DE102004049492B4

DE102004049492B4 - Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern

Info

Publication number: DE102004049492B4
Application number: DE102004049492A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Kunze; Friedrich Döppelheuer; Heiko Döppelheuer
Original assignee: GLEITLAGER und METALLVERARBEIT; GLEITLAGER und METALLVERARBEITUNG GmbH
Current assignee: GLEITLAGER und METALLVERARBEIT; GLEITLAGER und METALLVERARBEITUNG GmbH
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: DE102004049492A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern aus Kunststoff, Kunststoffgemischen und Verbundwerkstoffen aus Kunststoff und Füllstoffen, wobei neben den bekannten Füllstoffen oder allein, weitere Füllstoffe im Gleitlagerwerkstoff befindlich sind, die nahezu vollständig oder vollständig pyrolisierte Fasern, wie Naturfasern oder synthetische Fasern sind, welche gebrochen und/oder laminiert geordnet und/oder wirr und/oder als Trägermaterial in Form von Gewebe, Gestrick, Geflecht oder Vlies im Gleitlagerwerkstoff enthalten sind und dass die Füllstoffe aus pyrolisierten Fasern einen Anteil von 5 bis 25 Gewichtsprozenten an der Kunststoffmasse oder der Kunststoffgemischmasse des Gleitlagers ausmachen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlagerwerkstoff ganz oder teilweise oder die Gleitlagerhalbzeuge oder die fertigen Gleitlager auf ihrer Gleitfläche gleichmäßig mit energiereicher Strahlung wie Elektronenstrahlen und/oder Gammastrahlen in einer Dosis von 50 bis 1000 kGy oder einer noch höheren Dosis behandelt worden sind und/oder dass diese mit einem Schwer-Ionen-Beschuss behandelt worden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern aus thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff, Kunststoffgemischen und Verbundwerkstoffen aus Kunststoff und Füllstoffen sowie von Gleitlagerhabzeugen und Gleitlagerwerkstoffen.
Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern dieser Art, wobei die so hergestellten Gleitlager nur zum Einsatz für niedrig oder mittelschwer belastete Anwendungszwecke geeignet sind.
Bekannt ist auch ein Herstellungsverfahren für Gleitlager bei welchem dem Gleitlagerwerkstoff Graphit zugesetzt ist um damit die Gebrauchs- und Gleiteigenschaften der Gleitlager zu verbessern. Nachteilig ist daran, dass so hergestellte Gleitlager nicht für höhere Beanspruchungen und höhere Qualitätsanforderungen geeignet sind.
Bekannt ist weiterhin, dass eine Vielzahl von Kunststoffen, wie z.B. Polypropylen oder Polyethylen wegen ihrer ungenügenden tribologischen und thermischen Eigenschaften zur Verwendung als Lagermaterial als dafür ungeeignet gelten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Gleitlager mit weiter verbesserten tribologischen Eigenschaften, wie Gleit- und Verschleißverhalten sowie einer höheren Temperaturbeständigkeit und eines verbesserten Kriechverhaltens zu schaffen.
Insbesondere sollen dafür auch nach dem Stand der Technik als ungeeignet geltende Kunststoffe und Halbzeuge daraus, wie z.B. Polypropylen oder Polyethylen, durch Modifizierung deren Ausgangswerkstoffe für die Gleitlager und/oder einer speziellen Gleitfächenbehandlung derselben und/oder Zusatz weitere geeigneter Stoffe, verwendbar gemacht werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie mit dem Patentanspruch angegeben gelöst.
Das Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern, von Gleitlagerhalbzeugen oder von Gleitlagerwerkstoffen ist charakterisiert durch die Bestrahlung der fertig bearbeiteten Gleitlager oder der Ausgangswerkstoffe für die Herstellung derselben, wobei als geeignet bekannte Kunststoffe oder Kunststoffgemische und/oder Verbundwerkstoffe aus Kunststoffen, Füllstoffen und Trägermaterialien verwendet werden oder aber auch solche als dafür ungeeignet geltender Kunststoffe wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen.
Im Gleitlagerwerkstoff allein oder neben bekannten Füllstoffen, sind weitere Füllstoffe im Gleitlagerwerkstoff befindlich, die pyrolisierte Fasern, insbesondere solche aus Naturfasern sind, welche nahezu vollständig oder vollständig carbonisiert sind und welche gebrochen und/oder laminiert geordnet und/oder wirr und/oder als Trägermaterial in Form von Gewebe, Gestrick, Geflecht oder Vlies im Gleitlagermaterial, gleichmäßig oder annähernd gleichmäßig in demselben verteilt, enthalten sind.
Die Menge der pyrolisierten Fasern beträgt dabei 5 bis 25 Gewichtsprozente an der Gleitlagerwerkstoffmasse.
Die Gleitlagerreibfläche kann dabei mit einer Gleitschicht beschichtet sein, die einen höheren Anteil pyrolisierter Fasern aufweist.
Der Gleitlagerwerkstoff oder das Gleitlagerwerkstoffgemisch oder die Gleitlagerschalen oder die Gleitlagerbuchse oder die Gleitschicht derselben wird dabei mit ernergiereicher Strahlung, wie mit Elektronen- und/oder Gammastrahlen bestrahlt und/oder diese Werkstoffe, Halbzeuge oder Gleitlager sind einem Schwer-Ionen-Beschuss ausgesetzt worden.
Es können aber auch die Gleitlagerausgangmaterialien bzw. -stoffe, wie z.B. Granulat, mit oder ohne Füll- und/oder Zusatzstoffen wie z.B. Vernetzungsmitten, so bestrahlt werden, die dann allein oder im Gemisch mit unbestrahlten Gleitlagerausgangsmaterialien zu Gleitlagern weiter verarbeitet werden.
Die Strahlendosis beträgt dabei vorzugsweise 50 bis 1000 kGy. Sie kann aber auch je nach Gleitlagerwerkstoff und unter Beachtung der Wärmeabsorbtion etwa 20% höher sein.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern ist es nunmehr möglich, auch aus, als dafür bisher ungeeignet geltenden Rohstoffen, Ausgangsmaterialien oder Halbzeugen, leistungsfähige Gleitlager sehr rationell herzustellen.
So hergestellte Gleitlager weisen wesentlich verbesserte tribologische Eigenschaften, wie Gleit- und Verschleißverhalten, höhere Temperaturbeständigkeit sowie ein verbessertes Kriechverhalten auf, was für Gleitlager sehr wesentliche Gebrauchseigenschaften sind.
Nachstehend wird die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Die Lagerschalen für eine hochbeanspruchte Wellenlagerung einer Landmaschine sind aus duroplastischem Kunststoff mit einem Anteil von 20 Gewichtsprozenten pyrolisierter Kokosfasern hergestellt.
Die Gleitflächen bzw. die Laufflächen der Lagerschalen wurden mit Gammastrahlen in einer Dosis von 800 kGy mittels einer Bestrahlungsanlage mit Skanner und Drehvorrichtung gleichmäßig bestrahlt.
Beispiel 2
Das Kunststoffgranulat aus bisher als dafür ungeeignet erachtetem Polyethylen für die Herstellung einer Lagerbuchse zur Verwendung in einer Tauchpumpe mit geringer Beanspruchung im Heimwerkerbereich wird mit Elektronenstrahlung in einer Dosis von 200 kGy bestrahlt. Das so bestrahlte Granulat wird zu gleichen Teilen mit unbestrahltem Granulat vermischt und zur Lagerbuchse geformt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern aus Kunststoff, Kunststoffgemischen und Verbundwerkstoffen aus Kunststoff und Füllstoffen, wobei neben den bekannten Füllstoffen oder allein, weitere Füllstoffe im Gleitlagerwerkstoff befindlich sind, die nahezu vollständig oder vollständig pyrolisierte Fasern, wie Naturfasern oder synthetische Fasern sind, welche gebrochen und/oder laminiert geordnet und/oder wirr und/oder als Trägermaterial in Form von Gewebe, Gestrick, Geflecht oder Vlies im Gleitlagerwerkstoff enthalten sind und dass die Füllstoffe aus pyrolisierten Fasern einen Anteil von 5 bis 25 Gewichtsprozenten an der Kunststoffmasse oder der Kunststoffgemischmasse des Gleitlagers ausmachen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlagerwerkstoff ganz oder teilweise oder die Gleitlagerhalbzeuge oder die fertigen Gleitlager auf ihrer Gleitfläche gleichmäßig mit energiereicher Strahlung wie Elektronenstrahlen und/oder Gammastrahlen in einer Dosis von 50 bis 1000 kGy oder einer noch höheren Dosis behandelt worden sind und/oder dass diese mit einem Schwer-Ionen-Beschuss behandelt worden sind.
Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe, solche als für Lagerwerkstoffe ungeeignet geltend, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen sind.
Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern aus Kunststoff, Kunststoffgemischen und Kunststoffverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoffmasse pyrolisierte Fasern in einer Menge von 5 bis 25 Gewichtsprozenten zugesetzt werden und sodann gleichmäßig in der Werkstoffmasse verteilt werden und zu Lagern wie Lagerschalen oder Lagerbuchsen geformt werden.
Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern aus Kunststoff, Kunststoffgemischen und Kunststoffverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlagerwerkstoff im Rohzustand, wie als Granulat oder als Halbzeug oder als Formteil mit energiereicher Strahlung wie Elektronenstrahlung oder Gammastrahlung oder mit Schwer-Ionen-Beschuß behandelt wird, wobei die Strahlendosis 50 bis 1000 kGy oder bis zu 20% mehr beträgt.