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Tribologisch optimierter Gleitlagerwerkstoff

Ref-Nr: TA-UKL-265


Kurzfassung

Bei der Erfindung handelt es sich um einen tribologisch optimierten Verbundwerkstoff auf Kunststoffbasis. Neben üblich vorhandenen Komponenten enthält dieser Werkstoff zusätzlich einen Anteil an Magnesiumhydroxid. Bei tribologischer Beanspruchung verhält sich dieser Werkstoff zunächst wie ein herkömmliches Tribocompound. Erzeugt die Beanspruchung jedoch Spitzentemperaturen von >400°C setzt langsam eine Zersetzung von Magnesiumhydroxid zu Magnesiumoxid und Wasser(dampf) ein. Dieser agiert als hochgleitfähige Zwischenschicht. Bei hoher Beanspruchung schaltet der Werkstoff somit auf einen neuen Mechanismus um.


Hintergrund

Gleitlager sind von zentraler Bedeutung im Maschinen- und Gerätebau und finden daher Verwendung in wichtigen Industriezweigen wie der Automobil-, der Luftfahrt- und der Raumfahrtindustrie. In vielen Fällen ist man bestrebt, die Gleitlager wartungsfrei auszuführen. Um eine Wartungsfreiheit erreichen zu können, müssen die Gleitlager über gute Trockenlaufeigenschaften verfügen, also auch ohne den Zusatz von flüssigen Schmierstoffen funktionstüchtig sein, wozu die verwendeten Materialien tribologisch hochbelastbar sein müssen. Dazu werden beispielsweise Kunststoffe als Basismaterial verwendet, welche Füllstoffe beinhalten, mit den die Trockenlaufeigenschaften der Gleitlager verbessert werden kann.


Problemstellung

Die Zusammensetzung der Verbundwerkstoffe hat einen großen Einfluss auf deren tribologische Eigenschaften. Dies führt dazu, dass bestimmte tribologische Eigenschaften für einen gewissen Beanspruchungsbereich eingestellt werden können. Jedoch mangelt es an der Möglichkeit, tribologische Eigenschaften über einen weiten Beanspruchungsbereich gezielt zu steuern bzw. einen weiten Beanspruchungsbereich mit einer einzigen Formulierung abzudecken.


Lösung

Der neuartige Gleitlagerverbundwerkstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen Thermoplasten als matrixbildende Komponente und ferner einen Festschmierstoff in Form von Zinksulfid und/oder Graphit, 5-15 Gwe.-% Kohlenstoffschnittfasern, und insbesondere 5-40 Gew-% Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) aufweist. Ab einer bestimmten thermischen Beanspruchung zersetzt sich das zwingend vorgesehene, gezielt eingesetzte Mg(OH)2 unter Erzeugung eines „Wasserdampfkisseneffekts“. Somit schaltet der Werkstoff bei höherer Beanspruchung auf einen neuen Mechanismus um. Der neuartige und optimierte Verbundwerkstoff auf Kunststoffbasis besitzt deutlich bessere Notlaufeigenschaften. Bei lokaler Überhitzung setzt der chemische Prozess mit der „Dampfkissen-Wirkung“ ein. Sobald die Temperatur wieder fällt, stoppt dieser chemische Prozess und die bewährte Gleitlagerzusammensetzung erfüllt die tribologische Aufgabe.


Vorteile

  • sehr gute Notlaufeigenschaften durch den "Wasserdampfkisseneffekt"
  • günstiger Gleitlagerverbundwerkstoff mit sehr guten Trockenlaufeigenschaften
  • großer Beanspruchungsbereich durch Vermeidung von Überhitzung ("Dampfkissen-Wirkung")
  • sehr gute Reibungs- und Verschleißwerte durch die Verwendung von Magnesiumhydroxid als Additiv
  • führt bei bewegten Systemen zu einer besseren Energieeffizienz und zur Einsparung von CO2

Anwendungsbereiche

Verbundwerkstoff auf Kunststoffbasis zur Verwendung als wartungsfreier Gleitlagerwerkstoff im Maschinen- und Gerätebau.


Service

Angeboten wird eine Lizenz für Herstellung und Vertrieb, exklusiv oder nicht-exklusiv.


IMG Innovations-Management GmbH

Dr. Simon Horoz
+49 631 31668-95
horoz@img-rlp.de
www.img-rlp.de
Adresse
Trippstadter Straße 110
67663 Kaiserslautern



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 102015912239 B4 erteilt

Stichworte

Verbundwerkstoff, Gleitlager, wartungsfrei, hoher Beanspruchungsbereich, Kunststoff, Tribocompound

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen