(57)【要約】本発明は、滑り軸受材料としての超高分子量ポリエチレンを含有する場合の土木用特に橋梁滑り軸受用、好ましくはリニアモーターカーまたは高速区間の橋梁用の滑り軸受に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁滑り軸受などの土木用の軸受を構成する滑り軸受材料としての超高分子量ポリエチレンの利用において、
前記滑り軸受材料が少なくとも面圧、滑り量、滑り速度の全て又はいずれかに関して欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づいて規定され検査される基準値よりも大きな値を有することを特徴とする超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項２】
前記滑り軸受がリニアモーターカーのための構造体の中で使用され、欧州規格ＥＮ１３３７−２の条件を超える荷重負荷を受けることを特徴とする請求項１に記載の超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項３】
前記滑り軸受材料が欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づく最大基準値の１.５倍までの面圧を許容することを特徴とする請求項１又は２に記載の超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項４】
前記滑り軸受材料が欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づく最大基準値の３倍までの滑り量を許容することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項５】
前記滑り軸受材料が欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づく最大基準値の５倍までの滑り速度を許容することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項６】
前記滑り軸受材料が−３５℃温度下で欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づく要件を満たしていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項７】
超高分子量ポリエチレンとともに初期潤滑の目的でシリコングリースが使用されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超高分子量ポリエチレンの利用。
【請求項８】
特に請求項３から６のいずれか１項に記載の仕様パラメータを有する産業用滑り軸受であって、特に欧州規格ＥＮ１３３７−２の条件より大きな荷重負荷を受ける高速区間の橋梁用であるものにおいて、
前記滑り軸受が滑り軸受材料として超高分子量ポリエチレンを備えていることを特徴とする滑り軸受。
【請求項９】
前記滑り軸受材料には形状安定性を改善するために充填材，特にガラス粒子、ガラス微粒子、セラミック微粒子の全て又はいずれかが含まれていることを特徴とする請求項８に記載の滑り軸受。
【請求項１０】
前記滑り軸受材料には滑り特性を改善するために添加物，特に煤、ＭｏＳ２、油の全て又はいずれかが含まれていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の滑り軸受。
【請求項１１】
前記滑り軸受は平らな又は湾曲した滑り円板あるいは滑り板の形態またはガイド帯の形態での滑り軸受材料を備えていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項１２】
前記滑り軸受材料が潤滑剤を受け入れるためのグリースポケットを有することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項１３】
滑り繊維に，特にグリースポケットに、好ましくは初期潤滑用のシリコングリースが備えられることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項１４】
前記滑り円板又は滑り板が支持板に設けられ、その際少なくとも板厚の半分まで入り込むことを特徴とする請求項１１に記載の滑り軸受。
【請求項１５】
請求項８から１４のいずれか１項に記載の滑り軸受に用いられる超高分子量ポリエチレン製の滑り軸受材料において、
その表面部分がシリコングリースによって改質されていることを特徴とする滑り軸受材料。
【請求項１６】
特に圧力負荷や擦り付け塗布によって，好ましくは滑り軸受の軸受作用によって、シリコングリースが表面に入り込むことを特徴とする請求項１５に記載の滑り軸受材料。
【請求項１７】
シリコングリースがメチルフェニルシリコングリースに基づくシリコングリースであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の滑り軸受材料。
【請求項１８】
シリコングリースが以下の性質、
滴点：ＤＩＮ  ＩＳＯ−２１７６に基づいて＞２００℃；
混和ちょう度：ＤＩＮ  ＩＳＯ−２１３７に基づいて２０ｍｍ−３５ｍｍ，特に２５ｍｍ−３０ｍｍ，好ましくは２６.５ｍｍ−２９.５ｍｍ；
押し出し圧力：ＤＩＮ  ５１８０５に基づいて２０℃で＜２００ｈＰａ；
押し出し圧力：ＤＩＮ  ５１８０５に基づいて−４０℃で＜１０００ｈＰａ；
油分離：ＤＩＮ  ５１８１７に基づいて４０℃で１８時間において＜１.５％，特に＜１％；
を有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の滑り軸受材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速区間またはリニアモーターカーの橋梁および車両支持体において使用する、より大きな荷重強度や耐久性を得るための土木用滑り軸受、特に橋梁用滑り軸受、滑り軸受材料、及びそのような滑り軸受の材料利用技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木および特に橋梁工事において使用するための滑り軸受材料は欧州規格ＥＮ１３３７−２“滑り機械要素”において特性および構造上の条件に関して規格化されている。従来の滑り機械要素では、滑り軸受材料として熱可塑性プラスチックおよび特にテフロン（ＰＴＦＥ）が頻繁に使用されている。これらは前記規格に相応する条件を満たしている。
【０００３】
土木および特に橋梁構造体の工事における技術上の改良により、周囲温度、許容される滑り速度ならびに許容される加算滑り量および耐摩耗性に依存して許容圧、滑り抵抗に関して滑り軸受材料に対する仕様は非常に高くなっている。これらのパラメータを変更、つまりこれらのパラメータに関する特定の限界値を越えることは、構造的に別の簡単でよりすぐれた解決策を見つけ出すことで可能となる。
【０００４】
例えば高速鉄道ならびにリニアモーターカー等といった高速区間の橋梁構造体では、滑り軸受材料に関して特に高い仕様が設定される。前記高速区間用の橋梁構造体の場合、橋梁上を高速で走行する列車によって軸受には急激にかつ頻繁に発生する大きな荷重が加えられる。こうした仕様条件を満たすために、改良された滑り軸受材料を準備しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の課題は、これまでに使用された滑り軸受材料から改良された性質を有する滑り軸受あるいは滑り軸受材料を提供することである。高速区間の橋梁軸受用に適合すべく要求される性質の組み合わせを滑り軸受材料によって保証しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本課題は、請求項１に記載の滑り軸受材料の利用あるいは請求項８に記載の滑り軸受ならびに請求項１５に記載の滑り軸受材料によって解決される。好適な実施態様は従属形式の請求項に記載されている。
【０００７】
本発明により、土木用の軸受、特に橋梁滑り軸受、好ましくは高速区間の橋梁のために使われるものには、軸受における滑り軸受材料としての超高分子量ポリエチレンを利用することが提案される。さまざまな軸受材料による広範囲な試験に基づいて明らかとなったのは、土木用の軸受特に橋梁滑り軸受で利用するために必要となる上述の仕様に対応する性質を満たしていることである。好ましくは３百万ｇ／ｍｏｌないし６百万ｇ／ｍｏｌの超高分子量によって超高分子量ポリエチレンは極度に高い、実際には無限に高い融解粘度を有し、さらに極めてすぐれた粘度ならびに卓越した切削抵抗および耐摩耗性を有する。例えば周囲温度、許容される滑り速度ならびに許容される滑り量によって異なる面圧、滑り抵抗といった他の要求されるパラメータは、産業用に利用されている公知の滑り軸受材料のそれを超えていることは明らかである。ここでは、欧州規格ＥＮ１３３７−２は現在の水準としての有効な仕様を示しており、広範囲な内容を含んでいる。欧州規格ＥＮ１３３７−２で要求されるとともに検査されるパラメータに関しては、個々のパラメータ単独でもその組み合わせでもしかも低い温度下でもはるかに上回るものである。
【０００８】
従属形式の請求項に基づく超高分子量ポリエチレンの利用は特に適用範囲を限定しており、面圧、滑り量、滑り速度および使用温度に関して適切な値が示されている。これらは、軸受の摩耗、使用形態（温度）等といった滑り軸受の形状および利用に関してさらに利点をもたらす。速度および圧力からこの製品の摩耗が増大すると、滑り軸受材料および滑り軸受の耐久性にも影響を及ぼす。
【０００９】
形状安定性を改善するために滑り軸受材料には充填材が備えられている。この場合特にグラスファイバ、ガラス微粒子およびセラミック微粒子が使用される。同様の方法によって別の性質に改善するために別の添加物を添加することができるが、特に滑り特性を改善することは有用である。この場合には煤、ＭｏＳ２または好ましくは油を使用する。滑り軸受材料としての超高分子量ポリエチレンの滑り特性をさらに改善することができる。いかなる形態、特に平らで屈曲した滑り円板または滑り板の形態での滑り軸受材料には余分な潤滑剤を受け入れるためのグリースポケットが設けられている。滑り軸受材料はガイド帯の形態とすることも可能である。
【００１０】
特定の定義された性質に合わせるためにさらに好適となるのは、適切な割合でさまざまな超高分子量ポリエチレンをさまざまな分子量と混ぜ合わせることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
好適な実施例では発明に基づいて超高分子量ポリエチレンを滑り軸受材料として橋梁滑り軸受に使用した。この時滑り軸受材料は支持板によって平らな滑り円板の形態で受け入れられ、この場合滑り円板は滑り円板の厚さの半分まで支持板に嵌め込まれている。欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づく適性試験によって明らかとなったのは、ＰＴＦＥとは対照的に超高分子量ポリエチレンでは５倍の滑り速度の場合に少なくとも５０％の大きな面圧ならびに少なくとも３倍の滑り量が得られることである。さらに、上述した大きな荷重であるにもかかわらず、作動時間が終了するまでの期間中−３５℃までの周囲温度である場合にもその摩擦係数の維持を欧州規格ＥＮ１３３７−２に基づいて測定した確認することができた。
【００１２】
本発明の別の観点により独立した保護を好適な実施例に対して要求する場合に特に好適であることが明らかなのは、超高分子量ポリエチレンと基本的にはシリコングリースである潤滑剤とを組み合わせることである。この組み合わせによって耐久性および滑り量全体に関して特に好適であり、さらに耐摩耗性についても特に有利であることが明らかとなった。この場合に明らかとなったのは、特に滑り軸受の動作時に摩耗が生じるような、押し付けや擦り付けによるシリコングリースの入り込みによっておそらく石鹸や油の成分の分離が生じることとなり、この場合に表面層が改質する。滑り軸受における荷重負荷によって潤滑剤がすでに滑り面から除去されている場合には、好適な滑り特性あるいは耐磨耗性についてさらに確認しておく必要がある。
【００１３】
特にリチウム鹸化されたシリコングリースはメチルフェニルシリコングリースに基づくシリコングリースとして評価される。必要となる性質のうちの一つまたは複数を有する限りにおいて別のシリコングリースを使用することも考慮されてよい。使用されているシリコングリースは、ＤＩＮ  ＩＳＯ−２１７６に基づいて＞２００℃の滴点，特に２１０℃であり、ＤＩＮ  ＩＳＯ−２１３７に基づいて２０ｍｍ−３５ｍｍの混和ちょう度，特に２５ｍｍ−３０ｍｍ，好ましくは２６.５ｍｍないし２９.５ｍｍであり、ＤＩＮ  ５１８０５に基づいて２０℃の場合には＜２００ｈＰａの押し出し圧力あるいは−４０℃の場合には＜１００ｈＰａの押し出し圧力であり、ＤＩＮ  ５１８１７に基づいて４０℃で１８時間の場合において＜１．５％の油分離，特に＜１％の油分離の特性をもつものである。
【国際調査報告】
2005533208.tif 000002
2005533208.tif 000003
2005533208.tif 000004
2005533208.tif 000005