專利名稱：用于建筑業(yè)的滑動(dòng)軸承及其材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建筑業(yè)的滑動(dòng)軸承，特別是提高了負(fù)荷和/或使用期限的橋梁滑動(dòng)軸承，其特別地用在高速路段或磁懸浮鐵路的橋梁和車行道支座中，本發(fā)明還涉及滑動(dòng)軸承的材料及其在這種滑動(dòng)軸承中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
用于建筑業(yè)，特別是用于橋梁建筑的滑動(dòng)軸承的材料在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1337/第二部分“滑動(dòng)元件”中，對(duì)于其性能和結(jié)構(gòu)上的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，熱塑性塑料特別是特氟隆(PTFE)常常用作相應(yīng)的滑動(dòng)元件的滑動(dòng)軸承材料。這些材料滿足相應(yīng)要求的標(biāo)準(zhǔn)。
然而由于在建筑業(yè)，特別是在橋梁建筑物中的技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)于滑動(dòng)軸承材料在可承受的壓力、與周圍溫度相關(guān)的滑動(dòng)阻力、允許的移動(dòng)速度以及允許增加的滑動(dòng)路程和耐磨性等方面的要求都顯著提高。這些參數(shù)的改變或?qū)τ谶@些參數(shù)的已確定的極限值的突破也要求開發(fā)其他在結(jié)構(gòu)上更簡單和更好的解決方法。
特別是在高速路段，如高速鐵路路段以及磁懸浮鐵路等的橋梁建筑中在滑動(dòng)軸承材料方面提出了特別高的要求。在這種高速路段的橋梁建筑中，由于在橋上高速行駛的火車而使得軸承受到突然增高的和常常出現(xiàn)的負(fù)荷。所以為了滿足這些要求，必須制備經(jīng)改善的滑動(dòng)軸承材料。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的任務(wù)是制備一種滑動(dòng)軸承或用于滑動(dòng)軸承的材料，其具有比迄今為止所用的滑動(dòng)軸承材料更好的性能。特別是該滑動(dòng)軸承材料應(yīng)能保證適合用于高速路段的橋梁軸承所必需的性能。
上述任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的滑動(dòng)軸承材料的應(yīng)用或根據(jù)權(quán)利要求8的滑動(dòng)軸承以及根據(jù)權(quán)利要15的滑動(dòng)軸承材料而解決。優(yōu)選的設(shè)置是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。
本發(fā)明提出了用超高分子量的聚乙烯(UHMWPE)作為在建筑業(yè)中的軸承，特別是橋梁滑動(dòng)軸承，優(yōu)選用于高速路段的橋梁中的滑動(dòng)軸承材料。根據(jù)用不同軸承材料的大量的試驗(yàn)而確定，UHMWPE滿足用于建筑業(yè)的軸承，特別是符合上述要求的橋梁滑動(dòng)軸承所必需的性能。由于優(yōu)選為3-6Mio g/mol的非常高的分子量，UHMWPE具有非常高的、實(shí)際上是無限高的熔融粘度和具有優(yōu)越的韌度以及優(yōu)越的耐切削性和耐磨性。本發(fā)明的軸承材料已經(jīng)顯示出，其必需的使用參數(shù)如可承受的單位面積壓力、與周圍溫度相關(guān)的滑動(dòng)阻力、允許的移動(dòng)速度以及允許的滑動(dòng)路程也遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了工業(yè)中所用的已知的滑動(dòng)軸承材料所能夠提供的數(shù)據(jù)。在此將歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1337/第二部分中所公開的內(nèi)容和有效的數(shù)據(jù)以引用的形式全部并入本發(fā)明中。本發(fā)明的軸承材料已經(jīng)顯示出，其使用參數(shù)，特別是在低溫下，可遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過在EN 1337/第二部分中所要求的和相應(yīng)地所要檢測的單個(gè)或多個(gè)使用參數(shù)。
特別是根據(jù)從屬權(quán)利要求的UHMWPE的應(yīng)用具有相應(yīng)的使用范圍，在該范圍中給出了相應(yīng)的關(guān)于單位面積壓力、滑動(dòng)路程、滑動(dòng)速度和使用溫度等的值。這對(duì)于滑動(dòng)軸承的設(shè)置和使用，如在軸承的利用、使用種類(溫度)等方面具有優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)楫a(chǎn)品的磨擦隨速度和壓力而增加，所以其對(duì)滑動(dòng)軸承材料的使用期限和從而對(duì)滑動(dòng)軸承的使用期限也產(chǎn)生影響。
為了改善滑動(dòng)軸承材料的不變形性，優(yōu)選地滑動(dòng)軸承材料還可含有填料，其中特別是玻璃纖維、玻璃微珠和陶瓷微珠已經(jīng)證明是有效的。同樣地，在滑動(dòng)軸承材料中還可以添加其他的添加劑以改善其性能，特別是改善其滑動(dòng)性能。在此特別應(yīng)用碳黑、MoS2或優(yōu)選為油?；瑒?dòng)軸承材料UHMWPE的滑動(dòng)性能還可以這樣改善，即在滑動(dòng)軸承材料中，其以各種形式，特別是以一種平的或彎曲的滑動(dòng)圓盤或滑動(dòng)板形式存在，具有用來接收附加的潤滑劑的潤滑劑袋。
滑動(dòng)軸承材料也可具有導(dǎo)向條紋的形式。
為了調(diào)節(jié)完全確定的、經(jīng)定義的性能，優(yōu)選將具有不同分子量的各種不同的UHMWPE以相應(yīng)的份額混合。
具體實(shí)施例方式
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的UHMWPE在橋梁滑動(dòng)軸承中用作滑動(dòng)軸承材料。在此滑動(dòng)軸承材料以平的滑動(dòng)圓盤的形式被鑲嵌在一個(gè)支座板中，其中滑動(dòng)圓盤以其厚度的一半嵌入支座板中。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1337/第二部分的性能試驗(yàn)已經(jīng)給出，相對(duì)于PTFE，UHMWPE允許至少50％的更高的單位面積壓力以及在5倍的滑動(dòng)速度下至少3倍的滑動(dòng)路程。此外還發(fā)現(xiàn)，盡管有上述的更高的負(fù)荷，但根據(jù)EN 1337/第二部測定，直至使用時(shí)間的終點(diǎn)的磨擦值，該負(fù)荷也可在直至-35℃的周圍溫度下保持住。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，該方案根據(jù)本發(fā)明的另一方面也獨(dú)立地要求保護(hù)，并已經(jīng)證明為特別優(yōu)選的，即UHMWPE與基于硅樹脂潤滑油的潤滑脂的組合。這種組合作為特別優(yōu)選的對(duì)于使用期限和在此特別對(duì)于所要達(dá)到的總滑動(dòng)路程以及耐磨性已經(jīng)證明是有利的。在此發(fā)現(xiàn)，硅樹脂潤滑油通過壓力和/或通過涂抹添加，該添加過程特別在這種滑動(dòng)軸承的啟動(dòng)時(shí)實(shí)施，由此可能導(dǎo)致皂性的和油性的組成成分的分離，從而有利于相應(yīng)地改善表面區(qū)域。當(dāng)潤滑脂由于滑動(dòng)軸承的負(fù)荷而從滑動(dòng)面去除時(shí)，還是能觀察到優(yōu)越的滑動(dòng)性能或耐磨性。
特別是基于甲基苯基硅酮油的鋰皂化的硅油已經(jīng)證明作為硅樹脂潤滑油是有利的。然而這是可想象的，即應(yīng)用其他的硅樹脂潤滑油，只要其具有一種或多種所需的性能。特別是所用的硅樹脂潤滑油應(yīng)具有根據(jù)DIN ISO 2176測定的＞200℃，特別為210℃的成滴溫度；根據(jù)DIN ISO2137測定的20-35mm，特別為25-30mm，優(yōu)選為26.5-29.5mm的縮絨滲透；根據(jù)DIN 51805測定的在20℃的＜200hPa或在-40℃的＜100hPa的液壓以及根據(jù)DIN 51817測定的在40℃和18小時(shí)的時(shí)間內(nèi)＜1.5％，特別是＜1％的油分離。
權(quán)利要求
1.超高分子量的聚乙烯在用作建筑業(yè)的軸承中，特別是橋梁滑動(dòng)軸承材料中的應(yīng)用，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料對(duì)于單位面積壓力、滑動(dòng)路程和/或滑動(dòng)速度至少具有一個(gè)值，該值大于相應(yīng)的根據(jù)EN 1337/第二部分確定和檢測的標(biāo)準(zhǔn)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超高分子量的聚乙烯的應(yīng)用，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承優(yōu)選用在磁懸浮鐵路的建筑物中，并且在該建筑物中所受到的負(fù)荷超過EN 1337/第二部分的預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的超高分子量的聚乙烯的應(yīng)用，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料可承受直至1.5倍的根據(jù)EN 1337/第二部分的最大標(biāo)準(zhǔn)值的單位面積壓力。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的超高分子量的聚乙烯的應(yīng)用，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料可承受直至3倍的根據(jù)EN 1337/第二部分的最大標(biāo)準(zhǔn)值的滑動(dòng)路程。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的超高分子量的聚乙烯的應(yīng)用，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料可承受直至5倍的根據(jù)EN 1337/第二部分的最大標(biāo)準(zhǔn)值的滑動(dòng)速度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的超高分子量的聚乙烯的應(yīng)用，其特征在于，滑動(dòng)軸承材料在-35℃下滿足根據(jù)EN 1337/第二部分的要求。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的超高分子量的聚乙烯的應(yīng)用，其特征在于，將硅樹脂潤滑油與超高分子量的聚乙烯一起使用，特別是用來起始潤滑。
8.工業(yè)用的滑動(dòng)軸承，特別具有根據(jù)權(quán)利要求3-6之一項(xiàng)或多項(xiàng)的使用參數(shù)的滑動(dòng)軸承，特別是橋梁滑動(dòng)軸承，優(yōu)選為用于比EN 1337/第二部分的預(yù)定值具有更高負(fù)載的高速路段的橋梁滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承具有作為滑動(dòng)軸承材料的超高分子量的聚乙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料含有用來改善不變形性的填料，特別是玻璃珠和/或玻璃微珠和/或陶瓷微珠。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料含有用來改善滑動(dòng)性能的添加劑，特別是碳黑和/或MoS2和/或油。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承具有以平的或彎曲了的滑動(dòng)圓盤或滑動(dòng)板的形式或以導(dǎo)向條紋形式的滑動(dòng)軸承材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11任一項(xiàng)的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承材料具有用來接收潤滑劑的潤滑劑袋。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12任一項(xiàng)的滑動(dòng)軸承，其特征在于，在滑動(dòng)線處，特別是在潤滑劑袋處具有優(yōu)選用來起始潤滑的硅樹脂潤滑油。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述滑動(dòng)圓盤或滑動(dòng)板鑲嵌在支座板中，其中滑動(dòng)園盤優(yōu)選至少以其厚度的一半嵌入支座板中。
15.特別地用在根據(jù)權(quán)利要求8-14任一項(xiàng)的滑動(dòng)軸承中的由超高分子量的聚乙烯構(gòu)成的滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，用硅樹脂潤滑油改善所述滑動(dòng)軸承材料的表面區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述硅樹脂潤滑油特別地通過加載壓力和/或涂抹，優(yōu)選通過滑動(dòng)軸承的啟動(dòng)，而添加到所述表面區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，所述硅樹脂潤滑油是基于甲基苯基硅酮油的鋰皂化的硅油。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)的滑動(dòng)軸承材料，其特征在于，硅樹脂潤滑油具有下列的性能成滴溫度 根據(jù)DIN ISO 2176測定，為＞200℃；和/或縮絨滲透 根據(jù)DIN ISO 2137測定，為20-35mm，特別為25-30mm，優(yōu)選為26.5-29.5mm；和/或液壓 根據(jù)DIN 51805測定，在20℃為＜200hPa；和/或液壓根據(jù)DIN 51805測定，在-40℃為＜1000hPa；和/或油分離 根據(jù)DIN 51817測定，在40℃和18小時(shí)的時(shí)間內(nèi)為＜1.5％，特別是＜1％。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于建筑業(yè)的滑動(dòng)軸承，特別是橋梁滑動(dòng)軸承，優(yōu)選為用于磁懸浮鐵路或高速路段的橋梁的滑動(dòng)軸承，在此滑動(dòng)軸承包括作為滑動(dòng)軸承材料的超高分子量的聚乙烯。
文檔編號(hào)E01D19/04GK1668814SQ03817000
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者克里斯蒂安·布勞恩, 漢斯·塞格羅 申請(qǐng)人:毛勒橋梁附件有限公司