流體動力軸向軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包括滑環(huán)(1)、反環(huán)(2)和所述滑環(huán)的彈性底托(3)的軸向軸承，其中所述滑環(huán)(1)是單件式，且在其中所述跑合表面上具有能形成穩(wěn)定的、流體動力潤滑膜的結(jié)構(gòu)，并且其中所述跑合表面的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)使得所述跑合表面具有三個或更多個突起（6），其中其接觸表面（8）甚至與所述反環(huán)（2）接觸。
【專利說明】流體動力軸向軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及介質(zhì)潤滑的流體動力軸向軸承，其產(chǎn)生非常低的摩擦損耗并適用于高 運行性能，且其可由聚合物材料制造。

【背景技術(shù)】
[0002] 例如，介質(zhì)潤滑的軸向軸承在無密封、磁耦合泵驅(qū)動機(jī)構(gòu)中被用于軸頸軸承并吸 收泵葉輪的推進(jìn)力。對于這種類型的泵，介質(zhì)由被稱為安全殼的外殼靜密封。因此沒有動 力軸密封。泵軸由磁耦合驅(qū)動，意指通過在內(nèi)部泵軸上從外部驅(qū)動機(jī)構(gòu)穿過安全殼的磁場 作用。這種類型的泵達(dá)到使用壽命的最高要求，免于滲漏和節(jié)能，并越來越多地用于高效循 環(huán)泵。
[0003] 對于這種類型的泵，摩擦損耗只發(fā)生在兩個徑向軸承處，且在相當(dāng)程度上，發(fā)生在 軸向推力軸承處，其必須同時增強(qiáng)由泵產(chǎn)生的壓力差。因此最大比例的功率損耗是由于軸 向推力軸承處系統(tǒng)相關(guān)的摩擦損耗，特別是在小性能等級和高轉(zhuǎn)速的泵的情況下。
[0004] 現(xiàn)有摶術(shù)
[0005] 具有介質(zhì)潤滑的軸向推力軸承的現(xiàn)代泵類型中，包含石墨對氧化鋁組合的滑環(huán)/ 反環(huán)對被用于大部分構(gòu)造。借助這些對，可實現(xiàn)超過10年的持續(xù)操作的長使用壽命，其中 摩擦系數(shù)約為0. 005。
[0006] 然而，對于節(jié)能、高效的泵，這些摩擦系數(shù)太高且將意味著高達(dá)30%的泵性能可損 失在摩擦上。此外，由于使用的兩種材料--石墨和陶瓷--是燒結(jié)的材料，其必須由包含 成形和加熱步驟的工藝制造，批量應(yīng)用這些軸承對的成本太高昂。為了確保軸承的功能，至 少一個軸承表面必須另外磨平或拋光。此外，沒有流體動力構(gòu)造，且由于使用的非常高彈性 模量的陶瓷和石墨材料，該材料對不能如一些應(yīng)用中要求的安靜地運行。通常石墨材料具 有27GPa的彈性模量，且燒結(jié)陶瓷具有400GPa的彈性模量。
[0007] 為了優(yōu)化摩擦學(xué)條件并避免干燥操作，常規(guī)設(shè)計的軸向滑動軸承具有兩個或更多 潤滑槽。甚至有了這些設(shè)計，摩擦系數(shù)也不小于0. 05,與材料無關(guān)。
[0008] 此外，已知軸向軸承可通過流體動力設(shè)計摩擦學(xué)地優(yōu)化。還也通過新泵構(gòu)造中的 石墨/陶瓷對實現(xiàn)。低至0.01的摩擦系數(shù)可隨跑合表面中的精細(xì)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。特別是楔形 間隙(平的、傾斜的潤滑楔形件)和具有抓面的楔形間隙與精細(xì)結(jié)構(gòu)一樣重要。然而，這個解 決方案的缺點是使用的流體動力精細(xì)結(jié)構(gòu)在使用壽命期間被磨損，為了實現(xiàn)低摩擦系數(shù)需 要較長的磨合期。此外，使用壽命期間和生產(chǎn)系列中的摩擦系數(shù)的高波動對給定的該解決 方案是不利的。
[0009] 此外，如果假定寬度是無窮大，已知臺階狀潤滑間隙比楔形間隙具有更高的承載 能力。然而，如果潤滑間隙的寬度是有限的，由于最高壓力發(fā)生在臺階處，該理論優(yōu)點完 全消失，其中潤滑劑排水橫截面(側(cè)流）大，使得具有小寬度比的此類軸承變得甚至次于 可傾瓦軸承（G. Rothley, An overview of the theoretical and experimental results of dynamic radial and axial bearings in the laminar and turbulent range,a literature study,Literaturstudie, Kernforschungszentrum Karlsruhe, 1969, 78 頁)。相對于臺階狀潤滑間隙，Hamarock等人（Fundamentals of Fluid Film Lubrication, 2004, 229頁）指出："然而，該軸承并未與樞軸墊滑動軸承(可傾瓦軸承）享有 同樣的開發(fā)和應(yīng)用。過去對該數(shù)學(xué)上優(yōu)選制造的疏忽是[原文如此]由于當(dāng)考慮側(cè)漏時懷 疑該軸承的相對優(yōu)點。"
[0010] 迄今，基于聚合物的材料尚未發(fā)現(xiàn)在介質(zhì)潤滑泵軸承中的廣泛使用，但--特別 是成本的原因--聚合物材料在泵組件中的比例隨著每種新一代的泵而增加。與這些材料 有關(guān)的缺點是不良的導(dǎo)熱性（〈1. 〇W/m*K)、壓力負(fù)荷下的低尺寸穩(wěn)定性和不足的耐磨性。由 50或60Hz電源頻率產(chǎn)生的約3000轉(zhuǎn)/分鐘的高轉(zhuǎn)速是不使用聚合物材料作為軸承材料的 重要原因。因此，產(chǎn)生了高摩擦熱，其只被聚合物材料非常差地耗散。此外，由于聚合物材 料相對低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，其已在相對低的溫度機(jī)械失效。此外，循環(huán)泵往往在約140°C 加壓水系統(tǒng)中操作。在這些條件下，由于水解和/或機(jī)械強(qiáng)度的損耗許多常規(guī)的聚合物材 料不合格。
[0011] TO2009/135120A2, US5, 567, 057 和 US2004/0057642A1 中描述了由金屬制造材料 制成的軸向軸承結(jié)構(gòu)的制造方法。對于這些解決方案，滑環(huán)不是制造成一件式而是由多個 部件與片段組成。冊2009/13512(^2描述了具有粒料片段的解決方案，美國專利5,567,057 描述了具有被稱為可傾瓦的解決方案，以及美國專利2004/0057642A1描述了另外的片段 解決方案。這些構(gòu)造甚至在使用聚合物材料時，適用于高負(fù)荷和大軸尺寸并允許流體動力 性能；然而，對于具有小于約20mm的較小軸尺寸的泵，由于小的可用安裝空間和顯著制造 成本，它們不可實現(xiàn)。
[0012] 美國專利2006/0034556A1描述了在波紋形表面上具有流體動力結(jié)構(gòu)的金屬材料 的軸向軸承構(gòu)造。該解決方案的缺點是給定石墨或聚合物材料的實施例，它不允許使用壽 命期間穩(wěn)定的低摩擦系數(shù)。在凹面頂部只稍許磨損后，流體動力效果改變且在只除去百分 之幾毫米時可轉(zhuǎn)變到正?；旌夏Σ?。
[0013] 在W02007/081639A2和W02006/083756A2中，提出了軸向軸承構(gòu)造，其還適用于聚 合物材料且即使在聚合物滑環(huán)處有磨損也使得穩(wěn)定的流體動力效果成為可能。從而軸承環(huán) 的滑動面下包含凹坑?；h(huán)的跑合表面，其在無應(yīng)力狀態(tài)是平坦的，由于凹坑方向上的彈性 變形在壓力下形成波紋形，因此流體動力潤滑膜的形成是優(yōu)選的。然而，由于幾何原因，該 實施例只適用于大直徑的軸。對于小直徑的軸，聚合物材料的彈性變形性不足以構(gòu)建功能 所必需的波紋形。因此該軸承技術(shù)只可用于具有大于約30mm軸直徑的較大的泵。此外，非 常復(fù)雜的凹坑形狀的制造就生產(chǎn)而言是非常復(fù)雜的且只適用于小批量生產(chǎn)和專用泵。
[0014] 在DE19719858A1中，提出了具有摩擦學(xué)效果的填料用作軸向軸承涂層的樹脂組 合物的配方，但未描述用于穩(wěn)定流體動力潤滑膜的合適的構(gòu)造性實施例。這里以所用的平 的樣品件獲得〇. 05的摩擦系數(shù)。從這些摩擦系數(shù)發(fā)展而來的摩擦損耗和摩擦熱不允許聚 合物摩擦軸承被用在高壓力泵軸承中。
[0015] W097/26462描述了用于組合的高性能聚合物材料的軸向/徑向軸承的實施例，優(yōu) 選地為燒結(jié)的聚酰亞胺塑料。然而，有了所提出的軸向平坦構(gòu)造，不能建立軸向軸承處的穩(wěn) 定流體動力潤滑膜。有了軸承的這種構(gòu)造，由于所得的摩擦損耗和摩擦熱，聚合物滑動軸承 和高壓力泵軸承的使用也是不可行的。
[0016] 發(fā)明目的
[0017] 因此本發(fā)明的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點并提供具有低摩擦損耗并在長使用壽 命期間耐摩的流體動力軸向軸承，且該軸承還適用于從聚合物材料制造并是以單件軸承形 式的結(jié)構(gòu)上的簡單設(shè)計，其還特別適用于較小到至多20mm的中等尺寸直徑的軸。 發(fā)明摘要
[0018] 前述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的包括滑環(huán)、反環(huán)和滑環(huán)的彈性底托（mounting)的 軸向軸承實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的優(yōu)選或特別適用的實施例在從屬權(quán)利要求2-20 中給出。
[0019] 因此本發(fā)明的主題是包括滑環(huán)、反環(huán)和滑環(huán)的彈性底托的軸向軸承，其中滑環(huán)是 單件式，且它的跑合表面具有能使穩(wěn)定流體動力潤滑膜建立的結(jié)構(gòu)，并且其中跑合表面的 結(jié)構(gòu)以這種跑合表面具有三個或更多個突起的方式實現(xiàn)，所述突起的與反環(huán)的接觸表面是 平坦的。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承能使流體動力潤滑膜穩(wěn)定建立，且特點為非常低的摩擦損 耗和輕微磨損。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的另外的優(yōu)點是使用可成本有效地制造的聚合物軸承材 料的可能性。這樣，軸承構(gòu)造使得能夠替換此前在泵應(yīng)用中用作標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)的石墨材料。通 過這些方法，使得首次在具有至多約20mm小軸直徑的高應(yīng)力泵中使用聚合物材料軸向軸 承成為可能。由于這些泵構(gòu)造需要大的安裝空間，不可使用聚合物片段軸承和其它現(xiàn)有技 術(shù)已知的特殊構(gòu)造。
[0022] 在簡單緊湊的設(shè)計中存在另外的優(yōu)點為單盤軸向軸承（S卩，具有滑環(huán)的單件結(jié)構(gòu) 的軸向軸承)，借助于該優(yōu)點發(fā)現(xiàn)了有經(jīng)濟(jì)效益的、結(jié)構(gòu)簡單和復(fù)雜的解決方案，其還可甚 至在大的泵中優(yōu)選地替換此前復(fù)雜的構(gòu)造如，例如，片段軸承和昂貴的摩擦材料如燒結(jié)陶 瓷和石墨。
[0023] 與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有平的滑環(huán)或提供有潤滑凹槽的滑環(huán)由石墨或燒結(jié)陶瓷制 成的常規(guī)的軸向軸承相比，由于摩擦根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的功率損耗至少減小5倍。小 于0.01的摩擦系數(shù)可以根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承實現(xiàn)，而由石墨或燒結(jié)陶瓷制成的常規(guī)的 軸向軸承可實現(xiàn)的摩擦系數(shù)為〇. 05或更高。
[0024] 借助根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承，因此對于具有低至約20mm小軸直徑的高壓力泵軸 承摩擦系數(shù)首次實現(xiàn)了顯著低于〇. 05且甚至低于0. 01，然而對于具有大軸直徑(先前只有 借助極大的結(jié)構(gòu)上的努力，例如片段軸承，摩擦系數(shù)才可以在0. 01左右）的軸向軸承，0. 01 或更少的非常低的摩擦系數(shù)可以顯著減小的結(jié)構(gòu)上的努力以單盤軸向軸承的形式實現(xiàn)。
[0025] 相比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的石墨或燒結(jié)陶瓷的具有平坦滑環(huán)或具有提供有潤滑凹槽的 滑環(huán)的常規(guī)的軸向軸承的摩擦熱輸出，根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的摩擦熱輸出減小5倍。因 此滑環(huán)的高熱耗散能力不再是絕對必要的，且避免了超過聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。 這表示成功使用聚合物材料于所述軸承的必要的先決條件。
[0026] 與具有流體動力楔形間隙的軸向軸承相比，由于根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的摩擦， 功率損耗顯著降低且高運行性能穩(wěn)定。在我們自己對聚合物材料和石墨的測試中，已在一 些具有流體動力楔形間隙的情況中實現(xiàn)了 〇. 01-0. 02的摩擦系數(shù)，但它們在長的運行時間 期間不穩(wěn)定。由于根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的滑環(huán)的結(jié)構(gòu)，可驚人地實現(xiàn)明顯低于0.01的摩 擦系數(shù)一其甚至在長的使用壽命期間允許摩擦行為非常穩(wěn)定的優(yōu)化。
[0027] 雖然臺階狀潤滑間隙在現(xiàn)有技術(shù)中已知為理論上可能的流體動力結(jié)構(gòu)，但不預(yù)期 它將被證明在對比楔形結(jié)構(gòu)實現(xiàn)最低摩擦系數(shù)方面優(yōu)選，由于技術(shù)上偏見存在，即如果考 慮側(cè)流(側(cè)漏)，臺階狀潤滑間隙是不利的。
[0028] 此外，預(yù)期施加到具有相對低的彈性模量和低的耐磨性的聚合材料滑環(huán)的低接觸 表面的表面壓力會導(dǎo)致非常高的磨損率，令人驚訝地不是這樣。
[0029] 對于根據(jù)本發(fā)明的滑環(huán)的流體動力結(jié)構(gòu)，潤滑凹坑的概念--其為接觸表面的下 陷處--被完全放棄。相反，根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的滑環(huán)只具有少量突起(三個或更多， 優(yōu)選地只有三個)。驚人地，通過減少接觸面積到優(yōu)選地不超過突出的跑合區(qū)域的50%，可驚 人地用聚合物材料制造非常穩(wěn)定的流體動力潤滑膜。
[0030] 在類似的研究中，結(jié)果是具有高統(tǒng)計和使用壽命穩(wěn)定性的非常低的摩擦系數(shù)可經(jīng) 由根據(jù)本發(fā)明的流體動力結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。這些穩(wěn)定的非常低的摩擦系數(shù)不可由常規(guī)的流體動力 結(jié)構(gòu)如現(xiàn)有技術(shù)已知的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。這也是常規(guī)軸承材料的情況，例如石墨或陶瓷。
[0031] 此外，對于幾何原因，該小尺寸單件軸承環(huán)的設(shè)計的決定性優(yōu)點事實上是臺階的 高度可相對高。例如，可以實現(xiàn)〇. 5_的臺階高度，而只有約0. 05_的臺階高度可用于小 軸承環(huán)的楔形/抓面結(jié)構(gòu)。這產(chǎn)生于對楔形表面發(fā)揮功能必要的小楔形角度。
[0032] 可以表明，最小的摩擦系數(shù)導(dǎo)致滑環(huán)的跑合表面的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的突起的臺 階高度的寬范圍。因此，該滑環(huán)的跑合表面的結(jié)構(gòu)可承受使用壽命期間顯著的接近十分之 幾毫米的磨損，然而具有較低臺階高度的可選的實施例--如楔形/抓面結(jié)構(gòu)--只可承 受百分之幾毫米的磨損。
[0033] 與具有流體動力楔形間隙結(jié)構(gòu)的軸向軸承相比，所述的構(gòu)造還具有雙向效果的優(yōu) 點（見圖2)。雖然原則上還可以具有反向楔形間隙解決方案，但是需要顯著的更大的周邊長 度，其對于小直徑的軸是不可行的。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承特點在于通過非常短的數(shù)分鐘的跑合期后已明顯低于 0.01的非常穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。常規(guī)的摩擦對需要數(shù)小時的跑合期。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的另外的優(yōu)點是當(dāng)聚合物材料被用于滑環(huán)或反環(huán)時，由于 低彈性模量和流體動力地產(chǎn)生的潤滑膜僅產(chǎn)生極小的運行噪音。在測試條件下，這些對無 磨損且極其平滑和安靜地運行。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承使得可使用基于聚合物的材料的軸向軸承環(huán)，特別是在具 有小至中等軸直徑的軸的泵中。此前，這種類型的泵中的軸向軸承主要由燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)碳 化物或石墨制造。
[0037] 由于根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承通過熱塑注模方法由聚合物材料制造不需要后續(xù)的 機(jī)械整理，可避免高成本的制造工藝。具體地，對于常規(guī)軸承材料，熱工藝和機(jī)械加工導(dǎo)致 高制造成本。
[0038] 甚至在臨界邊界條件下，如介質(zhì)中的研磨顆?；蚍磁芎媳砻娴母叽植诙?，聚合物 材料通過合適的陶瓷填料的優(yōu)選的增強(qiáng)允許由磨損去除的材料的顯著減少，因此增加了軸 承的使用壽命。
[0039] 驚人地，可以表明經(jīng)由組合，以適合于材料的方式的軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計，合適的基本聚 合物材料(且，任選的，與其配合的增強(qiáng)材料）的選擇，和處理反環(huán)表面，石墨軸承特有的摩 擦值不只可實現(xiàn)，甚至還顯著超過，特別是相對于摩擦系數(shù)、摩擦行為的磨損和穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 本發(fā)明使用附圖更詳細(xì)地解釋說明，其中
[0041] 圖la和圖lb示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于驅(qū)動軸軸向底托的軸承結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0042] 圖2a-2c示出了流體動力結(jié)構(gòu)作為滑環(huán)1的展開剖視圖的比較，其中圖2a和圖 2b表示現(xiàn)有技術(shù)且圖2c表示本發(fā)明；
[0043] 圖3a_3c示出了滑環(huán)1的展開剖視圖，其中圖3a和圖3b表示現(xiàn)有技術(shù)而圖3c 表示本發(fā)明；
[0044] 圖4a和圖4b示出了在根據(jù)本發(fā)明的滑環(huán)上突起結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0045] 圖5a - 5c分別示出了根據(jù)本發(fā)明的滑環(huán)的接觸表面或突起的各種可能形狀的透 視圖；
[0046] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的滑環(huán)的彈性底托的剖視圖；
[0047] 圖7a - 7c示出了根據(jù)本發(fā)明的滑環(huán)的優(yōu)選實施例；
[0048] 圖8a和圖8b示出了圖7a_7b中示出的滑環(huán)的平面圖；和
[0049] 圖9示出了實例1和比較例的摩擦系數(shù)測量的時間曲線。
[0050] 附圖的詳細(xì)說明
[0051] 圖la和圖lb示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在磁力驅(qū)動泵中軸向方向底托驅(qū)動軸的軸承結(jié) 構(gòu)的透視圖（分解圖）?；h(huán)(旋轉(zhuǎn)環(huán)）1與轉(zhuǎn)子4 (磁體）經(jīng)由彈性體的底座3非正向連接。 反環(huán)20 (靜止環(huán)）2與圍繞殼體(例如，經(jīng)由過盈配合）靜止地連接，且同時用作軸5的徑向 軸承。因此，滑環(huán)1以緊貼反環(huán)2的軸的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
[0052] 滑環(huán)和反環(huán)間的表面壓力產(chǎn)生于安裝在軸5上的泵葉輪(離心輪或壓縮機(jī)輪）的 軸向推力。該葉輪位于軸承排列的外側(cè)且也在圖1中描述。摩擦轉(zhuǎn)矩在滑環(huán)發(fā)展為制動轉(zhuǎn) 矩，因此增加了必要的驅(qū)動功率。
[0053] 由于相對輕的徑向力，軸5的徑向軸承還導(dǎo)致制動轉(zhuǎn)矩，然而在旋轉(zhuǎn)泵中是輕微 的。
[0054] 圖2a - 2c示出了用于所述應(yīng)用的流體動力結(jié)構(gòu)作為滑環(huán)1的展開剖視圖的比較。 還已知平的反環(huán)2。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，例如，該結(jié)構(gòu)作為簡單楔形間隙（圖2a)或作為具有抓面 的楔形間隙（圖2b)實施。在所示的實施例中，這些構(gòu)造只沿旋轉(zhuǎn)方向摩擦學(xué)有效。在楔形 間隙方向移動在相對方向的情況下，這些構(gòu)造在兩個旋轉(zhuǎn)方向均有效；然而，它們還需要大 約兩倍的安裝空間或分別地軸承表面周邊長度。
[0055] 與此對比，根據(jù)本發(fā)明的具有臺階狀突起6的結(jié)構(gòu)（圖6c)非常緊湊并可與相對大 的可能接觸表面和雙向旋轉(zhuǎn)一起使用。小的接觸表面可支持流體動力效果。另一方面，小 的接觸表面還引起高的特定表面負(fù)荷(壓力）。特別是在具有相對低的彈性模量和壓縮強(qiáng)度 的聚合物材料的情況下，壓力負(fù)荷能力在小的接觸表面的情況中受到極大地限制，使得更 高的接觸表面適用于具有更高壓力負(fù)荷能力的應(yīng)用且還可具有根據(jù)本發(fā)明的具有臺階狀 突起的結(jié)構(gòu)。
[0056] 圖3a - 3c作為滑環(huán)1 (還示出了平的反環(huán)2)的展開剖視圖示出了，材料磨損效果 約為0. 05mm，取決于使用條件，在不足一年的操作后其可已在泵的使用壽命期間發(fā)生。磨損 體積7在各情況中用細(xì)小的交叉陰影線標(biāo)記。在0. 05mm磨損處，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖3a和 圖3b中的流體動力結(jié)構(gòu)被完全磨掉，因此使得流體動力潤滑效果--降低摩擦系數(shù)--不 再存在。因此，該結(jié)構(gòu)不太適合特別是用于聚合物軸承。
[0057] 另一方面，根據(jù)本發(fā)明的具有三個或更多個突起的結(jié)構(gòu)（圖3C)甚至在磨損量更大 時也能保留下來，且它保持流體動力效果。
[0058] 圖4a和圖4b是在滑環(huán)上具有支撐表面(接觸表面）8的突起6的排列的透視圖。 最少三個（圖4a)或任何更大數(shù)字的單獨接觸表面可固定在周邊上（圖4b中5個單獨接觸 表面)。有了相同尺寸的單獨支撐表面，軸向壓力可通過多于三個接觸表面的構(gòu)造在更大區(qū) 域上傳播，且有了相同尺寸的單獨支撐表面，可減少特定表面壓力。
[0059] 圖5a - 5c以舉例的方式示出了分別的單獨支撐表面(接觸表面）8或突起6的不 同可能形狀的透視圖。區(qū)域可表示為多邊形或，如文中所示的形狀，準(zhǔn)矩形四邊形（圖5a)、 如環(huán)形（圖5b)，例如，以最優(yōu)化用于流體的不對稱的或非環(huán)形的形狀（圖5c)。
[0060] 圖6示出了滑環(huán)1的底托的剖視圖，如現(xiàn)有技術(shù)中的慣例，其經(jīng)由彈性體的底座3 與轉(zhuǎn)子非正向連接?；h(huán)1自身不靜置在軸5上，因此也可被設(shè)置成輕微偏離與軸形成直 角。滑環(huán)1通過彈性體的底座和角度公差均勻地沿著周邊緊貼反環(huán)按壓。通過這些方法， 優(yōu)選地均衡了形狀位置公差并促進(jìn)了穩(wěn)定的流體動力效果。經(jīng)由有回彈性力的元件，彈性 底托也是可能的，這在軸承和密封技術(shù)中是慣例。
[0061] 圖6示出了允許簡單預(yù)組裝和可靠定位的特別優(yōu)選的實施例。
[0062] 圖7a - 7c示出了具有三個準(zhǔn)矩形支撐表面(接觸表面)的滑環(huán)1的優(yōu)選實施例，在 剖視圖（圖7a)，平面圖（圖7b)和透視圖（圖7c)中，該支撐表面在各情況中彼此成120°角 設(shè)置。例如，具有支撐表面8的突起6的高度可在0. 1_至1_之間變化，而對穩(wěn)定流體動 力運行沒有決定性的負(fù)面效果。該構(gòu)造可通過注模聚合物材料非常簡單地和有成本效益地 實現(xiàn)。如圖6所示，在外徑處模制與彈性體底座的形狀功能無關(guān)且由于彈性體底座的形狀。 從環(huán)到具有接觸表面的突起的過渡半徑RI是由于模制且對發(fā)揮功能不相關(guān)。
[0063] 圖7a_7c中示出的實例適用于50N的徑向負(fù)荷。
[0064] 圖8a和圖8b示出了圖7a_7c中的滑環(huán)的平面圖，其中這里的跑合表面9(其在圖 8a中在與接觸表面8平行的平面中突出）和接觸表面(支撐表面）8在圖8b中用交叉陰影 線示出。
[0065] 在外周邊處，圖中示出的滑環(huán)在頂部和底部(具體參見圖4和圖7)分別具有保護(hù) 性斜面，其不是絕對必要的。這些保護(hù)性斜面通過某些附加的線條在圖中示出。
[0066] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實例1和比較例的摩擦系數(shù)的測量的時間曲線。

【具體實施方式】
[0067] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承包括滑環(huán)、反環(huán)和滑環(huán)的彈性底托?；h(huán)構(gòu)造為一件式(被 稱為單盤軸承）且在其跑合表面--即，在與反環(huán)的接觸表面--具有能使穩(wěn)定流體動力 潤滑膜建立的結(jié)構(gòu)。跑合表面以其具有三個或更多（優(yōu)選地三個）突起的方式結(jié)構(gòu)化，該突 起與反環(huán)的接觸表面表面是平坦的。
[0068] 跑合表面中的突起沿旋轉(zhuǎn)方向優(yōu)選地是臺階狀的。
[0069] 由于在與接觸表面平行的平面中突出，整個突起的接觸表面優(yōu)選地等于相對于滑 環(huán)的跑合表面的至多50%，S卩，相對于滑環(huán)的軸承表面(跑合表面）的內(nèi)徑和外徑間的總表面 至多50% (見圖8)。此外，跑合表面的突起的總接觸表面優(yōu)選地不超過突出的跑合表面的 30%，并且特別優(yōu)選地不超過20%。
[0070] 滑環(huán)的總接觸表面優(yōu)選地構(gòu)成突出的跑合表面的5-30%，特別優(yōu)選地10-20%。
[0071] 突起優(yōu)選地均勻地分布在跑合表面上。特別優(yōu)選地三個突起彼此成120°角排列。
[0072] 滑環(huán)可彈性地安裝，例如經(jīng)由彈性體底座，滑環(huán)使用該彈性體底座與轉(zhuǎn)子非正向 連接。經(jīng)由其它有回彈力元件的彈性底托也是可能的，這在軸承和密封技術(shù)中是慣例。
[0073] 在根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承中滑環(huán)/反環(huán)對中的至少一個軸承環(huán)優(yōu)選地由聚合物 材料制造。隨著軸旋轉(zhuǎn)的軸承環(huán)被稱為滑環(huán)。與軸穩(wěn)固連接的靜止軸承環(huán)被稱為反環(huán)。
[0074] 旋轉(zhuǎn)滑環(huán)優(yōu)選地由聚合物材料制成。
[0075] 靜止反環(huán)可由常規(guī)的軸承材料如燒結(jié)陶瓷、石墨、燒結(jié)碳化物、金屬或青銅制成。 作為另外一種選擇，反環(huán)還可由聚合物材料制造。
[0076] 反環(huán)的軸承表面應(yīng)優(yōu)選地具有非常高的表面質(zhì)量（S卩，低粗糙度值)?？梢员砻髂?擦系數(shù)和磨損可在反環(huán)處通過減少粗糙度值顯著降低。特別優(yōu)選地反環(huán)具有拋光表面。
[0077] 然而，還可以獲得反環(huán)的跑合表面小于0. 1的摩擦系數(shù)與較高表面粗糙度值(例 如只已被磨平或磨光的表面)，且同時只具有低磨損，使得根據(jù)本發(fā)明甚至在反環(huán)跑合表面 的具有更高粗糙度值的軸向軸承在更長的運行時間期間是穩(wěn)定的。
[0078] 反環(huán)的表面優(yōu)選地具有低孔隙率和高硬度以及導(dǎo)熱率。由于壓力和/或旋轉(zhuǎn)速 度，高硬度和導(dǎo)熱率對于耐磨性和軸承結(jié)構(gòu)的最大負(fù)荷承載能力是決定性因素。通過這些 方法，建立和穩(wěn)定流體動力潤滑膜和良好的耗散摩擦熱輸出成為可能。
[0079] 因此，在根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的優(yōu)選實施例中，反環(huán)由緊固且精細(xì)的粒狀燒結(jié) 陶瓷，例如由氧化鋁制成。來自燒結(jié)碳化硅（SSiC)的構(gòu)造特別優(yōu)選。合適的碳化硅材料是 從ESK高科技制陶有限公司（ESK Ceramics GmbH&Co. KG)購得的EKasicK F ;它導(dǎo)熱率為 >120W/m*K。
[0080] 反環(huán)的軸承表面應(yīng)優(yōu)選地構(gòu)造有小量平整度偏差。如果平整度偏差高，或如果在 反軸承表面上有凹槽，可使流體動力潤滑膜不穩(wěn)定。
[0081] 在進(jìn)一步可能的實施例中，滑環(huán)和反環(huán)二者均由聚合物材料制造。通過這些方法 甚至可進(jìn)一步降低用于軸承系統(tǒng)的總體成本。所需的反軸承的高表面質(zhì)量可優(yōu)選地直接經(jīng) 由熱塑注模方法獲得。通過這些方法，就燒結(jié)材料或金屬而言是必要的昂貴的加工步驟(如 磨平和/或拋光)可省略，因為足夠的高表面質(zhì)量已經(jīng)可在聚合物注塑處理中模制的過程中 獲得。
[0082] 在根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承也可以的實施例中，滑環(huán)可由常規(guī)的軸承材料如燒結(jié)陶 瓷、石墨、燒結(jié)碳化物、金屬或青銅制造。因為強(qiáng)力地磨蝕或腐蝕條件，這對不再使用聚合物 材料的應(yīng)用條件是優(yōu)選的。
[0083] 在優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的滑環(huán)具有三個突起(見圖7 )，該突起在 各情況中彼此成120°角排列。三個突起優(yōu)選地沿旋轉(zhuǎn)方向為臺階狀。平的支撐表面具有 "矩形"形狀(見圖7)。甚至在作為整體的結(jié)構(gòu)高形狀/位置公差下，根據(jù)本發(fā)明的軸向軸 承的運行行為，由于該滑環(huán)結(jié)構(gòu)在平的反軸承處具有三個支撐表面而被穩(wěn)定化。
[0084] 具有支撐表面的突起的高度優(yōu)選地在0. 1mm和1mm之間。更高的高度也是可以的， 但一般不需要。
[0085] 如果軸承環(huán)由熱塑聚合物材料制造，軸承環(huán)的流體動力結(jié)構(gòu)可優(yōu)選地經(jīng)由熱塑模 制過程中相應(yīng)的注射模具引入，而不需要附加的工序。
[0086] 多于三個支撐表面也可以實現(xiàn)。通過這些方法，支撐表面上的壓力按支撐表面的 總面積成比例減少，如果軸向負(fù)荷高則這可為特別優(yōu)選的。
[0087] 滑環(huán)的三個或更多單獨支撐表面可以任何方式制造，例如像多邊形、環(huán)形或像非 環(huán)形區(qū)域(見圖5)。甚至對于環(huán)形接觸表面也可以獲得非常低的摩擦系數(shù)。
[0088] 單獨的支撐表面的尺寸產(chǎn)生于軸承大小的幾何需要?？偯娣e，如單獨支撐表面的 總和，優(yōu)選地被設(shè)計成使得表面壓力不超過軸承材料的壓力吸收能力。
[0089] 在使用條件下具有高化學(xué)和熱穩(wěn)定性，以及用于以小量彈性變形吸收高表面壓力 的高彈性模量的聚合物適用于滑環(huán)和/或反環(huán)。
[0090] 聚醚酰亞胺、聚苯硫醚和聚醚醚酮、液晶聚合物（LCP)為泵技術(shù)中廣泛應(yīng)用的合適 的熱塑材料的實例；然而，也可使用其它聚合物材料。
[0091] 除了熱塑材料外，也可使用硬質(zhì)塑料材料如環(huán)氧化物樹脂或燒結(jié)塑料(如PTEF或 聚酰亞胺)。如果機(jī)械應(yīng)力低，同樣可以在彈性體如聚氨酯或熱塑彈性體（TPE)中實行。 [0092] 優(yōu)選地使用具有附加的增強(qiáng)纖維，如碳纖維或芳族聚酰胺纖維的聚合物材料。還 被稱為聚合物基質(zhì)復(fù)合材料的這些材料具有更高的彈性模量。在給定的壓力下，由于彈性 模量增加，彈性變形減少，從而由其產(chǎn)生的軸承環(huán)的壓力吸收能力和軸向軸承的抗壓性增 力口。由于它們對滑動性能和反軸承的低磨蝕性的支持，特別優(yōu)選碳纖維。
[0093] 正如現(xiàn)有技術(shù)已知的，纖維填料的含量和規(guī)格是變化的，使得剛度和強(qiáng)度值結(jié)果 對于相應(yīng)的設(shè)計為最佳。
[0094] 彈性模量（即，用于根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承的聚合物材料的剛度）優(yōu)選地至少為 7GPa。經(jīng)由測試，可以確定長時間段內(nèi)穩(wěn)定的流體動力潤滑膜可使用此類聚合物材料建立。 [0095] 此外，聚合物材料優(yōu)選使用增強(qiáng)顆粒如碳化硅、碳化硼、氧化鋁和二氧化硅增強(qiáng)。 通過這些方法，聚合物材料的表面硬度可增強(qiáng)到甚至在高接觸壓力下流體動力潤滑膜也變 穩(wěn)定的程度。通過使用這些顆粒增強(qiáng)，在干燥的運行條件下和啟動軸承時，耐磨性也增加。 當(dāng)軸承啟動時，在接觸滑動表面時混合摩擦發(fā)生的時間短且如果軸承未被增強(qiáng)可導(dǎo)致高磨 損。
[0096] 聚合物材料可使用增強(qiáng)顆粒代替--或優(yōu)選結(jié)合--增強(qiáng)纖維增強(qiáng)。
[0097] 優(yōu)選地將碳化硅顆粒用作用于增強(qiáng)聚合物材料的耐磨性的增強(qiáng)顆粒。SiC填料硬 度為>9. 5Moh且該硬度比任何天然存在的研磨材料都硬(鉆石除外)。此外，幾乎在所有液 泵介質(zhì)中，SiC具有非常好的耐腐蝕性，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過已知的聚合物基質(zhì)材料的穩(wěn)定性。
[0098] 具有SiC填料實施例的進(jìn)一步的優(yōu)點是SiC的非常高的導(dǎo)熱性為>120W/m*K，因此 甚至在復(fù)合材料中可有效耗散所產(chǎn)生的摩擦熱。
[0099] 由于粗糙的粒狀陶瓷填料在加工過程中和與反環(huán)摩擦接觸時研磨強(qiáng)度非常高，優(yōu) 選地使用最小的顆粒低于1 μ m (亞微米顆粒)，因為它們的小顆粒尺寸而不再具有研磨效 果。
[0100] 硬質(zhì)顆粒的含量可在直到顆粒理論堆積密度限的寬范圍內(nèi)選擇。仍允許聚合物材 料的良好的機(jī)械性能的適當(dāng)?shù)目捎梅秶?和30重量％之間。
[0101] 硬質(zhì)顆粒的含量和規(guī)格，以及纖維和硬質(zhì)顆粒間的混合比如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那 樣變化，使得最佳硬度、剛度和強(qiáng)度值針對相應(yīng)的設(shè)計。纖維和硬質(zhì)顆粒的總含量優(yōu)選地在 1和40重量％之間，并且特別優(yōu)選地在20至40重量％中。
[0102] 具有碳纖維和亞微米SiC顆粒的填料組合的聚合物材料被證明對于根據(jù)本發(fā)明 的軸向軸承特別優(yōu)選。
[0103] 與根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承結(jié)合的，反環(huán)由陶瓷材料如氧化鋁或碳化硅制造的這些 聚合物/SiC/碳纖維材料(具有嵌入的碳纖維和SiC顆粒的聚合物基質(zhì)材料)的耐磨性遠(yuǎn)比 石墨材料的耐磨性好。
[0104] 甚至在不利的邊界條件如磨料負(fù)載下也是這樣。在材料測試中，還可以證明這類 材料的高耐磨性而不需要利用流體動力效果。
[0105] 為了優(yōu)化潤滑性能和機(jī)械性能，可在聚合物材料中使用附加的添加劑，如潤滑劑、 油、PTFE、石墨和六方氮化硼。
[0106] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承可用在熱水循環(huán)泵、飲用水泵、用于內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)的冷 水循環(huán)泵、用于冷凝冷卻線路的壓縮機(jī)泵、用于冷卻控制柜、流體動力單元和激光設(shè)備的冷 卻水循環(huán)泵中。
[0107] 根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承還可用于在腐蝕性介質(zhì)的應(yīng)用中，如酸和堿、溶劑、低粘度 的油和脂。
[0108] 此外，根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承在如確保具有油、脂或其它潤滑介質(zhì)的持久潤滑的 范圍內(nèi)還適用于電動機(jī)(特別是小型馬達(dá)中）中的軸向底托。
[0109] 此外，根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承可用于在傳動中被稱為推力軸承的應(yīng)用。這里的負(fù) 荷情況類似于泵軸承中的負(fù)荷情況；這里也確保潤滑介質(zhì)的持久潤滑。
[0110] 實例、比較例和參照例
[0111] 實例 1
[0112] 軸承如圖1中所示那樣制造。在幾何形細(xì)節(jié)中，滑環(huán)如圖7所示那樣沿旋轉(zhuǎn)方向 制造有三個臺階狀突起。在過渡處從突起到突起基部的半徑為1_;然而，這與軸承的流體 動力設(shè)計不相關(guān)?；h(huán)的外徑為21mm且內(nèi)徑為10. 5mm?；瑒颖砻娴膬?nèi)徑也為10. 5mm且外 徑為17mm?；h(huán)外側(cè)的高度為3mm且內(nèi)側(cè)的高度為5mm?？偢叨?-即，包括具有支撐表 面的突起的內(nèi)部高度--為6mm且臺階高度(突起的高度)為1mm。支撐表面具有矩形形狀 (見圖7)。臺階的寬度(突起的寬度）為3. 25mm且臺階的長度(沿旋轉(zhuǎn)方向突起的長度）為 2. 5_。臺階狀突起構(gòu)成突出的跑合表面或滑動表面的17%，即，滑動表面的外徑和內(nèi)徑間的 區(qū)域的17%。
[0113] 反環(huán)由具有拋光表面的燒結(jié)A1203材料構(gòu)造。
[0114] 滑環(huán)由聚合物材料聚苯硫醚（PPS)制造，其中增強(qiáng)碳纖維和尺寸〈1 μ m的精細(xì)SiC 顆粒占總重量的35%。
[0115] 在根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)中，摩擦系數(shù)在用于此目的的專門制作的試驗臺上經(jīng)由阻力扭 矩確定。
[0116] 測試結(jié)構(gòu)對應(yīng)于環(huán)套環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0117] 介質(zhì)經(jīng)由恒溫器保持在恒定的溫度。摩擦扭矩經(jīng)由精確負(fù)荷測量單元記錄，且線 性磨損路徑的位移經(jīng)由機(jī)械位移傳感器感測。全部測量值均隨時間分辨率記錄。測量值從 馬達(dá)驅(qū)動開始記錄
[0118] 在一個小時的磨合運轉(zhuǎn)時間后，摩擦系數(shù)確定為一小時期間的平均值。該摩擦系 數(shù)表示滑環(huán)/反環(huán)對系統(tǒng)的摩擦值。
[0119] 磨損從1小時磨合運轉(zhuǎn)且熱平衡后的路徑/時間曲線的斜率確定為每單位時間的 線性磨損路徑。
[0120] pv值保持恒定并設(shè)定為p=0. 5MPa和v=l. 9m/s。
[0121] 為了能夠精確解析非常輕微的摩擦扭矩(至多0. 002)，驅(qū)動側(cè)安裝在空氣軸承上。 此外，由于支撐經(jīng)由重量提供，所以軸向底托可省略，這意味著只需要一個具有空氣軸承的 徑向軸承。
[0122] 在軸承上的單位負(fù)荷為3000RPM，軸向推力為50N。水（50°C)用作介質(zhì)。作為另 外一種選擇，還可使用乙二醇含量至多50體積％的水和乙二醇的混合物。
[0123] 借助軸承的這種構(gòu)造和材料的組合，用于系統(tǒng)的極低的0. 004的摩擦系數(shù)在上述 給定的系統(tǒng)邊界條件處測量，其中標(biāo)準(zhǔn)偏差為〇. 001。
[0124] 在非常短的僅10分鐘的磨合運轉(zhuǎn)時間后已達(dá)到該低摩擦系數(shù)，并在測試中在測 量的168個小時整個時間內(nèi)保持穩(wěn)定(見圖9 ;這里只示出2個小時的運行時間）。
[0125] 實例 2
[0126] 重復(fù)實例1 ;然而，反環(huán)制造為具有磨平的表面的燒結(jié)A1203材料（Ra=0.4ym)。實 驗結(jié)果在表1中不出。
[0127] 實例 3
[0128] 重復(fù)實例1 ;然而，反環(huán)制造為具有精細(xì)地磨光的表面的燒結(jié)A1203材料。實驗結(jié) 果在表1中示出。
[0129] 實例 4
[0130] 重復(fù)實例1 ;然而，反環(huán)制造為具有拋光的表面的燒結(jié)SiC材料（ESK高科技制陶 有限公司（ESK Ceramics GmbH&Co.KG)的El<asicK F)。實驗結(jié)果在表1中示出。
[0131] 實例5至7
[0132] 重復(fù)實例1 ;然而，具有支撐表面的突起的高度不是如在實例1中的1_，而是如表 2中示出那樣變化。
[0133] 所確定的系統(tǒng)的摩擦系數(shù)在表2中列出。
[0134] 實例8至10
[0135] 重復(fù)實例1 ;然而，三個支撐表面的形狀是各不相同的。在各情況中，實現(xiàn)在周邊 方向給定3. 25_的臺階寬度(對應(yīng)于滑動表面的寬度)，1. 5_和5_的臺階長度(實例12 和13)代替如在實例1中的2. 5_的臺階長度，使得支撐表面具有與如實例1中的矩形類 似的形狀。此外，測試具有三個在各情況中直徑均為2. 5mm (實例14)的環(huán)形支撐表面的滑 環(huán)。如在實例1中，各情況中的臺階高度均為1mm。
[0136] 所確定的摩擦系數(shù)在表3中給出。
[0137] 實例 11 至 14
[0138] 重復(fù)實例1 ;然而，將用至多20重量％SiC增強(qiáng)而不添加碳纖維的聚醚酰亞胺用作 滑環(huán)的聚合物材料。使用的SiC填料和實例1中的相同。這里獲得的特征摩擦學(xué)數(shù)據(jù)相對 于實例1被評定為在一定程度上較差，特別是與摩擦系數(shù)有關(guān)；然而，例如，它們?nèi)匀槐仁?墨材料的低。關(guān)于線性磨損和摩擦系數(shù)的結(jié)果在表4中給出。
[0139] 表4非常清楚地示出根據(jù)本發(fā)明的軸向軸承中的聚合物材料的耐磨性是怎樣通 過使用SiC填料增強(qiáng)增加的。
[0140] 實例 15
[0141] 重復(fù)實例1 ;然而，LCP (液晶聚合物)滑環(huán)不用碳纖維增強(qiáng)而是用石墨作為摩擦添 加劑制造的。所確定的摩擦系數(shù)為0.01且線性磨損為1.3 μ m/h。
[0142] 比較例
[0143] 根據(jù)圖1制造的軸向軸承。根據(jù)圖1，滑環(huán)的幾何細(xì)節(jié)實施例存在為具有潤滑凹槽 的平的單盤滑環(huán)。石墨被用作滑環(huán)材料。
[0144] 反環(huán)制造為具有拋光表面的燒結(jié)A1203材料。
[0145] 摩擦系數(shù)如在實例1中那樣確定。
[0146] 這里同樣的，在軸承上的單位負(fù)荷為3000RPM，且軸向推力為50N。水（50°C)被用 作介質(zhì)。
[0147] 一小時后，在該實驗中所確定的平均摩擦系數(shù)為0. 05。
[0148] 可以只在一小時的較長磨合運轉(zhuǎn)時間后達(dá)到該摩擦系數(shù)(見圖9)。
[0149] 參考例
[0150] 重復(fù)實例1 ;然而，不添加 SiC填料或碳纖維的聚醚酰亞胺被用作滑環(huán)的聚合物材 料。特征摩擦學(xué)數(shù)據(jù)在表4中列出。摩擦系數(shù)比實例2至5中的高，且線性磨損非常高。
[0151] 表 1 :
[0152]

【權(quán)利要求】
1. 一種軸向軸承，包括滑環(huán)（1)、反環(huán)（2)和所述滑環(huán)的彈性底托（3)，其中所述滑環(huán) (1)是單件式，且在其跑合表面具有能使穩(wěn)定的流體動力潤滑膜建立的結(jié)構(gòu)，并且其中所述 跑合表面以其具有三個或更多個突起（6)的方式結(jié)構(gòu)化，所述突起的與所述反環(huán)（2)的接 觸表面（8)是平坦的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向軸承，其中所述跑合表面的突起（6)沿旋轉(zhuǎn)方向是臺階 狀的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸向軸承，其中所述跑合表面的突起（6)的整個接觸表 面（8)不超過向與所述接觸表面平行的平面突出的跑合表面（9)的50%，優(yōu)選地不超過30%， 并且特別優(yōu)選地不超過20%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項所述的軸向軸承，其中所述跑合表面的突起（6)的總 接觸表面（8)為所述突出的跑合表面（9)的5-30%，優(yōu)選地10-20%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的軸向軸承，其中所述突起（6)均勻地分布在跑 合表面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的軸向軸承，其中三個突起（6)彼此成120°角 排列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的軸向軸承，其中所述突起（6)的高度在0. 1mm 和1mm之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的軸向軸承，其中所述滑環(huán)/反環(huán)對中的至少一 個軸承環(huán)由聚合物材料制造。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸向軸承，其中所述滑環(huán)（1)由聚合物材料制造。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸向軸承，其中所述滑環(huán)（1)和所述反環(huán)（2)二者均由聚合 物材料制造。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的軸向軸承，其中所述聚合物材料選自包含以 下各項的組：熱塑材料、硬質(zhì)塑料材料和彈性體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的軸向軸承，其中所述聚合物材料選自包含 以下各項的組：環(huán)氧樹脂、PTFE、聚酰亞胺、聚氨酯、熱塑彈性體（TPE)、聚醚酰亞胺、聚苯硫 醚、聚醚醚酮和液晶聚合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項所述的軸向軸承，其中所述聚合物材料的彈性模量 為至少7GPa。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項所述的軸向軸承，其中所述聚合物材料包含附加的 增強(qiáng)纖維，優(yōu)選地包括碳纖維或芳族聚酰胺纖維。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項所述的軸向軸承，其中所述聚合物材料包含附加的 增強(qiáng)顆粒，優(yōu)選地碳化硅、碳化硼、氧化鋁和/或二氧化硅顆粒，特別優(yōu)選地碳化硅顆粒。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述軸向軸承，其中所述硬質(zhì)顆粒的含量在1和30重量％之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的軸向軸承，其中所述纖維和硬質(zhì)顆粒的總含 量在1和40重量％之間，并且特別優(yōu)選地在20和40重量％之間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的軸向軸承，其中所述反環(huán)（2)的軸承表面是 拋光的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的軸向軸承，其中所述反環(huán)（2)由致密且精細(xì) 的粒狀燒結(jié)陶瓷制造，優(yōu)選地由氧化鋁或燒結(jié)碳化硅（SSiC)制造。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的軸向軸承，其中所述滑環(huán)（1)由燒結(jié)陶瓷、石 墨、燒結(jié)碳化物、金屬或青銅制造。
【文檔編號】F16C17/04GK104302933SQ201280046974
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】阿爾明·卡瑟爾, 烏爾蘇拉·卡瑟爾, 迪特馬爾·舍恩霍芬, 約翰納·齊默爾曼 申請人:Esk陶瓷有限兩合公司