[发明专利]滑动轴承构件、滑动轴承和用于制造滑动轴承构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滑动轴承构件。此外，本发明还涉及一种具有该滑动轴承构件的滑动轴承以及一种用于制造该滑动轴承构件的方法。

背景技术

在多种实施形式中已知一些滑动轴承构件和滑动轴承。这些滑动轴承构件尤其可以具有由基于塑料的滑动材料构成的滑动面。滑动材料除了含有塑料外，还可以含有纤维材料，例如玻璃纤维、矿物纤维或碳纤维，以改善滑动材料的机械特性，例如其抗压性、抗变形性等等以及改善滑动材料的温度特性。廉价的玻璃纤维使用得特别广。然而，在使用玻璃纤维时存在玻璃纤维尤其通过它尖棱的纤维端造成严重磨损和损坏与滑动材料滑动地接触的配合面的危险。此外，当玻璃纤维暴露在外时，该滑动材料的塑料也会受损。这两方面甚至在使用润滑剂时也会导致磨损率升高并因此导致滑动轴承尤其在较高的压力载荷和/或较高的速度时运行效率降低。

此外，已知这些含有添加剂，如聚四氟乙烯、石墨、钼化锍等的滑动材料，以改善该滑动性能。

例如由DE 202004006818U1已知一种用于可转动地支承轴颈的轴承套筒，该轴承套筒具有由基于聚苯撑锍和聚邻苯二甲酰胺的塑料制成的挡盘。可以给该塑料添加碳纤维或另一种纤维材料和聚四氟乙烯或其它添加剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，这样构成一种滑动轴承构件或滑动轴承，使得它在一段较长的使用时间内具有良好的滑动特性并且即使在高温下也具有足够的支承能力。

该技术问题通过一种滑动轴承构件、一种滑动轴承和一种用于制造该滑动轴承构件的方法解决。按本发明的滑动轴承构件具有由滑动材料制成的滑动面。该滑动材料具有由聚邻苯二甲酰胺组成的基体、至少10％重量含量的高硬度碳纤维和至少10％重量含量的聚四氟乙烯。

按本发明的观点，概念“高硬度碳纤维”包括高模量(high modulus，HM)碳纤维和有时也称作超高硬度的碳纤维的超高模量(ultra high modulus，UHM)碳纤维。高硬度的碳纤维按本发明可以具有至少300GPa的弹性模量。断裂延伸率可以为1％以下，尤其位于0.5％的范围内。强度可以为至少2GPa。

以惊人的方式表明，通过高硬度碳纤维可以实现明显比其它种类的碳纤维，例如高强度碳纤维(high tenacity，HT)更高的寿命。高硬度的碳纤维比高强度碳纤维更易碎裂并且具有另一种耐磨性能。这导致在滑动轴承构件引入阶段中在与滑动轴承构件滑动接触的配合面区域内形成一层固定附着并且稳定的、由聚四氟乙烯组成的、嵌有一些具有有利摩擦特性的石墨层的传送膜。这种传送膜使滑动面磨损更少并因此致使滑动轴承构件的寿命提高。因此，本发明的优点在于，该滑动轴承具有较长的使用寿命。

本发明的另一个优点在于，滑动轴承构件具有良好的滑动特性。这尤其也适用于在没有润滑剂的情况下的工作。此外，有利的是，滑动轴承构件也在较高的温度时具有足够的支承能力。滑动材料尤其可以设计用于小于至少90摄氏度的工作温度。

优选滑动材料具有至少20％重量含量的高硬度碳纤维。滑动材料最多含有60％重量含量的高硬度碳纤维。滑动材料最多含有30％重量含量的聚四氟乙烯。此外，滑动材料可以含有至少1％重量含量的炭黑。

滑动构件可以具有至少一个由滑动材料构成的滑动衬垫和一个支承结构，该滑动衬垫和支承结构相互机械连接。由此可以将较高的机械稳定性与良好的滑动特性结合。支承结构例如可以由一种钢，尤其是滚动轴承钢，例如100Cr6制成。但支承结构也可由塑料制成。

滑动衬垫可以设计成一个固定在支承结构上的单独构件。滑动衬垫尤其可拆卸地固定在支承结构上。这允许例如在该滑动衬垫磨损或损坏时毫无困难地更换滑动衬垫。

同样地滑动衬垫也可以设计成一层涂敷在支承结构上的涂层。以这种方式可以在滑动衬垫的整个表面范围内在滑动衬垫和轴承座之间形成非常紧密的连接。

此外，滑动衬垫和支承结构可由滑动材料一体地构成。这使得滑动轴承构件能够特别有效和廉价地制造。

此外，本发明还涉及一种带有按本发明的滑动轴承构件的滑动轴承。该滑动轴承具有与滑动轴承构件的滑动面滑动接触的配合面。

该配合面可以由不同于滑动材料的另一种材料制成。尤其配合面可以由钢制成。滚动轴承钢，尤其是100Cr6钢可以用作这种钢。该钢可以至少在配合面的区域内淬硬。这样设计的滑动轴承可廉价地实现并且具有有利的滑动特性和较长的寿命。除了钢外，还可以使用一种成分不同于滑动材料成分的塑料。