschieden sein, beispielsweise können die nutartigen 10 Vertiefungen (26) in Art eines Kreuzgewindes ausgebildet sein, so daß sich zwischen den nutartigen Vertiefungen (26) rautenförmige oder in anderer Weise viereckige Feld» (29) ergeben, wie dies Figur 7 zeigt. Zusätzlich zu einem Kreuzgewinde können die nutartigen Vertiefungen (26) auch noch sich quer erstreckende Nuten (26a) aufweisen, so daß sich dreieckförmige, stehengebliebene Felder (29) ergeben, wie dies Figur 8 zeigt. Die gegenseitige Abstände der sich kreuzenden nutartigen Vertiefungen (26) sind in den Figuren 7 und 8 15 als gleich groß dargestellt. Es kann aber auch in der einen Gruppe von Vertiefungen (26) ein anderer gegenseitiger Nutabstand als in der sie kreuzenden Gruppe von Vertiefungen (26) vorgesehen sein.

Figur 9 zeigt eine Bundlagerschale (22a), die in ihrem Radiallagerteil eine Lagergleitfläche (25) mit nutartigen Vertiefungen (26) in der Tragschicht (27) enthält. Der eine Bund (35) ist an seiner Tragschicht (27) mit nutartigen Vertiefungen (26) ausgebildet, die in diesem Beispiel spiralförmig, d. h. sich in Umfangsrichtung 20 aufweitend ausgebildet sind. Die nutartigen Vertiefungen (26) könnten in diesem Beispiel auch konzentrisch zur Lagermittelachse ausgebildet sein. Wie beim Radiallagerteil sind auch im Bund (35) die nutartigen Vertiefungen (26) mit Gleiüagerwerkstoff gefüllt, wobei dieser Lagerwerkstoff auch die zwischen den nutartigen Vertiefungen angeordneten Rippen oder Felder noch überdecken kann. Der zweite Bund (36) der Bundlagerschale (22) gemäß Figur 9 kann wie der erste Bund oder auch in herkömmlicher Weise mit glatter Oberfläche seiner Tragschicht 25 ausgebildet sein. Zur Bildung eines vollständigen Gleitlagers wird eine Bundlagerschale gemäß Figur 9 mit einer zweiten Bundlagerschale zusammengesetzt, die in gleicher Weise wie diejenige nach Figur 9 oder auch in herkömmlicher Weise ausgebildet sein kann.

Gleiche oder ähnliche Ausbildung wie bei einem einstückigen Bundlager (22a) kann auch bei solchen Gleitlagern vorgesehen werden, bei denen die Bunde als getrennte Anlaufscheiben (38) und (39) ausgebildet und 30 mittels Verbindungslaschen an den Radiallagerteil direkt angesetzt sind.

Im Beispiel der Figur 10 handelt es sich um eine Lageranordnung, bei der der Radiallagerteil durch zwei Gleitlagerschalen (21) und (22) (Figur 1) gebildet ist. Die Gleitlagerschale (22) hat eine Lagergleitfläche (25), in welcher die Tragschicht mit nutartigen Vertiefungen (26) versehen ist. Berührungsfrei zu diesem Radiallagerteil sind Axiallagerteile eingesetzt, und zwar Anlaufscheiben (38) und (39), die mit seitlichem 35 Abstand von den Seitenkanten des Radiallagerteiles in die Lageraufnahme eingesetzt sind. Die eine Anlaufscheibe (38) oder auch beide Anlaufscheiben (38) und (39) weisen nutartige Vertiefungen in ihrer Tragschicht auf, die konzentrisch zur Lagermittelachse verlaufen. Es könnten stattdessen aber auch spiralförmig verlaufende nutartige Vertiefungen vorgesehen sein.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die verschiedensten Kombinationen von 40 Gleitlagerwerkstoffen möglich, beispielsweise kann die Tragschicht (27) aus Bleibronze bestehen. Der die nutartigen Vertiefungen (26) füllende Gleitlagerwerkstoff kann Weißmetall-Lagerlegierung sein, bevorzugt kann hierzu eine Zinn-Antimon-Legierung vom Typ SnSb7 benutzt werden. Anstelle der in Figur 5 gezeigten Gleitschicht (30) kann auch eine Überdeckung der stehengebliebenen Rippen bzw. Felder (29) mit einer Schicht aus Blei-Zinn-Legierung oder Zinn-Antimon-Legierung mit einer Dicke von 0,5 bis 2 pm vorgenommen werden. 45 Eine andere vorteilhafte Materialpaarung in einer Gleitlagerschale (22) bzw. einer Gleitlagerbuchse (23) kann beispielsweise darin bestehen, daß die Tragschicht (27) aus einer Aluminium-Legierung, vorzugsweise AlZn4,5SiCuPbMg besteht und die nutartigen Vertiefungen mit einer Weißmetall-Gleitlagerlegierung ausgefüllt sind, vorzugsweise auf der Basis von PbSnCu. In solchem Fall wird eine Schicht (31) aus Nickel oder CuSn vorzusehen sein. 50

Bezugszeichenliste (20) Gleitlager 55 (21) Gleitlagerschale (22) Gleitlagerschale (22a) Bundlagerschale (23) Gleitlagerbuchse (24) axial» Schlitz 60 (25) Lagerlauf (26) nutartige Vertiefungen (26a) qu» erstreckende Nuten -6-

Claims (4)

1. AT 392 522 B (27) Tragschicht (28) Lager-Mittelachse (29) Rippen (30) Gleitschicht (31) Diffusions-Sperrschicht oder Bindungsschicht (32) Substrat/Stützwerkstoff (35) Bind (36) Bind (38) Anlaufscheibe (39) Anlaufscheibe (a) Stegmittenabstand (b) Ausnehmungsbreite (s) Stegseite (t) Ausnehmungstiefe PATENTANSPRÜCHE 1. Gleitlagerelement mit inhomogener Antifriktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer auf der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander, im wesentlichen parallel angeordnet, zumindest über einen Teil der Gleitfläche verteilte, mit einem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen aufweist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringere oder größere Härte aufweist als der die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte Vertiefungen in der Tragschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutbreite (b) der Vertiefungen, die zwischen den Vertiefungen verbleibende Stegbreite (s) und das Verhältnis von Nutbreite (b) zu Stegbreite (s) für hochbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit von oberhalb etwa 50 N/mm1, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in folgender Weise abgestimmt ist: a) Nutbreite (b) [pm] gleich oder kleiner, bevorzugt gleich p + 20 bmax“ p +12,5 f) wobei p=spezifische Lagerbelastung [N/mm] b) die verbleibende Stegbreite (s) in Qim] gleich oder größer bevorzugt gleich 525 (p + 20) -7- 1 Gleitlagerelement mit inhomogener Antifiiktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer auf der AT 392 522 B Gleitlagerwerkstoff ausgefüllten Vertiefungen in der Tiagschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutbreite (b) der Vertiefungen, die zwischen den Vertiefungen verbleibende Stegbreite (s) und das Verhältnis von Nutbreite (b) zu Stegbreite (s) für gering belastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit unterhalb von etwa 35 N/mm1 2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in der folgende Weise abgestimmt ist: a) Breite (b) der nutartigen Vertiefungen [μπι] gleich oder größer, bevorzugt gleich p + 20 ^min ” 56,25 p + 12,5 b) verbleibende Stegbreite (s) in [pm] gleich oder kleiner, bevorzugt gleich 2050 (p + 20) smax= “ 118,06 + 0,652. p + 6,528 . IO’2. p2 + 3,889.10'3 . p3 c) das Verhältnis von Nutbreite (b) zu verbleibender Stegbreite (s) (b/s)min * (0,5 bis 0,55) . (0,5100 + 0,9 . IO'3 . p + 2,1. IO*4 . p2).
2. 3. Gleitlagerelement mit inhomogener Antifnktionsschicht, bestehend aus einer Stützschicht und einer auf der Stützschicht aufgebrachten Tragschicht aus Lagerwerkstoff, die mit im wesentlichen axialem Abstand voneinander, im wesentlichen parallel angeordnete, zumindest über einen Teil der Gleitfläche verteilte, mit einem Gleitlagerwerkstoff ausgefüllte nutartige Vertiefungen auf weist, wobei der Lagerwerkstoff der Tragschicht eine geringere oder größere Härte aufweist als der die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise Radialgleitlager mit sich in axialem Abstand voneinander in Umfangsrichtung erstreckenden, mit Gleitlagerwerkstoff ausgefüllten Vertiefungen in der Tragschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutbreite (b) der Vertiefungen, die zwischen den Vertiefungen verbleibende Stegbreite (s) und das Verhältnis von Nutbreite (b) zu Stegbreite (s) für mittelbelastbare Tragschichten, d. h. Tragschichten mit Belastbarkeit zwischen etwa 30 und etwa 55 N/mm , bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in folgender Weise abgestimmt ist: a) Breite (b) in [pm] der nutartigen Vertiefungen kleiner oder größer, bevorzugt gleich p + 20 p + 12,5 b) die verbleibende Stegbreite (s) in [pm] kleiner oder größer, bevorzugt gleich 750 (p + 20) -8- 1 smit = 118,06 + 9,652. p + 6,528.10’2. p2 + 3,889.10'3 . p3 2 c) das Verhältnis von Nutbreite (b) zu verbleibender Stegbreite (s) 3 (b/s)mit = 0,9444 + 1,6667.10*3 . p + 3,8889.10*4. p2 4 Gleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Nuttiefe (t) in [pm] der nutartigen Vertiefungen und des Verhältnisses der Nutbreite (b) zur Nuttiefe (t) der nutartigen Vertiefungen für hochbelastbare, die Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit oberhalb von etwa 40 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in folgender Weise: d) Nuttiefe in [pm] gleich oder kleiner, bevorzugt gleich 1350 tmax = p +12,5 AT 392 522 B und e) das Verhältnis von Nutbreite (b) zu Nuttiefe (t) der nutartigen Vertiefungen (b/t)min = 4,167 . IO*2 . p + 0,8333.
3. 5. Gleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Nuttiefe in [pm] der nutartigen Vertiefungen und des Verhältnisses der Nutbreite (b) zur Nuttiefe (t) der nutartigen Vertiefungen für geringbelastbare, die nutartigen Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoffe, d. h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit unterhalb etwa 25 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in der folgenden Weise: d) Nuttiefe in [pm] gleich oder größer, bevorzugt gleich 900 tmin88 p + 12,5 und e) das Verhältnis von Nutbreite (b) zu Nuttiefe (t) der Vertiefungen (b/t)max = i1’95 bis 2>°) · (10>834 ·10'2 · P + 2,1666).
4. 6. Gleitlagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Abstimmung der Nuttiefe (t) in [pm] der nutartigen Vertiefungen und des Verhältnisses der Nutbreite (b) zu Nutdefe (t) der nutartigen Vertiefungen für mittelbelastbare, die nutartigen Vertiefungen ausfüllende Gleitlagerwerkstoffe, <L h. Gleitlagerwerkstoffe mit Belastbarkeit zwischen etwa 20 und etwa 45 N/mm2, bezogen auf die projizierte Lagerfläche, in der folgenden Weise: d) Nuttiefe (t) in [pm] der Vertiefungen kleiner oder größer, bevorzugt gleich 1125 W = p + 12,5 und e) das Verhältnis der Nutbreite (b) zur Nuttiefe (t) der Vertiefungen: (b/Omit = 6,667. IO*2 . p + 1,333. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -9-