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DE102014224310A1 - Component comprising a sliding structure and method for producing a component - Google Patents

Component comprising a sliding structure and method for producing a component Download PDF

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Abstract

Ausführungsbeispiele betreffen ein Bauteil (1) mit einer Gleitstruktur (2), die wenigstens einen Grundkörper (3) und eine zumindest abschnittsweise auf dem Grundkörper (3) angeordnete Gleitschicht (4) aufweist. Das Bauteil (1) ist ausgebildet, um entlang einer Gleitoberfläche (5) der Gleitschicht (4) zu gleiten. Der Grundkörper (3) der Gleitstruktur (2) weist als Werkstoff einen Kunststoff auf und die Gleitschicht (4) weist einen anorganischen Werkstoff auf.Embodiments relate to a component (1) with a sliding structure (2) which has at least one base body (3) and a sliding layer (4) arranged at least in sections on the base body (3). The component (1) is designed to slide along a sliding surface (5) of the sliding layer (4). The main body (3) of the sliding structure (2) has a plastic material and the sliding layer (4) comprises an inorganic material.

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Bauteil mit einer Gleitstruktur sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer Gleitstruktur. Embodiments relate to a component with a sliding structure and a method for producing a component with a sliding structure.

Gleitschichten und Gleitmaterialien werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Solche Anwendungen können beispielsweise Gleitlagerungen, Gleitlagerbuchsen, Linearführungssysteme oder dergleichen sein. Bei manchen Gleitlagern wird als Gleitschicht ein dünner, einlagiger Schichtwerkstoff, zum Beispiel mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens, auf ein hartes Substrat oder einen Grundkörper des Lagers aufgebracht. Der Grundkörper kann dabei als Werkstoff einen Stahl umfassen. Sliding layers and sliding materials are used in a variety of applications. Such applications may be, for example, plain bearings, plain bearing bushings, linear guide systems or the like. In some plain bearings, a thin, single-layered layer material is applied as a sliding layer, for example by means of a vacuum coating method, to a hard substrate or a main body of the bearing. The main body may comprise a steel as a material.

Unter ungünstigen Umständen kann es, beispielsweise aufgrund einer geringen elastischen Verformbarkeit des Grundkörpers bei einer tribologischen Belastung mit einem harten Gegenkörper vorkommen, dass der dünne einlagige Schichtwerkstoff bzw. die Gleitschicht Risse ausbilden. In manchen Fällen können diese Risse sogar durchgehend sein und sich vollständig entlang einer Bauteiloberfläche erstrecken. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass sich die Gleitschicht zumindest teilweise von dem Grundkörper ablöst. Under unfavorable circumstances, it may happen, for example due to a low elastic deformability of the base body in a tribological load with a hard counter body, that the thin single-layer material or the sliding layer form cracks. In some cases, these cracks may even be continuous and extend completely along a component surface. Under certain circumstances, this can lead to the sliding layer detaching at least partially from the base body.

Zudem kann es auch vorkommen, dass die beschriebenen Gleitlagerungen oder Lagerbauteile, keine oder keine ausreichenden Dämpfungseigenschaften aufweisen. Dies kann gegebenenfalls dazu führen, dass solche Lagerbauteile oder die Gleitschicht empfindlich auf eine Stoßbeanspruchung reagieren können. In addition, it may also happen that the sliding bearings or bearing components described have no or no sufficient damping properties. If necessary, this can lead to such bearing components or the sliding layer being able to react sensitively to an impact stress.

Es besteht daher ein Bedarf daran, eine Gleitschicht zu verbessern. Diesem Bedarf tragen ein Bauteil sowie ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen Rechnung. There is therefore a need to improve a sliding layer. This requirement is taken into account by a component and a method according to the independent claims.

Ausführungsbeispiele betreffen ein Bauteil mit einer Gleitstruktur. Die Gleitstruktur umfasst wenigstens einen Grundkörper und eine zumindest abschnittsweise auf dem Grundkörper angeordnete Gleitschicht. Das Bauteil ist ausgebildet, um entlang einer Gleitoberfläche der Gleitschicht zu gleiten. Der Grundkörper der Gleitstruktur weist als Werkstoff einen Kunststoff auf. Die Gleitschicht der Gleitstruktur weist einen anorganischen Werkstoff auf. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass die Gleitstruktur eine Kombination aus einem weichen Substrat als Grundkörper und einer harten Beschichtung als Gleitschicht aufweist, ermöglicht werden, dass die Gleitstruktur und damit auch die Gleitschicht eine erhöhte elastische Verformbarkeit aufweist. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so ein Ablösen der Gleitschicht zumindest reduziert oder vollständig vermieden werden. Embodiments relate to a component with a sliding structure. The sliding structure comprises at least one base body and a sliding layer arranged at least in sections on the base body. The component is configured to slide along a sliding surface of the sliding layer. The main body of the sliding structure has as material a plastic. The sliding layer of the sliding structure comprises an inorganic material. In some embodiments, by virtue of the fact that the sliding structure has a combination of a soft substrate as the base body and a hard coating as a sliding layer, it is possible for the sliding structure and thus also the sliding layer to have increased elastic deformability. In some embodiments, such a detachment of the sliding layer can be at least reduced or completely avoided.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Grundkörper der Gleitstruktur einen Werkstoff aufweisen, der weicher ist, als ein Werkstoff eines Grundbauteils des Bauteils. Die Gleitschicht der Gleitstruktur kann dann einen Werkstoff aufweisen, der härter ist als der Werkstoff des Grundkörpers der Gleitstruktur. In some embodiments, the main body of the sliding structure may comprise a material that is softer than a material of a basic component of the component. The sliding layer of the sliding structure can then have a material that is harder than the material of the main body of the sliding structure.

Ergänzend kann die Gleitstruktur bzw. eine Gleitoberfläche eine Faltenstruktur aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann durch die Faltenstruktur der Gleitstruktur ein Speicherreservoir für ein Schmiermedium zur Verfügung gestellt werden. Unter Umständen kann so, beispielsweise gegenüber glatten Oberflächen auf harten Substraten, vermieden werden, dass bei einer Druckbelastung das Schmiermedium aus einer belasteten Zone herausgepresst wird und nicht mehr für eine Schmierung zur Verfügung steht. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann auch nach einer Druckbelastung noch ausreichend Schmiermedium zur Verfügung gestellt werden. Selbst wenn beispielsweise Wasser als Schmiermedium eingesetzt wird, kann durch die Faltenstruktur bei manchen Ausführungsbeispielen ein konstanter Schmierfilm aufrechterhalten werden. Ohne die Faltenstruktur kann es vorkommen, dass Wasser als Schmiermedium bei einer Druckbeanspruchung, beispielsweise im Gegensatz zu Fett oder Öl, seine Viskosität verringert und deshalb unter Umständen bei glatten Gleitoberflächen keinen elastohydrodynamischen Druck aufbauen kann. Durch die Faltenstruktur, in der sich das Wasser sammeln kann, kann bei manchen Ausführungsbeispielen ein tribologisches Verhalten der Gleitstruktur und damit möglicherweise auch von Gleitpaarungen, die die Gleitstruktur umfassen, begünstigt werden. Dies kann natürlich auch der Fall sein, wenn andere Schmiermittel oder -medien verwendet werden. In addition, the sliding structure or a sliding surface may have a fold structure. In some embodiments, a storage reservoir for a lubricating medium may be provided by the pleat structure of the sliding structure. Under certain circumstances, it can be avoided, for example, compared to smooth surfaces on hard substrates, that under a pressure load the lubricant is pressed out of a loaded zone and is no longer available for lubrication. In some embodiments, even after a pressure load still sufficient lubricating medium can be provided. For example, even if water is used as the lubricating medium, a constant lubricating film can be maintained by the pleat structure in some embodiments. Without the pleat structure, it may happen that water as a lubricant at a compressive stress, for example, in contrast to fat or oil, reduces its viscosity and therefore may not build elastohydrodynamischen pressure with smooth sliding surfaces. Due to the wrinkle structure in which the water can collect, in some embodiments, a tribological behavior of the sliding structure and thus possibly also of sliding pairings, which comprise the sliding structure, can be favored. This can of course also be the case if other lubricants or media are used.

Die Faltenstruktur kann dabei eine Mehrzahl von Faltenbergen, also Erhöhungen und Vertiefungen als Faltentäler aufweisen. Die Mehrzahl der Falten der Faltenstruktur kann dabei beispielsweise eine Orientierung in eine Gleitrichtung des Bauteils aufweisen, also parallel zu der Gleitrichtung verlaufen. Ergänzend oder alternativ können die Faltentäler oder Faltenberge auch senkrecht zu einer Gleitrichtung des Bauteils angeordnet sein. Unter Umständen kann die Faltenstruktur auch unregelmäßig und ohne eine Orientierung in Bezug auf eine Gleitrichtung angeordnet sein. Gegebenenfalls können sich einzelne Faltentäler auch kreuzen. Die Faltenstruktur kann bei manchen Ausführungsbeispielen in einem Nanomaßstab vorliegen. The pleat structure can have a plurality of pleat peaks, ie elevations and depressions as folding valleys. In this case, the majority of the folds of the fold structure can, for example, have an orientation in a sliding direction of the component, ie run parallel to the sliding direction. Additionally or alternatively, the fold valleys or wrinkles can also be arranged perpendicular to a sliding direction of the component. Under certain circumstances, the fold structure may also be arranged irregularly and without an orientation with respect to a sliding direction. If necessary, individual fold valleys can also intersect. The pleat structure may be nanoscale in some embodiments.

Beispielsweise kann die Gleitschicht zumindest abschnittsweise eine Dicke zwischen 1 nm Nanometer und 5 µm aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass die Faltenstruktur nur eine sehr geringe Größe aufweist, ermöglicht werden, dass die Gleitschicht ein geringe Rauheit aufweist mit der gute tribologische Eigenschaften erreicht werden können. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein Faltenberg oder ein Wellenberg der Falten- oder Wellenstruktur der Gleitstruktur oder Gleitschicht eine Höhe zwischen 1 nm Nanometer und 5 µm aufweisen. Die Faltenstruktur oder eine Faltenbildung kann sich bei manchen Ausführungsbeispielen durch den beschriebenen Aufbau der Gleitstruktur bzw. das Aufbringen der harten dünnen Beschichtung auf den weichen Grundkörper ergeben, beispielsweise durch einen Abbau von Eigenspannungen. Der Abbau von Eigenspannungen, beispielsweise während oder nach der Beschichtung kann eventuell zu einer gemeinsamen Verformung der Gleitschicht und einer Oberfläche des Grundkörpers der Gleitstruktur und so zu einer Selbstorganisation der Faltenstruktur oder einer wellenförmigen Struktur führen. Die Faltenstruktur kann beispielsweise auch eine Höhe aufweisen, die kleiner ist als 0,5 µm. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Faltenstruktur so eine geringere Tiefe als Vertiefungen, die beispielsweise bei einem Schleifen entstehen können, aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann die Faltenstruktur eine unregelmäßige Verteilung aufweisen und sich beispielsweise von einem Schliffbild bzw. einer Anordnung der Vertiefungen des Schliffbilds unterscheiden. Die Faltenstruktur kann sich unter Umständen auch von einer durch Ätzen oder Schleifen hergestellten Oberfläche unterscheiden. Beispielsweise können die Faltenberge jeweils an ihrer Spitze einen Radius aufweisen. By way of example, the sliding layer may have, at least in sections, a thickness between 1 nm and 5 μm. In some embodiments, the fact that the fold structure has only a very small size, be made possible that the sliding layer has a low roughness with the good tribological properties can be achieved. In some embodiments, a crest or wave crest of the pleat or wave structure of the slip structure or overlay may have a height between 1 nm and 5 μm. The wrinkle structure or wrinkling may result in some embodiments by the described structure of the sliding structure or the application of the hard thin coating on the soft base body, for example by a reduction of residual stresses. The reduction of residual stresses, for example during or after the coating may possibly lead to a common deformation of the sliding layer and a surface of the main body of the sliding structure and so to a self-organization of the wrinkle structure or a wavy structure. For example, the pleat structure may also have a height that is less than 0.5 μm. In some embodiments, the pleat structure may have a smaller depth than recesses, which may arise, for example, during grinding. Additionally or alternatively, the pleat structure may have an irregular distribution and differ, for example, from a microsection or an arrangement of the depressions of the microsection. The pleat structure may also differ from a surface made by etching or grinding. For example, the crests can each have a radius at their tip.

Ergänzend oder alternativ ist die Gleitschicht bei manchen Ausführungsbeispielen eine Vakuumbeschichtung. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass die Gleitschicht in einem Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt wird, eine besonders geringe Schichtdicke erzeugt werden. Ferner kann bei manchen Ausführungsbeispielen so eine Schichtbildung mit energiereichen, ionisierten Partikeln ermöglicht werden, was zu einer hohen Druckeigenspannung führen kann. Die Druckeigenspannung kann dann zu der bereits beschriebenen Falten- oder Wellenbildung führen. Additionally or alternatively, the sliding layer is a vacuum coating in some embodiments. In some embodiments, by making the sliding layer in a vacuum coating process, a particularly small layer thickness can be produced. Furthermore, in some embodiments, a layer formation with high-energy, ionized particles can be made possible, which can lead to a high compressive residual stress. The compressive residual stress can then lead to the wrinkling or wave formation already described.

Bei dem anorganischen Werkstoff der Gleitschicht kann es sich um einen metallischen oder einen nichtmetallischen Werkstoff handeln, beispielsweise Titan (Ti), Titannitrit (TiN), diamantähnlichen Kohlenstoff (DLC), Silber (Ag), Gold (Au), Chrom (Cr), Chromnitrit (CrN), und/oder Wolfram (W). Bei manchen Ausführungsbeispielen kann mit diesen Werkstoffen eine sehr harte Beschichtung erzeugt werden. Unter Umständen kann die Gleitschicht nur einen der genannten Werkstoffe umfassen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Gleitschicht eine Kombination der genannten Werkstoffe und/oder weitere Werkstoffe, beispielsweise Legierungen, die einen der genannten Werkstoffe aufweisen, umfassen. The inorganic material of the sliding layer may be a metallic or a non-metallic material, for example titanium (Ti), titanium nitrite (TiN), diamond-like carbon (DLC), silver (Ag), gold (Au), chromium (Cr), Chromium nitrite (CrN), and / or tungsten (W). In some embodiments, a very hard coating can be produced with these materials. Under certain circumstances, the sliding layer may comprise only one of the materials mentioned. In other embodiments, the sliding layer may comprise a combination of said materials and / or other materials, for example alloys comprising one of said materials.

Bei manchen Ausführungsbeispielen weist der Grundkörper der Gleitstruktur eine größere Dicke als die Gleitschicht auf. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so ein ausreichendes Verformungsvermögen der Oberfläche des Grundkörpers und/oder eine ausreichende Elastizität, beispielsweise um Stoßbeanspruchungen aufzunehmen, ermöglicht werden. Eine Dicke der Gleitstruktur bzw. eine Dicke des Grundkörpers der Gleitstruktur und eine Dicke der Gleitschicht der Gleitstruktur kann dabei beispielsweise jeweils eine Ausdehnung der beiden Bauteile sein, die sich in die gleiche Richtung erstreckt. Eine Dicke der Gleitschicht, des Grundkörpers und/oder der Gleitstruktur kann sich zum Beispiel in Richtung eines Normalvektors auf die Gleitoberfläche erstrecken. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Dicke des Grundkörpers einen Wert zwischen 1 mm und 5 cm aufweisen. Unter Umständen kann die Dicke des Grundkörpers um wenigstens einen Faktor 103, 104, 106, 107 größer sein als die Dicke der Gleitschicht. In some embodiments, the main body of the sliding structure has a greater thickness than the sliding layer. In some embodiments, such a sufficient deformability of the surface of the body and / or sufficient elasticity, for example, to absorb shock loads, are made possible. A thickness of the sliding structure or a thickness of the main body of the sliding structure and a thickness of the sliding layer of the sliding structure can be, for example, in each case an extension of the two components, which extends in the same direction. A thickness of the sliding layer, the base body and / or the sliding structure may, for example, extend in the direction of a normal vector onto the sliding surface. In some embodiments, the thickness of the base body may have a value between 1 mm and 5 cm. Under certain circumstances, the thickness of the base body by at least a factor of 10 3 , 10 4 , 10 6 , 10 7 be greater than the thickness of the sliding layer.

Ergänzend oder alternativ kann der Grundkörper der Gleitstruktur als Werkstoff einen Kunststoff aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so eine ausreichende Elastizität und ein Verformungsvermögen des Grundkörpers der Gleitstruktur bewirkt werden. Bei dem Kunststoff kann es sich beispielsweise um einen Duroplast, zum Beispiel Epoxidharz, Phenolharz, Melaminharz, einen Thermoplast, zum Beispiel Polyurethan(PU), Polyamid (PA), Polyimid (PI), Polyphthalamid (PPA), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester, Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyoxymethylen (POM), Polycarbonat, Polyetherimid (PEI), Polyethersulfon (PESU oder PES), einen gewebefaserverstärkten Kunststoff und/oder einen faserverstärkten Kunststoff, handeln. Als Faser- oder Gewebematerialien können beispielsweise Glas, Kohlenstoff, Kunststoff, Metall oder Keramik zum Einsatz kommen. Unter Umständen kann auch ein faser- oder gewebefreier Kunststoff eingesetzt werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Grundkörper der Gleitstruktur als Werkstoff nur den Kunststoff umfassen oder aus diesem hergestellt sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Grundkörper auch ein Stützbauteil aufweisen, beispielsweise ein Gewebe, mit dem Kunststoff umgossen und/oder umspritzt ist. Additionally or alternatively, the main body of the sliding structure may have as a material a plastic. In some embodiments, such a sufficient elasticity and a deformability of the main body of the sliding structure can be effected. The plastic can be, for example, a thermosetting resin, for example epoxy resin, phenolic resin, melamine resin, a thermoplastic, for example polyurethane (PU), polyamide (PA), polyimide (PI), polyphthalamide (PPA), polyetheretherketone (PEEK), polyester , Polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polytetrafluoroethylene (PTFE), polybutylene terephthalate (PBT), polyoxymethylene (POM), polycarbonate, polyetherimide (PEI), polyethersulfone (PESU or PES), a woven fiber reinforced plastic and / or a fiber reinforced plastic, act. As fiber or fabric materials, for example, glass, carbon, plastic, metal or ceramic can be used. Under certain circumstances, a fiber or tissue-free plastic can be used. In some embodiments, the main body of the sliding structure may comprise as the material only the plastic or be made of this. In other embodiments, the base body may also have a support member, for example, a fabric, is encapsulated with the plastic and / or overmoulded.

Bei manchen Ausführungsbeispielen ist der Grundkörper der Gleitstruktur mit dem Grundbauteil des Bauteils verbunden. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Verbindung handeln, die keine Relativbewegung zwischen dem Grundkörper der Gleitstruktur und dem Grundbauteil des Bauteils zulässt. Je nach Form des Bauteils können der Grundkörper der Gleitstruktur und das Grundbauteil des Bauteils beispielsweise drehfest miteinander verbunden sein. Die Verbindung kann dabei auf alle möglichen Arten, beispielsweise formschlüssig, kraftschlüssig, stoffschlüssig, durch Schrauben, Kleben, Schweißen, Einrasten, Verklipsen und/oder dergleichen erfolgen. In some embodiments, the main body of the sliding structure is connected to the basic component of the component. For example, it may be a connection that does not allow relative movement between the main body of the sliding structure and the basic component of the component. Depending on the shape of the component, the main body of the sliding structure and the basic component of the component can be connected to one another in a rotationally fixed manner, for example. The connection can be made in all possible ways, for example, positive, non-positive, cohesive, by screws, gluing, welding, snapping, clipping and / or the like.

Ausführungsbeispiele betreffen auch ein Gleitlager mit dem Bauteil nach wenigstens einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei das Bauteil ein Lagerring oder eine Gleitlagerbuchse ist. Alternativ kann das Bauteil auch eine Linearführung, ein Schlitten und/oder ein Führungswagen in einem Linearsystem sein. Bei dem Gleitlager kann es sich auch um ein Gelenklager handeln. Dann dient das Bauteil als Gelenklagerinnenring und/oder als Gelenklageraußenring. Das Bauteil weist als Gelenklagerinnenring eine nach radial außen gewölbte Oberfläche auf und die Gleitschicht ist radial außen angeordnet. Als Gelenklageraußenring weist das Bauteil eine nach radial innen gewölbte Oberfläche auf und die Gleitschicht ist radial innen angeordnet. Embodiments also relate to a sliding bearing with the component according to at least one of the described embodiments, wherein the component is a bearing ring or a plain bearing bush. Alternatively, the component may also be a linear guide, a carriage and / or a guide carriage in a linear system. The slide bearing may also be a spherical plain bearing. Then, the component serves as a spherical bearing inner ring and / or as a joint bearing outer ring. The component has as a spherical bearing inner ring on a radially outwardly curved surface and the sliding layer is disposed radially outward. As a spherical bearing outer ring, the component has a radially inwardly curved surface and the sliding layer is arranged radially inward.

Ausführungsbeispiele betreffen auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Gleitstruktur, wobei die Gleitstruktur wenigstens einen Grundkörper und eine zumindest abschnittsweise auf dem Grundkörper angeordnete Gleitschicht aufweist. Das Bauteil ist ausgebildet, um entlang einer Gleitoberfläche der Gleitschicht zu gleiten. Der Grundkörper der Gleitstruktur wird mit einem Grundbauteil des Bauteils verbunden. Der Grundkörper weist einen Werkstoff auf, der weicher ist als ein Werkstoff des Grundbauteils. Es erfolgt auch ein Beschichten des Grundkörpers der Gleitstruktur mit einem Werkstoff, der härter ist als der des Grundkörpers der Gleitstruktur. Dabei kann das Verbinden des Grundkörpers der Gleitstruktur mit dem Grundbauteil des Bauteils vor, nach oder zumindest teilwiese oder sogar vollständig überlappend mit dem Beschichten des Grundkörpers der Gleitstruktur mit der Gleitschicht erfolgen. Embodiments also relate to a method for producing a component with a sliding structure, wherein the sliding structure has at least one base body and a sliding layer arranged at least in sections on the base body. The component is configured to slide along a sliding surface of the sliding layer. The main body of the sliding structure is connected to a basic component of the component. The main body has a material which is softer than a material of the basic component. There is also a coating of the main body of the sliding structure with a material that is harder than that of the main body of the sliding structure. In this case, the bonding of the main body of the sliding structure to the basic component of the component can take place before, after or at least partially or even completely overlapping with the coating of the main body of the sliding structure with the sliding layer.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. The embodiments disclosed in the foregoing description, the appended claims and the appended figures, as well as their individual features, may be relevant and implemented both individually and in any combination for the realization of an embodiment in its various forms.

So zeigen die Figuren schematisch die nachfolgenden Ansichten: Thus, the figures show schematically the following views:

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnittdarstellung eines Bauteils umfassend eine Gleitstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 shows a schematic representation of a sectional view of a component comprising a sliding structure according to an embodiment;

2 zeigt eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts des Bauteils mit der Gleitstruktur gemäß der 1; 2 shows a schematic representation of an enlarged section of the component with the sliding structure according to the 1 ;

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Bauteils umfassend eine Gleitstruktur gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 3 shows a schematic representation of a side view of a component comprising a sliding structure according to a further embodiment;

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Bauteils umfassend eine Gleitstruktur gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 4 shows a schematic representation of a plan view of a component comprising a sliding structure according to a further embodiment;

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Bauteils, umfassend wenigstens eine Gleitstruktur gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 5 shows a schematic representation of a side view of a component comprising at least one sliding structure according to a further embodiment;

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils mit einer Gleitstruktur. 6 shows a schematic representation of a method for producing a component with a sliding structure.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt. In the following description of the accompanying drawings, like reference characters designate like or similar components. Further, summary reference numbers are used for components and objects that occur multiple times in one embodiment or in one representation, but are described together in terms of one or more features. Components or objects which are described by the same or by the same reference numerals may be the same, but possibly also different, in terms of individual, several or all features, for example their dimensions, unless otherwise explicitly or implicitly stated in the description.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnittdarstellung eines Bauteils 1 mit einer Gleitstruktur 2. Die Gleitstruktur 2 umfasst wenigstens einen Grundkörper 3 und eine zumindest abschnittsweise auf dem Grundkörper 3 angeordnete Gleitschicht 4. Das Bauteil 1 ist ausgebildet, um entlang einer Gleitoberfläche 5 der Gleitschicht 4 zu gleiten. Der Grundkörper 3 der Gleitstruktur 2 weist dabei als Werkstoff einen Kunststoff auf. Die Gleitschicht 4 weist einen anorganischen Werkstoff auf. Bei dem anorganischen Werkstoff kann es sich beispielsweise um Titan, Titannitrit (TiN), diamantähnlichen Kohlenstoff (DLC), Silber, Gold, Chrom, Chromnitrit (CrN), Wolfram oder Werkstoffe handeln, die wenigstens einen dieser Werkstoffe umfassen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Gleitschicht 4 aus genau einem der genannten Werkstoffe hergestellt sein. Bei dem Kunststoff kann es sich beispielsweise um einen Duroplast (z.B. Epoxidharz, Phenolharz, Melaminharz), einen Thermoplast (z.B. Polyurethan, Polyamid, Polyimid, Polyphthalamid, Polyetheretherketon, Polyester, Polypropylen, Polyphenylensulfid, Polytetrafluorethylen, Polybutylenterephthalat, Polyoxymethylen, Polycarbonat, Polyetherimid, Polyethersulfon), einen gewebefaserverstärkten Kunststoff und/oder einen faserverstärkten Kunststoff handeln. 1 shows a schematic representation of a sectional view of a component 1 with a sliding structure 2 , The sliding structure 2 comprises at least one main body 3 and one at least in sections on the body 3 arranged sliding layer 4 , The component 1 is designed to slide along a sliding surface 5 the sliding layer 4 to glide. The main body 3 the sliding structure 2 has as a material on a plastic. The sliding layer 4 has an inorganic material. The inorganic material may be, for example, titanium, titanium nitride (TiN), diamond-like carbon (DLC), silver, gold, chromium, chromium nitrite (CrN), tungsten or materials comprising at least one of these materials. In some embodiments, the sliding layer 4 be made of exactly one of the materials mentioned. The plastic may be, for example, a thermoset (eg epoxy resin, phenolic resin, melamine resin), a thermoplastic (eg polyurethane, polyamide, polyimide, polyphthalamide, Polyetheretherketone, polyester, polypropylene, polyphenylene sulfide, polytetrafluoroethylene, polybutylene terephthalate, polyoxymethylene, polycarbonate, polyetherimide, polyethersulfone), a woven fiber reinforced plastic and / or a fiber reinforced plastic.

Damit kann es sich bei dem Werkstoff der Gleitschicht 4 um den härtesten Werkstoff des Bauteils 1 handeln. Der Werkstoff der Gleitschicht 4 ist härter als der Werkstoff des Grundkörpers 3 der Gleitstruktur 2. Mit Härte ist dabei eine Werkstoffeigenschaft gemeint, die beispielsweise in Rockwell und/oder Vickers angegeben werden kann. Bei der Gleitstruktur handelt es sich im Vergleich zu Bauteilen ohne den Grundkörper der Gleitstruktur, welche auch als hartes System bezeichnet werden können, um ein weiches System. Thus, it may be in the material of the sliding layer 4 the hardest material of the component 1 act. The material of the sliding layer 4 is harder than the material of the main body 3 the sliding structure 2 , By hardness is meant a material property that can be given for example in Rockwell and / or Vickers. The sliding structure is a soft system compared to components without the main body of the sliding structure, which can also be called a hard system.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist das Bauteil 1 als eine Gleitlagerbuchse mit einem rohrförmigen Körper ausgebildet und an einer Welle als andere Komponente 7 angeordnet. Die Gleitstruktur 2 wie auch der Grundkörper 3 der Gleitstruktur 2 sind an einer nach radial innen gerichteten Oberfläche des Bauteils 1, die der anderen Komponente 7 zugewandt ist, angeordnet. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Bauteil bzw. dessen der anderen Komponente zugewandte Oberfläche auch nur teilweise oder abschnittsweise mit der Gleitstruktur 2 bedeckt sein. Genau so ist auch der Grundkörper 3 der Gleitstruktur 2 vollständig mit der Gleitschicht 4 bedeckt. Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Gleitschicht oder Gleitstruktur auch nur unterbrochen oder abschnittsweise auf dem Grundkörper angeordnet sein. In the embodiment of the 1 is the component 1 as a plain bearing bush formed with a tubular body and on a shaft as another component 7 arranged. The sliding structure 2 as well as the basic body 3 the sliding structure 2 are on a radially inward surface of the component 1 that of the other component 7 facing, arranged. In other embodiments, the component or its surface facing the other component may also only partially or partially with the sliding structure 2 be covered. Exactly the same is the basic body 3 the sliding structure 2 completely with the sliding layer 4 covered. In other embodiments, not shown, the sliding layer or sliding structure may also be interrupted or arranged in sections on the base body.

Das Bauteil 1 kann sich um eine Mittelachse M über die Gleitstruktur 2 um die andere Komponente 7 drehen bzw. an der anderen Komponente 7 mit der Gleitoberfläche 5 gleiten. Genauso gut kann das Bauteil 1 als relativ beweglich angeordnetes Bauteil 1 feststehend angeordnet sein und die andere Komponente 7 kann sich gegenüber dem Bauteil 1 bewegen. Analog können sowohl das Bauteil 1 wie auch die andere Komponente 7 Bewegungen gegeneinander ausführen. Das Bauteil 1 gleitet also mit der Gleitschicht 4 um einen Innenring oder um eine Welle oder die Welle oder der Innenring gleitet entlang der Gleitoberfläche 5 an der Gleitschicht 4. The component 1 may be about a central axis M via the sliding structure 2 around the other component 7 turn or on the other component 7 with the sliding surface 5 slide. Just as well can the component 1 as a relatively movably arranged component 1 be arranged fixed and the other component 7 can be opposite to the component 1 move. Analogously, both the component 1 as well as the other component 7 Perform movements against each other. The component 1 So slides with the sliding layer 4 around an inner ring or around a shaft or the shaft or the inner ring slides along the sliding surface 5 at the sliding layer 4 ,

Das Bauteil 1 umfasst auch ein Grundbauteil auf dem die Gleitstruktur 3 angeordnet ist. Der Grundkörper 3 der Gleitstruktur 2 weist dabei einen Werkstoff auf, der weicher ist als ein Werkstoff eines Grundbauteils 6 des Bauteils 1. Die Gleitschicht 4 weist einen Werkstoff auf, der härter ist als der des Grundkörpers 3 der Gleitstruktur 2. The component 1 Also includes a basic component on which the sliding structure 3 is arranged. The main body 3 the sliding structure 2 has a material that is softer than a material of a basic component 6 of the component 1 , The sliding layer 4 has a material that is harder than that of the main body 3 the sliding structure 2 ,

Das Grundbauteil 6 des Bauteils 1 kann ein anderes Material als die Gleitstruktur 2 oder deren Grundkörper 3 und die Gleitschicht 4 aufweisen, beispielsweise Stahl. Das ringförmige Grundbauteil 6 und die Gleitstruktur 2 können miteinander verklebt und/oder auf andere Weise aneinander befestigt sein. Die Gleitstruktur 2 kann dabei eine Dicke aufweisen, die kleiner ist als eine Gesamtdicke des Bauteils 1 und/oder des Grundbauteils 6. Die Gleitstruktur 2 kann beispielsweise an nur einer und/oder einer Mehrzahl und/oder sogar allen Oberflächen des Bauteils 1 bzw. des Grundbauteils 6 angeordnet sein. The basic component 6 of the component 1 may be a different material than the sliding structure 2 or their basic body 3 and the sliding layer 4 have, for example steel. The annular basic component 6 and the sliding structure 2 may be glued together and / or secured together in some other way. The sliding structure 2 can have a thickness which is smaller than a total thickness of the component 1 and / or the basic component 6 , The sliding structure 2 For example, it may be attached to only one and / or a plurality and / or even all surfaces of the component 1 or of the basic component 6 be arranged.

Unter Umständen kann das Grundbauteil auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine Platte, eine Schiene, ein Ring, ein Bauteil mit einer Führungsnut oder dergleichen. Das Grundbauteil kann beispielsweise jedes Bauteil sein, auf dem die Gleitstruktur angeordnet und/oder befestigt ist. Unter Umstanden kann das Grundbauteil auch eine Lagerkomponente ohne eine Gleitstruktur sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Grundbauteil auch entfallen. Das Bauteil kann dann eventuell mit dem Grundkörper aus Kunststoff mit einer anderen Komponente verbunden werden. Beispielsweise kann das Bauteil bzw. der Grundkörper in ein Gehäuse eingepresst werden. Under certain circumstances, the base member may also have a different shape, such as a plate, a rail, a ring, a component with a guide or the like. The basic component can be, for example, any component on which the sliding structure is arranged and / or fixed. Under certain circumstances, the basic component can also be a bearing component without a sliding structure. In some embodiments, the base member may also be omitted. The component may then be connected to the plastic main body with another component. For example, the component or the base body can be pressed into a housing.

Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiele kann es sich bei er benachbarten Komponente um ein benachbartes Bauteil handeln wie einen Lagerring, eine Welle, ein Wellengehäuse, ein Gehäuse, eine Bohrung, einen Führungswagen oder dergleichen. Die Gleitstruktur 2 ist dann jedoch zumindest teilweise an einer Oberfläche des Bauteils angeordnet, die relativ beweglich zu der anderen Komponente angeordnet ist. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Gleitlagerbuchse, einen Lagerring, eine Gleitschiene, eine Gleitfläche, ein Bauteil einer Linearführung oder dergleichen handeln. In some other embodiments, not shown, it may be in the adjacent component to an adjacent component such as a bearing ring, a shaft, a shaft housing, a housing, a bore, a carriage or the like. The sliding structure 2 However, it is then at least partially disposed on a surface of the component, which is arranged relatively movable to the other component. The component may be, for example, a plain bearing bush, a bearing ring, a slide rail, a sliding surface, a component of a linear guide or the like.

Der Grundkörper 3 der Gleitstruktur 2 umfasst als weichen Werkstoff beispielsweise einen Kunststoff, zum Beispiel Polyurethan. Der Grundkörper 3, welcher auch als weiches Substrat bezeichnet werden kann, kann mit der Gleitschicht 4 beschichtet werden. Bei der Gleitschicht 4 kann es sich also um eine Beschichtung handeln. Zum Aufbringen der Beschichtung kann der Grundkörper 3, beispielsweise in einem Vakuumbeschichtungsverfahren, mit einem dünnen Schichtwerkstoff zum Beispiel Titan, Titannitrit (TiN), diamantähnlichen Kohlenstoff (DLC), Silber, Gold, Chrom, Chromnitrit (CrN), Wolfram überzogen werden. Bei der Gleitschicht 4 kann es sich um eine sehr dünne Schicht, beispielsweise im Nanometerbereich, handeln. Durch einen Abbau von Eigenspannungen während der Beschichtung kann eventuell eine gemeinsame Verformung der Gleitschicht 4 und dem Grundkörper 3 bzw. dessen Oberfläche erfolgen. Die Verformung kann sich beispielsweise dadurch ergeben, weil es bei einem Aufbringen von dünnen Schichten auf ein weiches Substrat, bereits bei niedrigsten Schichtdicken von wenigen Nanometern, zu einer spontanen Relaxation von Eigenspannungen durch eine gemeinsame Verformung kommen kann. The main body 3 the sliding structure 2 For example, as a soft material comprises a plastic, for example polyurethane. The main body 3 , which may also be referred to as a soft substrate, can with the sliding layer 4 be coated. In the sliding layer 4 So it can be a coating. To apply the coating, the main body 3 For example, in a vacuum coating process, coated with a thin film material, for example, titanium, titanium nitride (TiN), diamond-like carbon (DLC), silver, gold, chromium, chromium nitrite (CrN), tungsten. In the sliding layer 4 it can be a very thin layer, for example in the nanometer range. By a reduction of residual stresses during the coating may possibly a common deformation of the sliding layer 4 and the body 3 or its surface. The deformation can result, for example, because it is in an application of thin layers on a soft substrate, even at very low layer thicknesses of a few nanometers, can lead to spontaneous relaxation of residual stresses due to joint deformation.

Dies kann bereits während des Wachstums der Gleitschicht erfolgen. Die Verformung kann zu einer Faltenstruktur 13 oder wellenförmigen Struktur bzw. der Gleitstruktur 2 in einem Nanomaßstab führen, wie in 2 vergrößert dargestellt. This can already take place during the growth of the sliding layer. The deformation can become a wrinkle structure 13 or wavy structure or the sliding structure 2 on a nanoscale, as in 2 shown enlarged.

Wie in 2 erkennbar, faltet sich die Gleitschicht 4 und ein Teil des Grundkörpers 3 der Gleitstruktur 2 zu der Falten- oder Wellenstruktur 13 auf. Die Wellenstruktur 13 umfasst eine Mehrzahl von Faltenbergen 14 und Faltentälern 15. Die Gleitoberfläche 5 kann dabei beispielsweise eine Mehrzahl von Anlageflächen 16 umfassen. Die Anlageflächen 16 liegen dabei jeweils an einem Faltenberg 14. Die Faltenberge 14 sind alle parallel zueinander angeordnet und weisen eine gleiche oder ähnliche Ausdehnung auf. Eine Höhe t eines Faltenbergs 14, also eine Ausdehnung von einem benachbarten Faltental 15 aus kann dabei beispielsweise zwischen 1 nm und 5 µm betragen. Die Höht t kann dabei parallel zu einem Normalvektor auf die Gleitoberfläche 5 gemessen werden. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann ein Verlauf der Faltenberge parallel zu einer Gleitrichtung oder auch quer zu dieser sein. Alternativ kann die Anordnung der Faltenberge auch unregelmäßig sein, sodass diese oder ihrer Verlängerungen sich kreuzen. Genauso können die Faltenberge und Faltentäler jeweils auch eine unterschiedliche Breite, Tiefe und/oder Form aufweisen. As in 2 recognizable, the overlay folds 4 and part of the body 3 the sliding structure 2 to the fold or wave structure 13 on. The wave structure 13 includes a plurality of fold peaks 14 and folding valleys 15 , The sliding surface 5 can, for example, a plurality of contact surfaces 16 include. The contact surfaces 16 each lie on a fold mountain 14 , The fold mountains 14 are all arranged parallel to each other and have an equal or similar extent. A height t of a fold mountain 14 ie an extension of a neighboring fold valley 15 can be for example between 1 nm and 5 microns. The height t can parallel to a normal vector on the sliding surface 5 be measured. In some other embodiments, not shown, a course of the fold peaks may be parallel to a sliding direction or also transversely thereto. Alternatively, the arrangement of the wrinkles can also be irregular, so that these or their extensions intersect. Likewise, the fold peaks and fold valleys may each also have a different width, depth and / or shape.

Die Faltenstruktur 13 kann bei manchen Ausführungsbeispielen sowohl in einem Trockenlauf wie auch mit einer Schmierung oder dem Vorhandensein eines Schmiermediums eingesetzt werden. Bei dem Schmiermedium kann es sich beispielsweise um Öl, Fett und/oder Wasser handeln. Die Faltenstruktur reduziert bei manchen Ausführungsbeispielen einen Reibkoeffizienten der Gleitschicht 4 oder der Gleitstruktur 2. Zudem kann unter Umständen auch ein Verschleiß von Gleitlagern mit der Beschichtung gemäß Ausführungsbeispielen bzw. der Gleitstruktur 2 reduziert sein. The fold structure 13 In some embodiments, it may be used in both dry running as well as with lubrication or the presence of a lubricating medium. The lubricating medium may be, for example, oil, grease and / or water. The pleat structure reduces a coefficient of friction of the overlay in some embodiments 4 or the sliding structure 2 , In addition, under certain circumstances, wear of plain bearings with the coating according to embodiments or the sliding structure 2 be reduced.

Durch die Faltenstruktur 13 kann bei manchen Ausführungsbeispielen eine elastische Verformbarkeit einer möglicherweise anorganischen Vakuumbeschichtung auf ein mehrfaches von nicht gefalteten Schichten ansteigen. Wenn bei manchen Belastungsfällen der elastische Belastungsbereich überschritten wird, kann es unter Umständen zu einer Rissbildung in der Gleitschicht 4 kommen. Diese Rissbildung wird sich jedoch bei einigen Ausführungsbeispielen nur in den Faltentälern 15 beispielsweise zickzack-förmig ausprägen. Eventuell könnend die Risse auch eine andere Form aufweisen. Trotz der möglichen Bildung von Rissen kann bei manchen Ausführungsbeispielen während einer tribologischen Belastung aufgrund einer Lokalisation der Verformung und der hohen Schichthaftung durch Implantation von Beschichtungsteilchen in den weicheren Werkstoff des Grundkörpers 3 gegebenenfalls ein Ablösung der Gleitschicht 4 oder eine sogenannte Schichtablösung vermieden werden. Durch den weichen Untergrund des Grundkörpers 3 kann sich das System bei manchen Ausführungsbeispielen optimal selbst an eine Belastungssituation, beispielsweise einen Anpressdruck eines Gegenkörpers oder der anderen Komponente 7, anpassen. Bei manchen Ausführungsbeispielen können so Voraussetzungen für ein selbstjustierendes Gleitmaterial erfüllt werden. Through the fold structure 13 For example, in some embodiments, elastic deformability of a potentially inorganic vacuum coating may increase to a multiple of unfolded layers. If in some cases the elastic load range is exceeded, it may cause cracking in the overlay 4 come. However, in some embodiments, this cracking will only occur in the folding valleys 15 For example, pronounce zigzag-shaped. Eventually, the cracks may also have a different shape. Despite the possible formation of cracks, in some embodiments during a tribological stress due to a localization of the deformation and the high layer adhesion by implantation of coating particles in the softer material of the base body 3 optionally a detachment of the sliding layer 4 or a so-called delamination can be avoided. Through the soft surface of the body 3 In some embodiments, the system may optimally itself to a load situation, for example, a contact pressure of a counter-body or the other component 7 , to adjust. In some embodiments, requirements for a self-aligning sliding material can thus be met.

Beispielsweise bei der Verwendung von Schmiermedien kann durch Einlagerung in einer Vielzahl der Faltentäler 15 der Faltenstruktur 13 möglicherweise ein Speicherreservoir für das Schmiermedium in der gesamten Fläche der belasteten Gleitstruktur 2 oder Gleitschicht 4 erzeugt werden. Auch bei einem Einsatz von Wasser als Schmiermittel kann sich bei manchen Ausführungsbeispielen in der Faltenstruktur 13 ein elastohydrodynamischer Effekt aufbauen, da das Wasser auch in der druckbelasteten Zone der Gleitstruktur 2 in den Faltentälern 15 der Faltenstruktur 13 zurückgehalten wird und somit als Schmiermedium weiterhin zur Verfügung stehen kann. Bei dem Bauteil 1 handelt es sich bei manchen Ausführungsbeispielen nicht um ein Zwischenprodukt oder Halbzeug, sondern um ein fertiges Bauteil für ein Gleitlager. For example, when using lubricating media can be stored in a variety of Faltentäler 15 the fold structure 13 possibly a storage reservoir for the lubricating medium in the entire area of the loaded sliding structure 2 or overlay 4 be generated. Even with the use of water as a lubricant can in some embodiments in the pleat structure 13 build up an elastohydrodynamic effect, since the water is also in the pressure-loaded zone of the sliding structure 2 in the fold valleys 15 the fold structure 13 is retained and thus may continue to be available as a lubricant. In the component 1 In some embodiments, it is not an intermediate or semi-finished product, but a finished component for a sliding bearing.

Die 3 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiels von Bauteilen 1 mit der Gleitstruktur 2. Die Gleitstruktur 2 ist dabei gemäß wenigstens einem der bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet. The 3 to 6 show different embodiment of components 1 with the sliding structure 2 , The sliding structure 2 is designed according to at least one of the embodiments already described.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Bauteils 1 mit wenigstens einer Gleitstruktur 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Bauteil 1 ist in diesem Fall als Lagerring und genauer gesagt als Außenlagering für ein Gleitlager 9 ausgebildet. Die Gleitstruktur 2 ist an einer nach radial innen gerichteten Fläche an dem Grundbauteil 6 angeordnet. Sowohl das Grundbauteil 6 wie auch die Gleitstruktur 2 sind jeweils als Hohlzylinder mit einer kreisringförmigen Grundfläche ausgebildet. Das Bauteil 1 als Außenring gleitet über seine Gleitstruktur 2 an einem Innenring, der in diesem Fall als andere Komponente 7 dient. Unter Umständen kann auch der Innenring als Bauteil gemäß Ausführungsbeispielen ausgebildet sein und an seiner nach radial außen gerichteten Seite eine nicht dargestellte Gleitstruktur aufweisen. 3 shows a schematic representation of a side view of a component 1 with at least one sliding structure 2 according to a further embodiment. The component 1 is in this case as a bearing ring and more precisely as an outer bearing ring for a plain bearing 9 educated. The sliding structure 2 is on a radially inwardly directed surface on the base member 6 arranged. Both the basic component 6 as well as the sliding structure 2 are each formed as a hollow cylinder with an annular base. The component 1 as outer ring slides over its sliding structure 2 on an inner ring, in this case as another component 7 serves. Under certain circumstances, the inner ring may be formed as a component according to embodiments and have on its radially outwardly directed side a sliding structure, not shown.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Bauteils 1, umfassend wenigstens eine Gleitstruktur 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei das Bauteil 1 als Gelenklagerinnenring in einem Gelenklager 10 angeordnet ist. Das Bauteil 1 und die Gleitstruktur 2 umfassen eine nach radial außen gewölbte Fläche, sodass der Gelenklagerinnenring in einem mittleren Bereich einen größten Durchmesser im Vergleich zu den in axialer Richtung M weiter außen liegenden Bereichen aufweist. Die nach außen gewölbte Fläche kann auch sphärisch, kalottenförmig oder kugelschalenförmig ausgebildet sein. Die Gleitstruktur 2 ist zumindest abschnittsweise oder vollständig an einer nach radial außen gerichteten Fläche des Gelenklagerinnenrings angeordnet. Der Gelenklagerinnenring gleitet über seine Gleitstruktur 2 relativ gegenüber einem Gelenklageraußenring als andere Komponente 7. Der Gelenklageraußenring weist eine nach radial innen gerichtet Fläche auf, die als Negativ zu der Gleitstruktur 2 ausgebildet und entgegengesetzt zu dieser gewölbt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Gleitstruktur 2 in wenigsten zwei Richtungskomponenten beansprucht. Unter Umständen kann auch oder nur der Gelenklageraußenring als Bauteil gemäß Ausführungsbeispielen ausgebildet sein und an seiner nach radial innen gerichteten Fläche eine Gleitstruktur gemäß den Ausführungsbeispielen aufweisen. 4 shows a schematic representation of a plan view of a component 1 comprising at least one sliding structure 2 according to a further embodiment, wherein the component 1 as a joint bearing inner ring in a joint bearing 10 is arranged. The component 1 and the sliding structure 2 comprise a radially outwardly curved surface, so that the spherical bearing inner ring in a middle region has a largest diameter compared to the axially outward M further outlying areas. The outwardly curved surface may also be spherical, dome-shaped or spherical shell-shaped. The sliding structure 2 is at least partially or completely arranged on a radially outwardly directed surface of the spherical plain bearing inner ring. The spherical bearing inner ring slides over its sliding structure 2 relative to a hinge bearing outer ring as the other component 7 , The hinge bearing outer ring has a radially inwardly directed surface which acts as a negative to the sliding structure 2 is formed and opposite to this arched. In this embodiment, the sliding structure becomes 2 claimed in at least two directional components. Under certain circumstances, or only the joint bearing outer ring may be formed as a component according to embodiments and have on its radially inwardly directed surface a sliding structure according to the embodiments.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Bauteils 1, umfassend wenigstens eine Gleitstruktur 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei das Bauteil 1 als Linearführung in einem Linearsystem dient. Das Bauteil 1 gleitet über die Gleitstruktur 2 gegenüber einem Führungswagen als andere Komponente 7. Analog kann auch der Führungswagen als Bauteil 1 ausgebildet sein und eine nicht dargestellte Gleitstruktur 2 aufweisen. 5 shows a schematic representation of a side view of a component 1 comprising at least one sliding structure 2 according to a further embodiment, wherein the component 1 serves as a linear guide in a linear system. The component 1 slides over the sliding structure 2 opposite a carriage as another component 7 , Analog can also be the carriage as a component 1 be formed and a sliding structure, not shown 2 exhibit.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 20 zur Herstellung eines Bauteils mit einer Gleitstruktur. Dabei wird in einem Vorgang 21 ein Grundkörper der Gleitstruktur mit einem Grundbauteil des Bauteils verbunden, wobei der Grundköper einen Werkstoff aufweist, der weicher ist als ein Werkstoff des Grundbauteils. In einem weiteren Vorgang 22 wird der Grundkörper der Gleitstruktur mit einem Werkstoff beschichtet, der härter ist als der des Grundkörpers der Gleitstruktur. Dadurch wird eine Gleitschicht der Gleitstruktur hergestellt. Die Vorgänge 21 und 22 können dabei gleichzeitig oder in einer anderen als der genannten Reihenfolge ausgeführt werden. 6 shows a schematic representation of a method 20 for producing a component with a sliding structure. It is in one process 21 a base body of the sliding structure is connected to a basic component of the component, wherein the base body has a material that is softer than a material of the basic component. In another process 22 the base body of the sliding structure is coated with a material that is harder than that of the main body of the sliding structure. As a result, a sliding layer of the sliding structure is produced. The processes 21 and 22 can be executed at the same time or in a sequence other than that listed.

Das Bauteil mit der Gleitstruktur gemäß Ausführungsbeispielen kann bei jeglicher Art von wartungsfreien Gleitkontakten, Gleitbuchsen, Anlaufscheiben, Gelenklager, Linearführungen, Gleitlager und/oder Linearsysteme eingesetzt werden. Mögliche Anwendungen können bei Fahrzeugen, Arbeitsmaschinen, Transportmaschinen, Antriebsmaschinen oder auch im Schiffsbau, beispielsweise als Stevenrohrlager oder anderes Lager sein. The component with the sliding structure according to embodiments can be used for any type of maintenance-free sliding contacts, sliding bushings, thrust washers, spherical plain bearings, linear guides, plain bearings and / or linear systems. Possible applications may be in vehicles, work machines, transport machines, drive machines or even in shipbuilding, for example as stern tube bearings or other bearings.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. The embodiments disclosed in the foregoing description, the appended claims and the appended figures, as well as their individual features, may be relevant and implemented both individually and in any combination for the realization of an embodiment in its various forms.

Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen können Merkmale, die in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmal offenbart sind, auch als Verfahrensmerkmale implementiert sein. Ferner können gegebenenfalls auch Merkmale, die in manchen Ausführungsbeispielen als Verfahrensmerkmale implementiert sind, in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmale implementiert sein. In some other embodiments, features disclosed as a device feature in other embodiments may also be implemented as method features. Further, features that are implemented as method features in some embodiments may also be implemented as device features in other embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Bauteil component
2 2
Gleitstruktur A sliding
3 3
Grundkörper body
4 4
Gleitschicht Overlay
5 5
Gleitoberfläche Sliding surface
6 6
Grundbauteil basic component
7 7
Komponente component
13 13
Faltenstruktur fold structure
14 14
Faltenberg Falkenberg
15 15
Faltental fold valley
16 16
Anlauffläche approach surface
20 20
Verfahren method
21 21
Verbinden Connect
22 22
Beschichten coating
M M
Mittelachse central axis
T T
Höhe height

Claims (10)

Bauteil (1) umfassend eine Gleitstruktur (2), wobei die Gleitstruktur (2) wenigstens einen Grundkörper (3) und eine zumindest abschnittsweise auf dem Grundkörper (3) angeordnete Gleitschicht (4) aufweist, wobei das Bauteil (1) ausgebildet ist, um entlang einer Gleitoberfläche (5) der Gleitschicht (4) zu gleiten, wobei der Grundkörper (3) der Gleitstruktur (2) als Werkstoff einen Kunststoff aufweist, und die Gleitschicht (4) einen anorganischen Werkstoff aufweist. Component ( 1 ) comprising a sliding structure ( 2 ), wherein the sliding structure ( 2 ) at least one basic body ( 3 ) and at least partially on the base body ( 3 ) arranged sliding layer ( 4 ), wherein the component ( 1 ) is adapted to move along a sliding surface ( 5 ) of the sliding layer ( 4 ), the basic body ( 3 ) of the sliding structure ( 2 ) has as a material a plastic, and the sliding layer ( 4 ) comprises an inorganic material. Bauteil nach Anspruch 1, wobei die Gleitstruktur (2) eine Faltenstruktur (13) aufweist. Component according to claim 1, wherein the sliding structure ( 2 ) a fold structure ( 13 ) having. Bauteil nach Anspruch 2, wobei ein Faltenberg (14) der Faltenstruktur (13) der Gleitstruktur (2) eine Höhe (t) zwischen 1 nm und 5 µm aufweist. Component according to claim 2, wherein a fold mountain ( 14 ) of the fold structure ( 13 ) of the sliding structure ( 2 ) has a height (t) of between 1 nm and 5 μm. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gleitschicht (4) eine Vakuumbeschichtung ist. Component according to one of the preceding claims, wherein the sliding layer ( 4 ) is a vacuum coating. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gleitschicht (4) zumindest abschnittsweise eine Dicke zwischen 1 nm und 5 µm aufweist. Component according to one of the preceding claims, wherein the sliding layer ( 4 ) at least in sections has a thickness between 1 nm and 5 microns. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gleitschicht (4) Titan, Titannitrid (TiN), diamant-ähnlichen Kohlenstoff (DLC), Silber, Gold, Chrom, Chromnitrid (CrN) und/oder Wolfram umfasst. Component according to one of the preceding claims, wherein the sliding layer ( 4 ) Titanium, titanium nitride (TiN), diamond-like carbon (DLC), silver, gold, chromium, chromium nitride (CrN) and / or tungsten. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (3) der Gleitstruktur (2) eine größere Dicke aufweist als die Gleitschicht (4). Component according to one of the preceding claims, wherein the basic body ( 3 ) of the sliding structure ( 2 ) has a greater thickness than the sliding layer ( 4 ). Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (3) der Gleitstruktur (2) als Werkstoff einen Kunststoff und/oder einen faser- oder gewebeverstärkten Kunststoff umfasst. Component according to one of the preceding claims, wherein the basic body ( 3 ) of the sliding structure ( 2 ) comprises as a material a plastic and / or a fiber or fabric reinforced plastic. Gleitlager (9), Linearsystem (11) oder Gelenklanger (10) mit dem Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauteil (1) ein Lagerring, eine Gleitlagerbuchse, eine Linearführung bzw. ein Gelenklagerring ist. Bearings ( 9 ), Linear system ( 11 ) or Gelenklanger ( 10 ) with the component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the component ( 1 ) is a bearing ring, a plain bearing bush, a linear guide or a joint bearing ring. Verfahren (20) zur Herstellung eines Bauteils (1) umfassend eine Gleitstruktur (2) wobei die Gleitstruktur (2) wenigstens einen Grundkörper (3) und eine zumindest abschnittsweise auf dem Grundkörper (3) angeordnete Gleitschicht (4) aufweist, wobei das Bauteil (1) ausgebildet ist, um entlang einer Gleitoberfläche (5) der Gleitschicht (4) zu gleiten, umfassend: Bereitstellen des Grundkörpers (3), welcher als Werkstoff einen Kunststoff umfasst; Beschichten (22) des Grundkörpers (3) der Gleitstruktur (2) mit einem anorganischen Werkstoff, sodass sich die Gleitschicht (4) ergibt. Procedure ( 20 ) for producing a component ( 1 ) comprising a sliding structure ( 2 ) wherein the sliding structure ( 2 ) at least one basic body ( 3 ) and at least partially on the base body ( 3 ) arranged sliding layer ( 4 ), wherein the component ( 1 ) is adapted to move along a sliding surface ( 5 ) of the sliding layer ( 4 ), comprising: providing the body ( 3 ), which comprises a plastic material; Coating ( 22 ) of the basic body ( 3 ) of the sliding structure ( 2 ) with an inorganic material, so that the sliding layer ( 4 ).
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