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Die Erfindung betrifft ein ölgeschmiertes Hochgeschwindigkeitswälzlager für zumindest eine drehbare Welle mit einem Aussenring, einem Innenring, mehreren Wälzkörpern, einem Käfig, der von einem Synthetikharzformkörper gebildet wird und einen porösen oder von einer Faserlage gebildeten Ölaufnahmeabschnitt besitzt, und einem nicht trocknenden Schmieröl, das ein nicht trocknendes Pflanzenöl oder ein Paraffinöl oder ein fluoriertes Öl enthält.
Ein derartiges, als ölgeschmiertes Kugellager ausgebildetes Hochgeschwindigkeitswälzlager ist aus der DE 197 42 939 A1 bekannt. Dieses Hochgeschwindigkeitswälzlager wird bei Dentallufttur- binenhandstücken zum Lagern des Luftturbinenrotors und der mit diesem verbundenen Werkzeuge eingesetzt und erlaubt Drehzahlen von über 300 000 Umdrehungen pro Minute. In diesem Doku- ment sind zahlreiche Varianten für das nicht trocknende Schmieröl angegeben und verschiedene Bauformen des Käfigs mit einem porösen oder von einer Faserlage gebildeten Ölaufnahmeab- schnitt sowie die Herstellung des Käfigs aus verschiedenen Polyimidharzen, Polyamidimidharzen, etc. beschrieben. Das Wälzlager ist als Kugellager beschrieben, ohne auf das Material der Kugel- lagerkugeln näher einzugehen.
Bei ölgeschmierten Hochgeschwindigkeitswälzlagern für Dentalluft- turbinenhandstücke werden üblicherweise Kugeln aus rostfreiem Stahl, z. B. aus SUS 440C oder aus NSS 125, eingesetzt.
Aus der JP 61 - 6429 A ist ein aus einem Kunststoffpulver gesinterter, poröser Kugellagerkäfig für Turbopumpenlager bekannt, der mit einem vollständig fluorierten Öl getränkt ist.
Hochgeschwindigkeitswälzlager für Dentalluftturbinenhandstücke sind Miniaturlager, die bei extrem hohen Betriebsdrehzahlen im Bereich von 200 000 bis 400 000 Umdrehungen pro Minute und darüber betrieben werden und den dabei entstehenden mechanischen und thermischen Belas- tungen standhalten müssen. Diese Miniaturlager müssen den Betriebesbedingungen der Dental- tuftturbinenhandstücke während der Zahnbehandlung in der Mundhöhle eines Menschen und während der Dampfsterilisation in einem Autoklaven (z. B. mit Wasserdampf von 135 C bei einem Druck von 235 kPa bzw. 2,4 kg/cm2 für eine Zeitspanne von 5 Minuten) gerecht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ölgeschmierte Hochgeschwindigkeitswälzlager der eingangs genannten Art zu verbessem.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass nichtmetallische, anorganische Kugeln als Wälzkörper vorgesehen sind und dass das Schmieröl einen ölabsorbierenden Stoff mit ölabsorbie- renden Harzpartikeln enthält.
Diese Ausbildung erlaubt wesentlich höhere Drehzahlen, als die mit Kugeln aus rostfreiem Stahl ausgerüsteten Hochgeschwindigkeitswälzlager, wobei auch bei diesen höheren Drehzahlen eine dauerhafte Schmierung gegeben ist. Es können deutlich höhere Maximaldrehzahlen und eine deutlich höhere Rotationsausdauerzeit, d. i. die Zeitspanne, innerhalb der die Maximaldrehzahl ohne zusätzliche Schmierölzufuhr um 10 % absinkt, erzielt werden. Darüber hinaus wird der Ver- schleiss und die Wärmeentwicklung bei den höheren Drehzahlen verringert und das Wälzlager extrem leise und fast geräuschlos.
Als nichtmetallische Kugeln können Kugeln aus einem Nichtoxidkeramikmaterial, oder aus einem Oxidkeramikmaterial, oder aus einem hitzefesten Glas oder aus einem kristallisierten Glas eingesetzt werden. Beispiele für Nichtoxidkeramikmaterialien sind Nitride, Karbide und Boride.
Beispiele für anorganische Kugeln sind solche aus Siliziumnitrid (Si3N4), Siliziumkarbid (SiC), Bornitrid (BN), Aluminiumoxid (AI203), Zirkoniumoxid, Zirkoniumdioxid (Zr02), #Pyrex" (Produktbe- zeichnung der Corning Glass Works) und Telex (Produktbezeichnung der Toshiba Corp.) als hitzefeste Glasmaterialien sowie "Neoceram" (Produktbezeichnung der Nippon Electric Glass Co.
Ltd.) als kristallisiertes Glasmaterial. Als anorganische Kugeln sind auch solche aus Oxynitriden mit zwischen Nitriden und Oxiden liegenden Zusammensetzungen, wie z. B. Sialon, zu verstehen.
Der ölabsorbierende Stoff kann ein vemetztes Polymer umfassen, das durch Polymerisieren eines Monomergemisches mit folgender Zusammensetzung erhalten wird : (A) 90 bis 99,9 Gew.-% eines Monomers, das einen Löslichkeitsparameter (SP-Wert) von höchstens 9 aufweist und eine polymerisierbare ungesättigte Gruppe pro Molekül enthält, und (B) 0,1 bis 10 Gew.-% eines ver- netzenden Monomers, das mindestens zwei polymerisierbare ungesättigte Gruppen pro Molekül aufweist.
Das Monomer (A) kann mindestens eine aliphatische C3- bis C30- Kohlenwasserstoffgruppe und mindestens eine polymerisierbare ungesättigte Gruppe enthalten, die ausgewählt wurde aus der Gruppe bestehend aus den Restgruppen von Alkyl(meth)acrylaten, Alkylaryl(meth)acrylaten,
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Alkyl(meth)acrylamiden, Alkylaryl(meth)acrylamiden, Fettsäurevinylestern, Alkylstyrolen, und a-Olefinen.
Der ölabsorbierende Stoff kann aus einem vernetzten Polymer des Dien-Typs bestehen, das mittels Polymerisation eines Dienmonomers erhalten wurde.
Beim erfindungsgemässen Hochgeschwindigkeitswälzlager können zusätzlich zu herkömmli- chen Paraffinölen und fluorierten Ölen auch die in der DE 197 42 939 A1 angegebenen, nicht trocknenden Pflanzenöle als Basisölkomponente verwendet werden, der eine ölabsorbierende Komponente zugesetzt wird.
Für die Basisölkomponente können bekannte Erdöl- oder Synthetikbasisölkomponenten ver- wendet werden. Beispiele sind Erdöle (Paraffinöle), Olefinoligomere, Phosphatester, Ester von organischen Säuren, Silikonöle und Polyalkylenglykole. Diese Basisölkomponenten können für die Verwendung bei Hochgeschwindigkeitswälzlagem hinreichend geeignet sein, obwohl sie den in der DE 197 42 939 A1 angegebenen, nicht trocknenden Pflanzenölen bezüglich Biosicherheit (Unschädlichkeit für den menschlichen Körper) und Umweltschutz (Sicherheit) unterlegen sind.
Eine aus ölabsorbierenden Harzpartikeln bestehende, ölabsorbierende Komponente wird zu der Basisölkomponente hinzugefügt, um die Schmierung bei dem erfindungsgemässen Hochge- schwindigkeitswälzlager zu verbessern.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erstmalig herausgefunden, dass Partikel eines ölabsorbierenden Synthetikharzes (ölabsorbierendes vernetztes Polymer), z. B. eines vernetzten Polymers des Acrylatestertyps, bei der Verbesserung des Schmierölrückhaltevermögens bei Hoch- geschwindigkeitswälzlagern sehr effektiv sind, ohne die Eigenschaften des nicht trocknenden Pflanzenöls bei der Schmierung des Hochgeschwindigkeitswälzlagers zu verschlechtern. Die durch den Zusatz einer ölabsorbierenden Komponente bei ölgeschmierten Hochgeschwindigkeitswälzla- gern erzielbaren, vorteilhaften Effekte wurden zum ersten Mal durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ermittelt.
Nachstehend wird eine ölabsorbierende Komponente beschrieben, die in der Praxis der vorlie- genden Erfindung bevorzugt wird. Zur Verbesserung der Eigenschaften einer Basisölkomponente, z. B. eines nicht trocknenden Pflanzenöles, wird der Basisölkomponente ein ölabsorbierendes, vernetztes Polymer zugesetzt. Das ölabsorbierende vemetzte Polymer ist an sich aus JP 5-337367 A und JP 3-143996 A bekannt. Es hat sich jedoch erst im Zuge der vorliegenden Erfindung herausgestellt, dass ein ölabsorbierendes vernetztes Polymer einem ölgeschmierten Hochgeschwindigkeitswälzlager hervorragende Eigenschaften verleiht.
Als Basisölkomponente wird z. B. ein nicht trocknendes Pflanzenöl als Hauptkomponente des Schmieröls verwendet. Die Basisölkomponente weist einen Löslichkeitsparameter (SP-Wert) zwischen 6 und 9 auf. Es wird bevorzugt, dass das ölabsorbierende vemetzte Polymer einen ähnlichen SP-Wert aufweist. Dem Schmieröl mit einem nicht trocknenden Pflanzenöl als Haupt- komponente wird vorzugsweise ein ölabsorbierendes vemetztes Polymer mit einem SP-Wert von 9 oder weniger zugefügt.
Ein ölabsorbierendes vernetztes Polymer kann allgemein durch Copolymerisation von 90 bis 99 Gew.-% eines Monomers (A), das eine polymerisierbare ungesättigte Gruppe pro Molekül enthält und ein Polymer mit einem SP-Wert von 9 oder weniger erzeugen kann, und 0,1 bis 10 Gew.-% eines vernetzenden Monomers (B), das mindestens zwei polymerisierbare ungesättigte Gruppen pro Molekül enthält, hergestellt werden.
Das Monomer (A) umfasst mindestens ein polymerisierbares ungesättigtes Monomer mit min- destens einer aliphatischen C3- bis C30- Kohlenwasserstoffgruppe und ist aus einer Gruppe ausge- wählt, die folgende Verbindungen umfasst : von Alkyl(meth)acrylaten, Alkyl- aryl(meth)acrylaten, Alkyl(meth)acrylamiden, Alkylaryl(meth)acrylamiden, Fettsäurevinylestem, Alkylstyrolen und a-Olefinen.
EMI2.1
Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, Propylenglykoldi(meth)acrylat, Polypropylenglykoldi(meth)acrylat, 1,3-Butenglykoldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, N,N'-Methylenbisacrylamid, N,N'-Propylenbisacrylamid, Glyzeroltri(meth)acrylat, Trimethylolpro- pantri(meth)acrylat sowie Divinylbenzen.
Das ölabsorbierende vernetzte Polymer kann auch durch Verwendung eines zwei polymeri- sierbare ungesättigte Gruppen pro Molekül enthaltenden Monomers, insbesondere eines
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Dienmonomers hergestellt werden.
Beispiele für ölabsorbierende vernetzte Polymere, die Dienmonomere verwenden, sind Poly- mere von Butadien, Isopren, Zyklopentadien und 1.3-Pentadien und deren Hydrierungsprodukte sowie Copolymere der oben erwähnten Diene mit anderen polymerisierbaren Monomeren, wie z. B. Styrol, und a-Olefine, wie z. B. Buten, sowie deren Hydrierungsprodukte.
Die beschriebenen vernetzenden Monomere können als polymerisierbare Monomere verwen- det werden.
Das ölabsorbierende vemetzte Polymer kann aus einem vernetzten Copolymer aus Ethylen mit einem weiteren Olefin bestehen. Beispiele für mit Ethylen copolymerisierbare, weitere Olefine sind Propylen, Buten und Penten. Als vernetzende Monomere können ferner die oben erwähnten ver- wendet werden.
Das ölabsorbierende vernetzte Polymer liegt in Teilchenform mit einer durchschnittlichen Teil- chengrösse von 0,5 bis 2000 um vor und kann dem nicht trocknenden Pflanzenöl in gewünschter Menge zugesetzt werden. Als ölabsorbierendes vernetztes Polymer kann "Oleosorb PW-190" (Handelsbezeichnung) oder Oleosorb PW-170" (Handelsbezeichnung), ein von Nippon Shobukai Co. Ltd. hergestelltes Acrylatesterpolymer, verwenden werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- beispielen eines Dentalluftturbinenhandstücks näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen : 1 eine perspektivische Ansicht eines Dentalluftturbinenhandstücks, Fig. 2 das vordere Ende des Handstücks von Fig. 1 im Schnitt, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Wälzlagerkäfigs des Handstücks von Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt durch das vordere Ende einer zweiten Ausführungs- form eines Dentalluftturbinenhandstücks und Fig. 5 den Wälzlagerkäfig des Handstücks von Fig. 4.
Das Dentalluftturbinenhandstück A besitzt einen Griffabschnitt G und einen Kopfabschnitt H, der ein Schneidwerkzeug B (5) das auf der Welle einer im Kopfabschnitt H angeordneten Luftturbine festgehalten ist. Ein Halsabschnitt N des Griffabschnittes G ist mit dem Kopfabschnitt H verbunden. Im Kopfabschnitt H ist eine, an ihrem Umfang mit Turbinenschaufeln 2 versehene Turbinenwelle 3 in einer Kammer 11des Kopfes 1 angeordnet. Die Turbinenwelle 3 ist im Kopf 1 mittels einer Lagereinheit 4 drehbar gelagert. Der Kopf 1 besteht aus einem Kopfhauptteil 12 und einem Kappenteil 13. Die Lagereinheit 4 zum drehbaren Lagern der Turbinenwelle 3 ist im Kopf- hauptteil 12 angeordnet. Das Bohrwerkzeug 5 ist in der Turbinenwelle 3 in einer sich entlang deren Mittelachse erstreckenden Innenbohrung festgehalten.
Das Bohrwerkzeug 5 ist an seiner Um- fangsseitenwand mit einem Futter 51 verbunden, das es innerhalb der Innenbohrung der Turbi- nenwelle 3 an Ort und Stelle hält. Im Halsabschnitt N ist der Hauptteil 6 mit einem Luftzufuhrkanal 7 und einem Lufteinlass 71 für die Zufuhr von Druckluft zu den in der Kammer 11angeordneten Turbinenschaufeln sowie mit Luftabfuhrkanälen 8,9 und Luftauslässen für die aus der Kammer 11 abzuleitende Druckluft versehen.
Die Lagereinheit 4 ist als Kugellager ausgebildet. Sie weist einen Innenring 41, einen Aussen- ring 42, als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 43 und einen Käfig 44 auf. Die Lagereinheit 4 kann am Aussenumfang oder an der Seitenwand mit O-Ringen versehen sein, um ihr eine Selbstzentrie- rungsfunktion zu verleihen. Sie kann mit bekannten Wellenscheiben versehen sein, um die Steifig- keit der Welle zu erhöhen. Innenring 41 und Aussenring 42 sind aus rostfreiem Stahl gefertigt (z. B. aus NSS 125 von der NTN Corporation). Der Käfig 44 ist als Synthetikharzformkörper ausge- bildet.
Fig. 3 zeigt einen porösen Käfig 44 mit einem Hauptteil 44a und Poren 44b für das Dentalluft- turbinenhandstück der Fig. 1 und 2.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines mit ölgeschmierten Hochgeschwindigkeitswälz- lagern ausgerüsteten Dentalluftturbinenhandstücks mit einem in Fig. 5 dargestellten, porösen Käfig 44 mit Hauptteil 44a und Poren 44b.
Als Käfige sind auf Polyimidharzbasis (PI-Harz-Basis) oder Polyamidimidharzbasis (PAI-Harz- Basis) hergestellte Synthetikharzformkörper mit einem porösen oder von einer Faserlage gebilde- ten Ölaufnahmeabschnitt vorgesehen, wie sie in der DE 197 42 939 A1 angegeben sind.
Nachstehend wird die Erfindung noch detaillierter beschrieben. Bei einem Dentalluftturbinen- handstück wurden die Schmiereffekte eines erfindungsgemässen Lagers mit denen eines konventi- onellen Wälzlagers verglichen. Das erfindungsgemässe Lager war mit Kugeln aus einem nichtme- tallischen, anorganischen Material und einem von einem porösen Synthetikharzformkörper gebilde-
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ten Käfig ausgerüstet. Das konventionelle Wälzlager war mit Kugeln aus rostfreiem Stahl und einem als massiver Synthetikharzformkörper ausgebildeten Käfig ausgerüstet. Es wurden Untersu- chungen durchgeführt, um festzustellen, ob das erfindungsgemässe Hochgeschwindigkeitswälzla- ger dem konventionellen Wälzlager überlegen ist.
Für die Vergleichsbeispiele wurden verwendet: (1) ein Wälzlager mit Kugeln aus rostfreiem Stahl (SUS) und einem massiven Käfig, (2) ein Wälzlager mit Kugeln aus rostfreiem Stahl (SUS) und einem porösen Käfig, und (3) ein Wälzlager mit Kugeln aus einem nichtmetallischen Material, z. B. Siliziumnitrid, Zir- koniumoxid oder "Pyrex", und einem massiven Käfig, (i) Gesamtaufbau des im Test verwendeten Luftturbinenhandstücks.
Das im Test verwendete
Wälzlager des Dentalluftturbinenhandstücks (Fig. 1,2) hatte folgenden Aufbau : Miniatur- wälzlager des offenen Typs mit einem Schnappkäfig und folgenden Abmessungen: (1) Aussenring aus NSS 125" (Handelsbezeichnung, martensitischer rostfreier Stahl, erhält- lich von NTN Corp. ) Aussendurchmesser 6,350 mm (2) Innenring aus NSS 125" (Handelsbezeichnung, martensitischer rostfreier Stahl, erhält- lich von NTN Corp.) Innendurchmesser 3,175 mm (3) Breite 2,380 mm (4) Aussendurchmesser der Kugeln etwa 1,00 mm (ii) Luftzufuhr und Luftzufuhrrate.
Jedes der oben genannten Wälzlager wurde in das Dental- luftturbinenhandstück eingebaut und unter folgenden Bedingungen gestestet : druck : kPa (1,8 kg/crrr); Luftzufuhrrate : 251/min (iii) Art der Käfige: (1) massives Pl/PAl¯R Dies bezeichnet einen massiven Käfig auf PI-Harz-Basis oder PAI-
Harz-Basis. Das massive Pl¯R wurde erhalten, indem "Vespel SP-1" (Handelsbezeich- nung der E.l. du Pont de Nemours & Co. Ltd.) in eine käfigartige Form geformt wurde.
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Teijin-Amoco Engineering Plastics Ltd.) in eine käfigartige Form geformt wurde.
(2) poröses P¯R: Dies bezeichnet einen porösen Käfig aus einem ein Gewebe enthalten- den Phenolharz. Das poröse P¯R wurde erhalten, indem Zwischenräume zwischen den Fäden eines Gewebes, das mehrmals in eine röhrenförmige Form gerollt wurde, im Vakuum mit Phenolharz imprägniert wurden und dann das imprägnierte Gewebe unter Wärmeeinwirkung geformt und das geformte Gewebe bearbeitet wurde, um die käfigartige Form zu erhalten.
(3) poröses Pl/PAl¯R Dies bezeichnet einen porösen Käfig auf PI-Harz-Basis oder PAI-
Harz-Basis. Das poröse Pl¯R wurde erhalten, indem "UIP-S" (Produktbezeichnung der
Ube Industries LtD.) unter einem Druck von 392 MPa (4000 kg/cm2) formgepresst, der
Grünling bei 400 C in einer Stickstoffatmosphäre gesintert und der entstandene, ge- sinterte Körper bearbeitet wurde, um die käfigartige Form (Porosität: etwa 13 Vol.-%)
EMI4.2
zeichnung der Amoco Chemical Corp.
USA) klassiert und gesiebt wurde, um eine durchschnittliche Teilchengrösse von 20 um zu erhalten, das gesiebte Pulver unter einem Vorformdruck von 274 MPa (2800 kg/cm2) formgepresst, der Grünling bei
300 C gesintert und der entstandene, gesinterte Körper bearbeitet wurde, um die käfigartige Form (Porosität: etwa 14 Vol.-%) zu erhalten.
A. Bewertung von Biosicherheit, Umweltschutz und Hitzebeständigkeit verschiedener Schmier- öle :
Es wurden Tests bezüglich Biosicherheit, Umweltschutz und Hitzebeständigkeit (Autoklav- festigkeit, Zyklen) von im wesentlichen aus nicht trocknenden Pflanzenölen bestehenden Schmier- systemen und hauptsächlich aus Paraffinöl bzw. fluoriertem Öl bestehenden Schmiersystemen unter Verwendung eines Dentalluftturbinenhandstücks (Fig. 1,2) durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
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zeichnung, hergestellt von J. Morita Mfg. Corp. ) untersucht. Die Ergebnisse sind als Zahl der Zyklen angegeben, bis im Dentalluftturbinenhandstück die Rotation instabil wurde und die Drehzahl
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um 10 % (etwa 40 000 Umdrehungen pro Minute) abgesunken war.
Da angenommen wurde, dass obiger Test durch die Art der Wälzkörper nicht wesentlich beein- flusst würde, wurden Kugeln aus rostfreiem Stahl verwendet. Der Test wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt : 175 kPa (1,8 kg/cm2); Luftzufuhrrate : 25 l/min; Dreh- zahl: 400 000 Umdrehungen pro Minute. Die Behandlung im Autoklaven behandlungsgerät ALPHl" erfolgte unter folgenden Bedingungen : Wasserdampfdruck : 235 kPa (2,4 kg/cm ); Temperatur : 135 C; Zeit : 5 Minuten.
Bei Tabelle 3 wurde (i) als Paraffinöl (flüssiges Paraffin) ein herkömmliches Paraffinöl vom Sprühtyp verwendet, welches von einem Hersteller auf dem Gebiet der Odontotherapie stammt; (ii) als fluoriertes Öl wurde FLOMBLIN" (Handelsbezeichnung der Ausimontu S.P.A., Italien) verwen- det und (iii) als ölabsorbierendes Polymer vom Acrylatestertyp wurde "PW-170" (Handelsbezeich- nung der Nippon Shobukai Co. Ltd.) verwendet.
Tabelle 3
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<tb> Hitzebeständigkeit
<tb> Bio- <SEP> Um- <SEP> (Autoklavfestigkeit, <SEP> Zyklen
<tb> Schmieröl <SEP> sicher- <SEP> welt- <SEP> @
<tb> heit <SEP> schutz <SEP> massives <SEP> poröses <SEP> poröses
<tb>
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<tb> Pflanzen- <SEP> nicht <SEP> Raffiniertes <SEP> Olivenöl <SEP> A <SEP> B <SEP> 1000 < <SEP> 1000 < <SEP> 1000 <
<tb>
<tb> öl <SEP> trock- <SEP> Extra <SEP> feines <SEP> Olivenöl <SEP> A <SEP> B <SEP> 1000 < <SEP> 1000 < <SEP> 1000 <
<tb>
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<tb> Öl <SEP> feines <SEP> Olivenöl <SEP> A <SEP> B <SEP> 1000 < <SEP> 1000 < <SEP> 1000 <
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Erdnussöl <SEP> A <SEP> B <SEP> 1000 < <SEP> 1000 < <SEP> 1000 <
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Extra <SEP> feines <SEP> Olivenöl <SEP> A <SEP> B <SEP> 1000 < <SEP> 1000 < <SEP> 1000 <
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> Gewichtsteile
<SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> ölabsorbierendes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acrylatesterpolymer
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Halb- <SEP> Rapsöl <SEP> A <SEP> B <SEP> 300 <SEP> 300 <SEP> 300
<tb>
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<tb> trocknen-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> des <SEP> Öl
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mineralöl <SEP> Paraffinöl <SEP> C <SEP> C <SEP> 1000 < <SEP> 200 <SEP> 1000 <
<tb>
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<tb>
<tb> Paraffinöl <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile <SEP> C <SEP> C <SEP> 1000 < <SEP> 150 <SEP> 1000 <
<tb>
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<tb>
<tb> + <SEP> ölabsorbierendes <SEP> Acrylat-
<tb>
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<tb> esterpolymer <SEP> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Synthe- <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> C <SEP> C <SEP> 1000 < <SEP> 1000 < <SEP> 1000 <
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tiköl
<tb>
A : ausgezeichnet ; B : gut ; C : schlecht
B.
Bewertung des Schmiervermögens verschiedener Schmieröle (Teil 1):
Als nächstes wurden verschiedene Schmieröle im Wälzlager des Dentalluftturbinenhandstücks (Fig. 1,2) verwendet, um ihr Schmiervermögen zu bewerten. Insbesondere wurde ein Schmieröl untersucht, das ein nicht trocknendes Pflanzenöl (extra feines Olivenöl) als Basisöl verwendet, um festzustellen, welche Effekte bezüglich Schmiervermögen, insbesondere hinsichtlich (i) des Hoch- geschwindigkeitsrotationsvermögens und (ii) der Rotationsausdauerzeit, in Abhängigkeit von unterschiedlichen Wälzkörpem und Käfigen auftreten würden.
Das Hochgeschwindigkeitsrotationsvermögen (i) wurde durch die Anzahl der Umdrehungen pro Minute (x104) erfasst, wobei das Schmieröl jeweils zuerst in das Dentalluftturbinenhandstück (Fig. 1, 2) eingebracht und dann dem Dentalluftturbinenhandstück Druckluft mit einem Druck von
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175 kPa (1,8 kg/cm2) und einer Zufuhrrate von 25 /Imin zugeführt wurde.
Die Rotationsausdauerzeit (ii) wurde durch die Zeit in Stunden erfasst, die verging bis die Rota- tion instabil wurde und die Drehzahl um 10 % (etwa 40 000 Umdrehungen pro Minute) abfiel wenn das Dentalluftturbinenhandstück kontinuierlich betrieben wurde, ohne dass zusätzliches Schmieröl während der Hochgeschwindigkeitsrotation zugeführt wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt: (a) in der Spalte Kugeln werden mit #SUS" Kugellager aus rostfreiem Stahl (SUS 440C) bezeichnet und mit den anderen Bezeichnungen werden erfindungsgemäss eingesetzte nichtmetallische, anorganische Kugeln bezeichnet ;
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mit Phenol ein poröses P¯R bezeichnet ; und (c) in der Spalte Öl wird mit Bio-Öl" extra feines Olivenöl und mit #Wasser" eine Wasser- schmierung bezeichnet.
Tabelle 4
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<tb> Kugeln <SEP> Käfig <SEP> Öl <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Leistungsvermögens
<tb>
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<tb> U/min <SEP> Rotationsausdauerzeit
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl <SEP> 39,0 <SEP> 2,00
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<tb>
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl <SEP> 42,0 <SEP> 0,10 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl <SEP> 42,0 <SEP> 0,10 >
<tb>
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<tb>
<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl <SEP> 41,0 <SEP> 0,10 >
<tb>
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 41,0 <SEP> 25,5
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 47,5 <SEP> 36 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 47,
5 <SEP> 36 <
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 47,0 <SEP> 36 <
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 38,0 <SEP> 23,5
<tb>
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 44,5 <SEP> 36 <
<tb>
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 44,5 <SEP> 36 <
<tb>
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 44,5 <SEP> 36 <
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 38,2 <SEP> 0,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 41,2 <SEP> 1,0 >
<tb>
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 41,2 <SEP> 1,0 >
<tb>
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 40,
2 <SEP> 1,0 >
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 40,2 <SEP> 8,50
<tb>
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 45,8 <SEP> 16 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 45,6 <SEP> 16 <
<tb>
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 45,1 <SEP> 16 <
<tb>
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 37,2 <SEP> 6,75
<tb>
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 42,6 <SEP> 16 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 42,6 <SEP> 16 <
<tb>
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 42,
6 <SEP> 16 <
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 39,0 <SEP> 1,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> massiv <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 42,0 <SEP> 3,0 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 42,0 <SEP> 3,0 >
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 41,0 <SEP> 3,0 >
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 41,0 <SEP> 17,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 46,5 <SEP> 24 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 46,5 <SEP> 24 <
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 46,
0 <SEP> 24 <
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<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb> Kugeln <SEP> Käfig <SEP> Öl <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Leistungsvermögens
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<tb> U/min <SEP> Rotationsausdauerzeit
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 38,0 <SEP> 14,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 43,5 <SEP> 24 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 43,5 <SEP> 24 <
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Fluoriertes <SEP> Öl <SEP> 43,5 <SEP> 24 <
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Wasser <SEP> 35,1 <SEP> 0,10 >
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10 >
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Wasser <SEP> 35,9 <SEP> 0,10 >
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Wasser <SEP> 35,9 <SEP> 0,10 >
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Wasser <SEP> 38,9 <SEP> 0,10 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Wasser <SEP> 38,9 <SEP> 0,10 >
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Wasser <SEP> 38,4 <SEP> 0,10 >
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Wasser <SEP> 34,2 <SEP> 0,10 >
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Wasser <SEP> 37,2 <SEP> 0,10 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Wasser <SEP> 37,2 <SEP> 0,10 >
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Wasser <SEP> 37,2 <SEP> 0,10 >
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C.
Bewertung des Schmiervermögens verschiedener Schmieröle (Teil 2):
Bezüglich des Bio-Öls (nicht trocknendes Pflanzenöl, extra feines Olivenöl), welches in dem oben beschriebenen Bewertungstest B hervorragende Schmiereigenschaften zeigte, wurde ein ähnlicher Test unter Verwendung eines Schmieröls durchgeführt, das von 100 Gewichtsteilen des Bio-Öls und 5 Gewichtsteilen eines ölabsorbierenden Polymers (#PW-170") gebildet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt, wobei in der Spalte Öl mit BiO-Öl" ein extra feines Olivenöl, mit BiO-Öl/A" ein Schmieröl, das aus einer Basisölkomponente (extra feines Olivenöl) und einem ölabsorbierenden Acrylpolymer (#PW-170") gebildet wurde, und mit Paraffinöl/A ein Schmieröl bezeichnet wird, das aus einem Paraffinöl und einem ölabsorbierenden Acrylpolymer (#PW-170") besteht. In Tabelle 5 haben die Bezeichnungen in den Spalten Kugeln und Käfig die gleiche Bedeutung wie oben in Verbindung mit Tabelle 4 erläutert wurde.
Tabelle 5
EMI7.2
<tb> Kugeln <SEP> Käfig <SEP> Öl <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Leistungsvermögens
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<tb> U/min <SEP> Rotationsausdauerzeit
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl <SEP> 42,0 <SEP> 0,10 >
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl <SEP> 41,0 <SEP> 0,10 >
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 41,0 <SEP> 25,5
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 47,5 <SEP> 36 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 47,
5 <SEP> 36 <
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Bio-Öl <SEP> 47,0 <SEP> 36 <
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 38,0 <SEP> 23,5
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 44,5 <SEP> 36 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 44,5 <SEP> 36 <
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Bio-Öl <SEP> 44,5 <SEP> 36 <
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Bio-ÖIIA <SEP> 39,0 <SEP> 3,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> massiv <SEP> Bio-ÖIIA <SEP> 42,0 <SEP> 3,5 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Bio-ÖIIA <SEP> 42,0 <SEP> 3,5 >
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Bio-Öl/A <SEP> 41,0 <SEP> 3,
5 >
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EMI8.1
<tb> Kugeln <SEP> Käfig <SEP> Öl <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Leistungsvermögens
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<tb> U/min <SEP> Rotationsausdauerzeit
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Bio-Öl/A <SEP> 41,0 <SEP> 110,25
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> BiO-Öl/A <SEP> 46,5 <SEP> 144 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Bio-ÖIIA <SEP> 46,5 <SEP> 144 <
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Bio-Öl/A <SEP> 46,0 <SEP> 144 <
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> BiO-Öl/A <SEP> 38,0 <SEP> 65,75
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Bio-ÖI/A <SEP> 43,5 <SEP> 96 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> BiO-Öl/A <SEP> 43,
5 <SEP> 96 <
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> BiO-Öl/A <SEP> 43,5 <SEP> 96 <
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 38,2 <SEP> 0,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 41,2 <SEP> 1,0 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 41,2 <SEP> 1,0 >
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 40,2 <SEP> 1,0 >
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 40,2 <SEP> 8,50
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 45,6 <SEP> 16 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 45,
6 <SEP> 16 <
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 45,1 <SEP> 16 <
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 37,2 <SEP> 6,75
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 42,6 <SEP> 16 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 42,6 <SEP> 16 <
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-Öl <SEP> 42,6 <SEP> 16 <
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<tb> SUS <SEP> massiv <SEP> Paraffin-ÖI/A <SEP> 38,2 <SEP> 1,00
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> massiv <SEP> Paraffin-ÖI/A <SEP> 41,2 <SEP> 1,0 >
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> massiv <SEP> Paraffin-ÖIIA <SEP> 41,2 <SEP> 1,
0 >
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<tb> Pyrex <SEP> massiv <SEP> Paraffin-Öt/A <SEP> 40,2 <SEP> 1,0 >
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<tb> SUS <SEP> porös <SEP> Paraffin-ÖI/A <SEP> 40,2 <SEP> 17,00
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> porös <SEP> Paraffin-ÖIIA <SEP> 45,6 <SEP> 24 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> porös <SEP> Paraffin-Öl/A <SEP> 45,6 <SEP> 24 <
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<tb> Pyrex <SEP> porös <SEP> Paraffin-ÖIIA <SEP> 45,1 <SEP> 24 <
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<tb> SUS <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-ÖIIA <SEP> 37,2 <SEP> 4,75
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<tb> Siliziumnitrid <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-ÖI/A <SEP> 42,6 <SEP> 8 <
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<tb> Zirkoniumoxid <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-ÖIIA <SEP> 42,
6 <SEP> 8 <
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<tb> Pyrex <SEP> Phenol <SEP> Paraffin-ÖI/A <SEP> 42,6 <SEP> 8 <
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