DE1295808B

DE1295808B - Werkstoff zur Herstellung von Gleitelementen von Kunststoff im Formgussverfahren

Info

Publication number: DE1295808B
Application number: DEF47901A
Authority: DE
Inventors: Ferch Alois
Original assignee: FENARO FERCH NABBEN ROMPELBERG
Current assignee: FENARO FERCH NABBEN ROMPELBERG
Priority date: 1965-12-11
Filing date: 1965-12-11
Publication date: 1969-05-22
Also published as: DE1295808C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff zur Herstellung von Gleitelementen aus Kunststoff im Formgußverfahren, der aus einem Gemisch aus einem alkalisch polymerisierenden Thermoplast und gesintertem Polytetrafluoräthylen besteht.
Bekannt ist bereits ein Werkstoff für Gegenstände mit guten Gleiteigenschaften, z. B. kleine Gleitlager, der folgendermaßen hergestellt wird: Ein vielfädiges Garn aus Polytetrafluoräthylen wird in Stücke von etwa 0,4 bis 1,6 mm Länge geschnitten, und die Stücke werden im Verhältnis von etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent in einer Trommel feinverteiltem Polyoxymethylendiacetat zugemischt. Aus der Mischung wird dann mittels eines Extruders bei etwa 200° C ein Strang von etwa 3 mm Durchmesser gepreßt, der wiederum in etwa 3 mm dicke Scheiben geschnitten wird. Diese werden in eine Spritzgußform eingetragen, wo sie bei etwa 220° C schmelzen und zu den erwähnten Gegenständen geformt werden. Die Fäden aus Polytetrafluoräthylen treten darin nicht mehr sichtbar in Erscheinung.
Ein anderer bekannter Werkstoff besteht überwiegend aus Polytetrafluoräthylen; er ist porös, und aus ihm werden Gegenstände durch spangebende Bearbeitung, z. B. Drehen oder Hobeln, hergestellt. Der Werkstoff wird wie folgt erzeuge: Blockartig vorliegendes gesintertes Polytetrafluoräthylen wird feinstgemahlen und 50 Teile dieses Mehles mit 50 Teilen eines ungesinterten Polytetrafluoräthylenmehles gemischt, darauf das Gemisch bei hohem Druck kalt in eine Ringform gepreßt und der Ring dann etwa 90 Minuten lang auf rund 360° C erhitzt, woraufhin sich eine Wasserkühlung bei 25° C anschließt. Der derart gesinterte Ring ist dann porös und sehr zäh, er läßt sich gut bearbeiten. Zur Ergänzung der Eigenschaften und/oder Erhöhung der Porosität kann dem Polytetrafluoräthylen vor dem Kaltpressen eine geringe Menge anderen feinen Materials zugegeben werden, z. B. Kupfer, Eisen, Graphit, Asbest, Ammoniumchlorid oder -nitrat, Paraffin, Polyäthylen. Die vier letztgenannten Stoffe lassen sich durch Wasser oder Wärme austreiben, und entsprechend große Poren bleiben zurück.
Schließlich ist noch ein Verfahren zur Herstellung geformter Kunststoffteile, insbesondere Lagerbüchsen, durch Spritzguß bekannt, welches darin besteht, daß eine Mischung aus thermoplastischem Kunststoff und körnigen makroskopischen Teilchen von Polytetrafluoräthylen bei einer Temperatur verarbeitet wird, die hoch genug ist, den Kunststoff plastisch zu machen, aber unterhalb des Schmelzpunktes des Polytetrafluoräthylens liegt. Bei dem fertigen Teil kann dann eine sehr dünne Schicht von der Oberfläche des Formteils abgenommen und dadurch der von den Polytetrafluoräthylenteilchen gebildete Anteil an der Gesamtoberfläche vergrößert werden. Das bekannte Verfahren bezieht sich allerdings nur auf die Herstellung geformter Kunststoffteile durch Spritzguß, wobei der flüssige Kunststoff in ein sogenanntes Nest eingespritzt wird, welches an seinem Eingang eine Einschnürung aufweist, die einen Durchmesser von etwa 0,6 bis 1,0 mm hat. Durch diese Einschnürung müssen die körnigen makroskopischen Teilchen nach dem bekannten Verfahren hindurchgehen, und es erscheint deshalb sehr fraglich, ob sich das Verfahren auf die Dauer störungsfrei durchführen läßt. Es besteht nämlich die Gefahr, daß sich die Teilchen von Polytetrafluoräthylen schließlich im Bereich der Einschnürung der Spritzgußform gegenseitig verklemmen und dadurch Verstopfungen hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch im Gießverfahren hergestellte Kunststoffblöcke bzw. große Kunststoff-Formstücke in ihrem Inneren gleichmäßig mit Teilchen aus Polytetrafluoräthylen zu durchsetzen.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht nach der Erfindung dadurch, daß bei einem Werkstoff der eingangs beschriebenen Art das Gemisch das Polytetrafluoräthylen in Form von Spänen oder Fasern enthält.
Die vorteilhafte Wirkung, die der neue Werkstoff hat, besteht nicht nur in der Möglichkeit des Fangens von Fremdkörpern und in der Verringerung der Reibungszahl, sondern er hat auch eine wesentlich vergrößerte Schmierwirkung, d. h., die Gleiteigenschaften des erfindungsgemäßen Werkstoffes sind wesentlich größer als bei bekannten Werkstoffen. Besonders wesentlich ist aber, daß das Polytetrafluoräthylen nicht einfach in Pulver- oder Grießform zugesetzt ist, sondern in Form von Spänen oder Fasern, die eine SperrigIe-wt od(» ,on. Rückstellvermögen haben. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß das an sich leichtere Polytetrafluoräthylen in dem noch flüssigen Polymerisat nicht aufschwimmt, sondern sich gegen die Wände des*>Iteaktionsgefäßes und gegen sich selbst verklemmt..uuad, verhakt, so:-daß es auch im unteren Teil des -Gefäßes, wo der Äüftrieb an sich am größten wäre, festsgehalten wird: ``Es hat sich gezeigt, daß das PAlymerisat auf diese,-,Weise ganz gleichmäßig mit dem Polytetrafluoräthylen durchsetzt werden kann. Vorstehendes gilt auch im umgekehrten Sinne, d. h. für-=die Verwenduüg von Polytetrafluoräthylen, welches schwerer ist als das flüssige Polymerisat und somit im Reaktionsgefäß zu Boden sinken würde. Schwereres Polytetrafluoräthylen ergibt sich, wenn-bei seiner Herstellung ein entsprechender Füllstoff verwendet wurde, z. B. Bleiglätte. Zweckmäßigerweise sind die Polytetrufluoräthylen-Späne oder -Fasern etwa 1 bis 3 mm breit, etwa 0,5 mm dick und bis zu etwa 15 mm lang.
In der als Beispiel gedachten Zeichnung ist schematisch ein Querschnitt durch einen stark vergrößerten Lagerschalenteil wiedergegeben, welcher die Beschaffenheit des Werkstoffes mit verbesserten Gleiteigenschaften rein äußerlich erkennen läßt. Die Masse des Formstückes besteht aus einer Mischung von kleinen Bereichen aus Polyamid 1 und aus Polytetrafluoräthylen 2. An der gebogenen Oberfläche der Lagerschale ist ein Fremdkörper 3 zu erkennen, der bereits teilweise in einen Abschnitt aus Polytetrafluoräthylen 2 eingebrochen ist. In einem anderen Abschnitt dieses Stoffes lagert bereits völlig verkapselt ein fremdes Partikelchen 4.

Claims

Patentansprüche: 1. Werkstoff zur Herstellung von Gleitelementen aus Kunststoff im Formgußverfahren, der aus einem Gemisch aus einem alkalisch polymerisierenden Thermoplast und gesintertem Polytetrafluoräthylen besteht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Gemisch das Polytetrafluoräthylen in Form von Spänen oder Fasern enthält.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polytetrafluoräthylen-Späne oder -Fasern etwa 1 bis 3 mm breit, etwa 0,5 mm dick und bis zu etwa 15 mm lang sind.