Gleitbeschichtung für Teleskopkranteile

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Gleitbeschichtung für Teleskopkranteile, insbesondere Teleskopelemente eines Krans bzw. Mobilkrans, bei welcher auf einem Teleskopkranteil-Substrat eine Gleitlackschicht aufgebracht ist, die durch die Einlagerung von Nanopartikeln verdichtet und gleitfähig gemacht ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Gleitbeschichtung für Teleskopkranteile. Insbesondere betrifft sie eine Gleitbeschichtung für Teleskopelemente eines Krans bzw. eines Mobilkrans.

[0002] Für die Gleitpaarungen ineinander gleitender Teleskopteile von Kranauslegern wird herkömmlicherweise eine Fettschmierung verwendet, die in regelmäßigen Abständen im Rollverfahren oder Sprühverfahren erneuert werden muss. Dies gilt auch für andere Gleitpaarungen bzw. Anwendungen, beispielsweise bei Abstützträgern, wo ein Element an dem anderen gleiten muss, um beispielsweise eine ausgefahrene Endlage zu erreichen.

[0003] Die dabei einzusetzenden Schmiermittel sind relativ teuer, weil sie hochwertig und umweltverträglich sein müssen. Die Applikation der Schmiermittel verursacht einerseits bei der Erstmontage einen hohen Arbeits- und somit Kostenaufwand und andererseits hohe Wartungskosten beim Betreiber. Das Schmiermittel soll den Verschleiß und den Reibungswiderstand reduzieren, und es muss - wie oben schon angesprochen - immer wieder erneuert werden, weil eine Permanentschmierung aufgrund des technischen Aufwandes nicht zu vertreten ist.

[0004] Die Gleitpaarungen sind auf diesem technischen Gebiet einerseits meist hochfeste Kunststoffgleitstücke, zum Beispiel aus PA6 G und zum anderen grundierte Feinkornstahlbleche.

[0005] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optimierte Gleitbeschichtung für Teleskopkranteile zur Verfügung zu stellen. Insbesondere sollen Verschleiß und Reibungswiderstand so gering wie möglich werden und dies speziell ohne einen zu hohen technischen Aufwand.

[0006] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

[0007] Die erfindungsgemäße Gleitbeschichtung für Teleskopkranteile ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Teleskopkranteil-Substrat eine Gleitlackschicht aufgebracht ist, die durch die Einlagerung von Nanopartikeln verdichtet und gleitfähig gemacht ist.

[0008] Das genannte Substrat kann jedes Teil einer Gleitpaarung sein. Es ist ferner anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht ausschließlich auf Gleitpaarungen von Teleskopschüssen eines Teleskopkrans beschränkt ist, sondern auch an anderen, technisch entsprechenden Gleitpaarungen zum Einsatz kommen kann. Ein Beispiel hierfür können Gleitpaarungen an Abstützträgern sein; die Erfindung kann aber ihre Vorteile auch auf anderen technischen Gebieten überall dort zeigen, wo hoch belastete Gleitpaarungen zum Einsatz kommen und Verschleiß sowie Reibkräfte gesenkt werden sollen, beispielsweise in anderen Gebieten des Fahrzeugsbaus oder im Anlagen- oder Vorrichtungsbau.

[0009] Die Erfindung schafft durch die verwendeten Nanopartikel eine hochglänzende, in sich extrem dichte und somit hoch widerstandfähige und hoch gleitfähige Beschichtung, welche einerseits den Reibungswiderstand und andererseits den Verschleiß deutlich reduziert. Es sind Reduzierungen des Reibwertes um 40% erreichbar und der Verschleiß kann fast gänzlich eliminiert werden.

[0010] Eine besondere Auswirkung hat die vorliegende Erfindung beim Teleskopkranbau dahingehend, dass sie es möglich macht, die Bauelemente, die durch die Gleitpaarungen und der damit definierten Reibzahl beeinflusst werden, in der Größe zu reduzieren. Die Reduzierung von Dimensionen in Teleskopkranschüssen ist von hoher Wichtigkeit, da mit geringerem Eigengewicht bei gleicher Festigkeit und Zuverlässigkeit immer eine höhere Traglast erreicht werden kann. Weil die Reibwerte aber z.B. für die systembedingte Auslegung der Schiebeelemente, wie zum Beispiel der Teleskopierzylinder, mit verantwortlich sind, ist durch die Erfindung auch eine Optimierung der Traglast solcher Krane möglich.

[0011] Die oben angesprochene Gleitlackschicht kann auf einem Substrat aus einem Feinkornstahl, insbesondere einem grundierten Feinkornstahl, aufgebracht werden. Die Nanopartikel sind bei einer Ausführungsform als Additive an bzw. unter der Oberfläche einer Additivschicht der Gleitlackschicht angereichert, insbesondere kontinuierlich angereichert. Es werden gemäß einer Gestaltungsvariante Additive auf Siloxan-Basis eingesetzt. Dabei können an der Oberfläche der Gleitlackschicht CH₃-Reste angereichert sein, insbesondere noch über den Silizium-Anteilen der Additivschicht.

[0012] Die Erfindung wird im Weiteren anhand einer Ausführungsform näher erläutert. Sie kann alle hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Figur 1

eine schematische Ansicht des Materialaufbaus eines Teleskopkranteils bzw. Substrats, das mit einer erfindungsgemäßen Gleitbeschichtung versehen ist;

Figur 2

eine Querschnittsaufnahme der Lackoberfläche des Gleitlacks; und

Figuren 3 und 4

Diagramme, welche die Reibzahl und den Verschleiß in Abhängigkeit von der Zyklenzahl für den Stand der Technik und die vorliegende Erfindung aufzeigen.

[0013] Wie aus der Figur 1 hervorgeht, ist ein beschichtetes Element einer erfindungsgemäßen Gleitpaarung wie folgt aufgebaut. Unter der Lackoberfläche 1 befindet sich zunächst die Additivschicht 2, welche direkt unter der Oberfläche CH₃-Reste und darunter Si-Elemente des Siloxan-Additivs (Si) aufweist. Über die Siloxan-Bindung (eine sich regelmäßig wiederholende Si-O-Si-Bindung), die das Bezugszeichen 3 trägt, ist die Additivschicht mit dem Substrat 4 verbunden, und auf diese Weise entsteht durch die Einlagerung der Nanopartikel eine gleitoptimierte Lackoberfläche. Im vorliegenden Fall ist das Substrat die Stahlblechoberfläche, wobei es sich grundsätzlich um jedweden geeigneten Substrattyp handeln kann.

[0014] Die mikroskopische Aufnahme des Beschichtungsfilmes (Querschnittsaufnahme) der Figur 2 zeigt die Verdichtung durch die Nanopartikel (Siloxan-Additiv), welche zur Glättung des Beschichtungsfilms und zur Minimierung der Anzahl und der Höhe von Unebenheiten führt. Die Additive sind in der Additivschicht kontinuierlich angeordnet, so dass sich ein geschlossener Film bildet, der ein hydrodynamisches Vorbeigleiten eines Festkörpers ermöglicht.

[0015] Durch den erfindungsgemäßen, gleitoptimierten Lack können Reduzierungen des Reibwertes um bis zu 40% erreicht werden, wie auch aus den beiden Diagrammen der Figuren 3 und 4 hervorgeht.

[0016] Die Figur 3 zeigt hier über der Zyklenzahl einerseits die Reibzahl (Mittel) 6 und andererseits die Gesamtverschleißhöhe [Mikrometer] deren Kurve mit dem Bezugszeichen 7 versehen worden ist. In der Figur 3, die eine Reib- oder Gleitpaarung gemäß dem Stand der Technik zeigt, nämlich gefettetes, grundiertes Stahlblech und PA6 G-Kunststoff, ist erkennbar, dass sich die Reibzahl im Mittel immer in etwa im Bereich von 0,125 bewegt, während die Gesamtverschleißhöhe schon nach einer geringen Zyklenzahl stark ansteigt und schnell (nach 1.800 Zyklen) schon 400 Mikrometer beträgt.

[0017] Bei einer Reibpaarung gemäß der vorliegenden Erfindung, für die das Diagramm der Figur 4 steht und bei der ein Gleitlack mit Nanopartikeln auf Stahlblech appliziert ist, wobei PA6 G-Kunststoff mit im Compound integrierten Gleitzusätzen verwendet wird, ist die mittlere Reibzahl schon von Beginn an niedriger (etwa 0,07). Sie ist mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Diese mittlere Reibzahl 8 steigt auch über 3.600 Zyklen nicht höher als bis etwa 0,08 und bleibt deshalb für eine lange Lebensdauer auf einem sehr günstigen, niedrigen Wert. Entsprechend verringert sich der Verschleiß, der bei der in Figur 4 dargestellten, erfindungsgemäßen Gleitpaarung mit dem Bezugszeichen 9 angedeutet ist und kaum über die Null-Linie hinausgeht. Dementsprechend ist praktisch kein Verschleiß vorhanden und die erfindungsgemäße Gleitbeschichtung kann ohne ständiges Nachschmieren eine extrem hohe Lebensdauer erreichen.

Ansprüche

1. Gleitbeschichtung für Teleskopkranteile, insbesondere Teleskopelemente eines Krans bzw. Mobilkrans, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Teleskopkranteil-Substrat (4) eine Gleitlackschicht aufgebracht ist, die durch die Einlagerung von Nanopartikeln verdichtet und gleitfähig gemacht ist.

2. Gleitbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlackschicht auf einem Substrat (4) aus einem Feinkornstahl, insbesondere einem grundierten Feinkornstahl, aufbringbar ist bzw. aufgebracht ist.

3. Gleitbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel als Additive an bzw. unter der Oberfläche (1) in einer Additivschicht (2) der Gleitlackschicht angereichert, insbesondere kontinuierlich angereichert sind.

4. Gleitbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Additive auf Siloxan-Basis eingesetzt werden.

5. Gleitbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche der Gleitlackschicht CH₃-Reste angereichert sind, insbesondere noch über den Silizium-Anteilen der Additivschicht.

Zeichnung