DD238812B1

DD238812B1 - Verfahren zur herstellung von schmier-, gleit- und antisreadschichten auf lager- und gleitelementen von uhren

Info

Publication number: DD238812B1
Application number: DD27782985A
Authority: DD
Inventors: Armin Ferse; Klaus Lunkwitz; Dietmar Handte; Reimund Herrmann; Guenther Gruebel; Joachim Stauch
Original assignee: Ruhla Uhren Veb K
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1988-02-10
Also published as: DD238812A1; DD238812C2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit-und Antispreadschichten auf Lager-und Gleitelementen von Uhren, insbesondere auf nichtmetallischen und metallischen Lager- und Gleitelementen von Uhren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die DE-PS 31 06184 betrifft ein Verfahren zur Schmierung von Gleitstellen, Lagern, Hand-und Winkelstucken und Turbinenlagern mit hohen Drehzahlen. Verwendet werden zwei Schmiermittel, wovon das eine ein Polymer und das andere ein Ol eventuell in Verbindung mit Additiven ist. Dabei wird auf die Schmierstelle das Polymer, insbesondere ein Fluorpolymer aus einer Losung mit 0,1 bis 10% des Polymers aufgebracht und anschließend mit einem polaren Ol geschmiert Im einzelnen werden die entfetteten Lager und Getnebeteile der Antriebe usw. in eine Losung eines Kunststoffes, ζ Β. einer Fluorpolymerlosung mit einem Masseanteil von 0,1 bis 10^:Όgetaucht. Nach Abdunsten des leicht fluchtigen Losungsmittels verbleibt auf den Flachen der Lager und Ge'nebe ein Kunststoff-Filrr. Der Kunststoff-Film hat die Eigenschaft, nachträglich eingebrachte Schmiermittel zu halten

Fur die Herstellung des Kunststoff-Filmes können herkömmliche bekannte Epilamisierungsmittel verwendet werden Das Gemisch aus gelöstem Kunststoff und Losungsmitteln kann daruberhinaus durch Sprühen aufgebracht werden. Das vorstehend genannte Fluorpolymer ist beispielsweise f jr die Uhrenindustrie nicht anwendbar, da ζ B Polymerfeinstpulver mit einer Korngroße unter 1 μνη mit einem Ultratouraxmhrer suspendiert werden kann, aber nach Verdunsten des Losungsmittels ein fleckiger Überzug entsteht Weiterhin wird Oei den m der feinmechanischen Industrie üblichen Reimgungsvorgangen das genannte Fluorpolymer sehr leicht von der Oberflache abgewaschen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Schmier-, Gleit- und Antispreadschicht herzustellen, die gegen die Losungswirkung von Reinigungs- und Schmiermitteln bestandig ist

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung I egt die Aufgabe zugrunde, sin Ve^rfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten zu entwickeln, welches bei Lager- und Gleitelementen metallischer und nichtmetallischer Art anwendbar ist, nach Anwendung bei Lagerelementen das Kriechen oder Spreiten von Schmiermitteln verhindert und bei Gieitelmenten den Reibungswiderstand verringert

Erfindungsgemaß wird dies dadurch erreicht daß ein Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetrafluorethylen entsteht, aufgedampft oder in einer Losung von Trifluortrichlorethan oderTrifluordibromethan mit einem Haftvermittler auf der Basis von Silanen aufgebracht wird. Das Gemisch wird vorteil hafterweise in einer Konzentration im Losungsmitte von 0,5 bis 10 g/1 verwendet Weiter ist von Vorteil, als Haftvermittler Aminopropyltriethoxysilan einzusetzen

Ausführungsbeispiel

Das erfmdungsgemaße Verfahren zur Herstellung von Scnmier-, Gleit- und Antispreadschichten und dessen Anwendung soll nachstehend an Hand von Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert werden

Das Losen von Fluorkunststoffen η geeigreten Losungsmitteln und das anschließende Aufbringen auf Lagerteilen und ahnlichem zur Verbesserung der Schmierwirkung ist laut Stand der Technik bekannt. Dabei war bisher die Löslichkeit von Fluoralkanen und Fluoralkenen nur bis zu einer Kettenlange von IOC-Atomen bekannt. Mit dem Verfahren wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten fur die Uhren Industrie geschaffen, bei dem ein Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetrafluorethylen entsteht, verwendet wird Im einzelnen lauft das Verfahren in folgenden Schritten ab

Als erstes erfolgt die Herstellung des Perfluoralkan/Perfluoralken-Gemisches nach bekannten Verfahren durch Bestrahlung von Polytetrafluorethylen. Dieses Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen und Perfluoralkenen wird in einer Lösung von Trifluortrichlorethan mit einer Konzentration von 0,5 bis 10g/l gelost. Es können dabei chemisch einheitliche Substanzen oder Gemische homologer Reihen eingesetzt werden. Dieser Lösung wird ein Haftvermittler auf der Basis von Silanen zugesetzt. Dabei kann es sich beispielsweise um Aminopropyltriethoxysilan handeln.

Anstelle der verwendeten Lösung von Trifluortrichlorethan kann als weiteres Lösungsmittel Trifluordibromethan eingesetzt werden. In diese hergestellte Lösung werden im Anschluß die Teile, beispielsweise Lagerelemente von Uhren, getaucht. Ebenso können die Teile mit dieser Lösung besprüht werden. Eine weitere Möglichkeit ist es, das Perfluoralkan/Perfluoralken-Gemisch auf die Teile aufzudampfen. Nach Verdampfen des Lösungsmittels bzw. nach Trocknen der Teile ergeben sich ausgezeichnete Effekte bei der Epilamisierung von Uhrenteilen. Beispielsweise haben die aus dieser Losung abgeschiedenen Schichten eine Dicke, die im nm-Bereich liegt. Damit werden keine Toleranzen derfeinwerktechnischen Bauteile gefährdet. Ein besonderes Verfahren zur Fixierung der Überzüge auf den verschiedenen Teilen von Uhren ist nicht erforderlich. Die Überzüge aus dem

auf glatten Oberflachen dauerhaft und verleihen ihnen sehr gute oleophobe Eigenschaften.

Bei Gleitelementen wird nach Aufbringen der Schicht eine merkliche Verringerung des Reibungswiderstandes erreicht. Ein weiterer überraschender Effekt ist die mögliche Anwendung sowohl bei nichtmetallischen als auch bei metallischen Teilen. An verschiedenen Beispielen soll die Anwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten im einzelnen erläutert werden.

Beispiel 1

In eine 0,23%ige Losung eines Gemisches von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen des Siedebereiches 295'C bis 352 ⁰C(A C₂o bis C₂₅) in Trifluortrichlorethan und einem Haftvermittler, ζ. B. Aminopropyltriethoxysilan, werden die zu beschichtenden Einzelteile getaucht. Nach Abtropfen und Verdunsten des Lösungsmittels ist die Oleophobschicht auf den glatten Metall-, Glas-, Kristall- oder Plastoberflächen fixiert. Die Oberflächenspannung der so behandelten Teile liegt unter 1,8 x 10~⁵N/cm. In Langzeitversuchen bis zu 2 Jahren wurde kein Trockenlaufen von Lagern festgestellt. Auch nach 6maligem Waschen mit Trichlorethylen und Ultraschallbehandlung bleibt die Oleophobierungswirkung und bei den Gleitelementen die Verringerung des Reibungswiderstandes erhalten.

Beispiel 2

Eine 0,32%ige Lösung eines Gemisches von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen des Siedebereiches 225°C bis 300⁰C (=C,₅ bis C₂₀) in Trifluordibromethan unter Zusatz des Haftvermittlers wurde auf zu beschichtende Teile aus Metall, Glas, Kristall oder Plast gesprüht. Nach Verdunsten des Lösungsmittels beträgt die Oberflächenspannung der so behandelten Teile weniger als 1,85 χ 10~⁵N/cm. In Langzeitversuchen ergaben sich die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1.

Beispiel 3

Ein Gemisch von Perfluoralkanen und Perfluoralkenen im Siedebereich über 35O⁰C (= größer als C₂₅) wird auf die zu beschichtenden Einzelteile aufgedampft. Die Uberzugsschicht haftet fest auf den Substraten. Die so beschichteten Einzelteile haben eine Oberflachenspannung von weniger als 1,8 χ 10"⁵N/cm. In Langzeitversuchen ergaben sich die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1.

Durch das erfindungsgemaße Verfahren wird erreicht, daß die zur Schmierung aufgebrachten Öle nicht völlig abgestoßen werden, sondern in den Lagern fixiert bleiben und dort ihre Schmierwirkung entfalten. Weiterhin sind die nach Verdunsten des Losungsmittels erzeugten Schichten des Gemisches aus Perfluoralkanen und Perfluoralkenen gegen die Lösungswirkung von Reinigungsmitteln, wie z.B. Trichlorethylen, auch unter Einwirkung von Ultraschall bestandig und werden von den zur Schmierung eingesetzten Ölen nicht gelost.

Aufeinander gleitenden Elementen verleihen die aufgebrachten Schichten sehr gute antiadhäsiveund Gleiteigenschatten. Die Gleitelemente erhalten dadurch eine Gleitreibungszahl zwischen 0,01 und 0,2. Es besteht kein Unterschied zwischen dem dynamischen und dem statischen Reibungskoeffizienten. Diese ausgezeichneten Effekte macht man sich z. B. bei der Anwendung in der Schaltmechanik bei der Datumsanzeige von Uhren zunutze. Durch die erzeugten mikroskopisch feinen Schichten erfolgt ohne Anwendung von Schmiermitteln eine hemmungsfreie Schaltung. Beispielsweise verringert sich bei der Datumsschaltung von Uhren die aufgewendete Kraft zur Weiterschaltung der Datumsscheibe um 60%.

Zusammenfassend ist mit dem vorgeschlagenen Verfahren und den dadurch im Endeffekt erzeugbaren Schichten bei metallischen und nichtmetallischen Teilen einmal eine Fixierung von Schmiermitteln in Lagern möglich und zum anderen wird der Reibungswiderstand von Elementen, die ohne Schmierung aufeinander gleiten, herabgesetzt.

Das Verfahren ist besonders in der Uhrenindustrie, aber auch bei anderen feinwerktechnischen Ausrüstungen einsetzbar. Ein besonderer Vorteil der Anwendung besteht darin, daß beide vorstehend erläuterten Effekte gleichzeitig in einem Gerat an den entsprechenden Stellen erzielt werden. Die Erzeugung der Schichten kann somit fur beide Effekte in einem technologischen Schritt erfolgen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schmier-, Gleit- und Antispreadschichten auf Lager- und Gleitelementen von Uhren, bei dem eine Fluorkohlenstoff-Verbindung verwendet wird, gekennzeichnet dadurch, daß ein Gemisch von hohermolekularen Perfluoralkanen, wie es bei der bekannten Bestrahlung von Polytetrafluorethylen entsteht, aufgedampft oder in einer Lösung von Trifluortrichlorethan oder Trifluordibromethan mit einem Haftvermittler auf der Basis von Silanen aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Konzentration des Gemisches im Lösungsmittel von 0,5 bis 10g/l verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Haftvermittler Aminopropyltriethoxysilan eingesetzt wird.