DE1629414A1

DE1629414A1 - Form piece with improved sliding properties made of plastic

Info

Publication number: DE1629414A1
Application number: DE19661629414
Authority: DE
Inventors: Alois Ferch
Original assignee: Fenaro Ferch & Co KG
Current assignee: Fenaro Ferch & Co KG
Priority date: 1966-09-02
Filing date: 1966-09-02
Publication date: 1971-02-04

Description

Formstück mit verbesserten Gleiteigenschaften aus Kunststoff Zusatz zum Patent ... (P 12 95 808.6-16) Gegenstand des Patents ... (Patentanmeldung P i2 95 808.6-16) ist ein Werkstoff zur Herstellung von Gleitelementen aus Kunststoff im Formgu#verfahren, der aus einem Gemisch aus einem alkalisch polymerisierenden Thermoplast und gesintertem Polytetrafluoräthylen besteht, wobei das Gemisch das Polytetrafluoräthylen in Form von Spänen oder Fasern enthält. Molded piece with improved sliding properties made of plastic additive to the patent ... (P 12 95 808.6-16) Subject matter of the patent ... (patent application P i2 95 808.6-16) is a material for the production of sliding elements made of plastic in the molding process, which consists of a mixture of an alkaline polymerizing Thermoplastic and sintered polytetrafluoroethylene, the mixture being the Contains polytetrafluoroethylene in the form of chips or fibers.

Aus diesem Werkstoff hergestellte Kunststoffblöcke bzw. gro#e Kunststoff-Formstücke sind in ihrem Inneren gleichnä#ig mit Teilchen aus Polytetrafluoräthylen durchsetzt. Hiermit ist die Wirkung verbunden, daß Fremdkörper leicht eingefangen und die weibungszahl verringert wird.. Auch hat der Werkstoff eine günstige ochmierwirkung, d.h., die Gleiteigenschaften sind wesentlich größer als bei anderen bekannten Werkstoffen. Besonders wichtig ist es, daß das. Polytetrafluoräthylen nicht einfach in.Plastic blocks or large molded plastic pieces made from this material are similarly interspersed in their interior with particles of polytetrafluoroethylene. This has the effect that foreign bodies are easily caught and the female figure is reduced .. The material also has a favorable lubricating effect, i.e. the Sliding properties are much greater than with other known materials. It is particularly important that the. Polytetrafluoroethylene not simply in.

Pulver- oder Grießform zugesetzt ist, sonder in Form von Spänen oder Fasern, die eine Sperrigkeit oder ein Rck.stellvermögen haben. Dadurch lä#t es sich nämlich erreichen, da# das an sich leichtere Polytetrafluoräthylen in dein noch flüssigen Polymerisat nicht aufschwimmt, sondersich gegen die Wände des Reaktionsgefä#es und gegen sich selbst verklemmt wnd verhaakt, so daß es auch im unteren Teil des Gefäßes, wo der Auftrieb an sich am größten wäre, festgehalten wird. bs hat siph gezeigt, daß das. Polymerisat auf diese Weise ganz gleichnä#ig mit dem Polytetrafluoräthylen' durchsetzt werden kann. Verstehendes gilt auch im umgekehrten Sinne, d. h. fiir die Verwendung 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. Nach dam Hauptpatent sind die Polytetrafluoräthylen-Späne oder- Fasern zweckmä#igerweise etwa 1 - mm breit, etwa 0,5 mm dick und bis zu etwa 15 nm lang.Powder or semolina is added, special in the form of chips or Fibers that have bulkiness or resilience. This makes it possible namely achieve that # the in itself lighter polytetrafluoroethylene in your still liquid polymer does not float, but against the walls of the reaction vessel and jammed against itself wnd hooked so that it is also in the lower part of the Vessel, where the buoyancy would be greatest, is held. bs has siph shown that the "polymer in this way is identical to the polytetrafluoroethylene" can be enforced. What is understood also applies in the opposite sense, i.e. H. for the use of polytetrafluoroethylene, which is heavier than the liquid Polymer and thus in the reaction vessel would sink to the bottom. Heavier polytetrafluoroethylene results when a suitable filler is used in its manufacture was, e.g. Black lead. According to the main patent, the polytetrafluoroethylene chips are or fibers expediently about 1 - mm wide, about 0.5 mm thick and up to about 15 nm long.

Das Hauptpatent enthält mit anderen Worten eine Lehre, wie der Werkstoffanteil an Polytetrafluoräthylen gleichmaßig über die ganze Gleitfläche des Formstückes vert-eilt werden kann. Diese Lehre wird durch die vorliegende Erfindung weiter ausgebildet.In other words, the main patent contains a teaching on how the material content of polytetrafluoroethylene evenly over the entire sliding surface of the fitting can be distributed. This teaching is further developed by the present invention.

Die Erfindung schlägt vor, daß der Werkstoffanteil des Formstückes an Polytetrafluoräthylen eine hin- und herverlaufende zusammenhängende Form aufweist, die sich, eingebettet in den alkalisch polymerisierenden Thermoplast, symmetrieachsengleich mit der Achse des Teiles, welches an dem Formstück gleiten soll, über bzw. durch das Formstück erstreckt und den vorgenannten gleitenden Teil insbesondere wenigstens teilweise umschlingt, so daß dieser an der zur Gleitseite hin gerichteten Oberfläche der Form aus Polytetrafluoräthylen und des dieser benachbarten Einbettungsstoffes aus alkalisch polymerisierendem Thermoplast anliegt und gleitet. Die hin- und lierverlaufende zusammenhängende Form aus Polytetrafluoräthylen ist bei in sich geschlossenen, zylindrischen @erkstücken, z.B. Lagerbüchsen, vorzugsweise 'lls Stirale ausgebildet, die den gleitenden Teil, zB. eine elle, ganz umschlingt.The invention proposes that the material portion of the molded piece on polytetrafluoroethylene has a back and forth continuous shape, which, embedded in the alkaline polymerizing thermoplastic, have the same axis of symmetry with the axis of the part which is to slide on the fitting over or through the shaped piece extends and the aforementioned sliding part in particular at least partially wraps around, so that this is on the surface facing the sliding side the form made of polytetrafluoroethylene and the embedding material adjacent to it made of alkaline polymerizing thermoplastic rests and slides. The back and forth running contiguous Polytetrafluoroethylene form is inherent in closed, cylindrical pieces, e.g. bearing bushes, preferably as a spiral formed that the sliding part, e.g. an elle, completely embraced.

Auf icse @eise ergibt sich ein Formstück mit den gleichen verbebserten Gleiteigenschaften wie beim Gegenstand des Haupt-. natents, jedoch it dem zusätzlichen Vorteil eines wählbaren Verhältnisses zwischen dem Oberflächenteil an Thermoplast und demjenigen an Polytetrafluoräthylen, gemessen über die ganze wirksame Gleitfläche. Die Zicksacklinie bzw. Spirale kann enger oder weiter ausgfeführt werden, je nachdem, welche Gleiteigenschaften erzielt werden sollen bzw. welche Fremdkörpermenge zu erwarten ist. In Betrieben mit hohem Staubanfall ist mit mehr eingedrungenen Fremdkörpern zu rechnen als in staubfreien Betrieben, und dementsprechend muß aort.riie Möglichkeit zum Einfangen von Fremdkörpern in Lagern erhöht werden. Dies könnte durck Verbreiterung des Spiralendrahtes und/oder durch Verringerung der Spiralensteigung und damit Häufung des Anteiles an lolyt etrafluoräthylen pro Oberflächeneinheit geschehen.On icse @eise you get a fitting with the same improved Sliding properties as with the subject of the main. natents, but with the additional Advantage of a selectable ratio between the surface part of thermoplastic and that of polytetrafluoroethylene, measured over the entire effective sliding surface. The zigzag line or spiral can be made narrower or wider, depending on which sliding properties are to be achieved and what amount of foreign bodies to be achieved is expected. In factories with high levels of dust, more foreign bodies have penetrated to be expected as in dust-free operations, and accordingly aort.riie possibility for trapping foreign bodies in bearings. This could be done by widening of the spiral wire and / or by reducing the spiral pitch and thus accumulation the proportion of lolyte etrafluoroethylene per surface unit happen.

Die Herstellung einer hin- und herverlaufenden Form bzw. Spirale aus Polytetrafluoräthylen ist durchaus möglich, beispielsweise durch Pressen bei seiner Sintertemperatur. Ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Polytetrafluoräthylen besteht darin,- kolloidales Polytetrafluoräthylen mit normalerweise flüssigen Schmiermitteln zu überziehen, zu koagulieren und anschließend durch Wärme- und /oder Druckanwendung, beispielsweise durch Sintern des Formteiles bei einer Temperatur oberhalb von 3270 C, die-koagulierten kolloidalen Teilchen zum Zusammenhaften zu bringen, -wobei d-as Schmiermittel entweder durch Ausdampfen oder mittels chemischer Läsungsmittel entfernt wird. Die nach diese bekannten Verfahren hergestellten, aus zusammenhaftenden kolloidalen Polytetrafluoräthylenteilchen b-estehenden Formteile sind bruchsicherer als einfach gesinterte Formteile. Sie haben zwar den Nachteil geringer Ma#genauigkeit, da sich durch den bei Austreibung des Schmiermittels auftretenden Schwund keine engen Toleranzen einhalten lassen, aber dies ist f-iir den erfindungsgsmä#en Zweck unerheblich.The production of a reciprocating shape or spiral Polytetrafluoroethylene is quite possible, for example by pressing at his Sintering temperature. Another known method of making molded parts from polytetrafluoroethylene consists of - colloidal polytetrafluoroethylene with normally liquid lubricants to coat, coagulate and subsequently by applying heat and / or pressure, for example by sintering the molded part at a temperature above 3270 C, the coagulated colloidal particles to stick together, -which the lubricant either by evaporation or removed with chemical solvents. According to this known method produced, from cohesive colloidal polytetrafluoroethylene b-existing Molded parts are more unbreakable than simply sintered ones Molded parts. she Although they have the disadvantage of low dimensional accuracy, as they are caused by the expulsion the shrinkage occurring in the lubricant do not allow tight tolerances to be observed, but this is irrelevant for the purpose of the invention.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Querschnitt des Spiralendrahtes kreisrund oder oval sein; eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, da# der Querschnitt des Spiralendrahtes trapezförmig und die Einbettung in die Grundmasse aus Thermoplast nach Art einer Schwalbenschwanz-VerzaFfung vorgenommen ist. According to one embodiment of the invention, the cross section of the Spiral wire be circular or oval; another embodiment is thereby marked because # the cross-section of the spiral wire is trapezoidal and the embedding made in the thermoplastic matrix in the manner of a dovetail joint is.

Die Herstellung geformter Kunststoffteile, insbesondere Lagerbüchsen, unter Verwendung von Polytetrafluoräthylen zur Erzielung verringerter Reibungskoeffizienten ist an sich bekannt (deutsche Patentschrift 1 078 319). Allerdings handelt es-sich dabei um ein Spritzgußverfahren, bei dessen Durchführung eine Mischung aus thermoplastischem Kunststoff und körnigen makroskopischen Teilchen von Polytetrafluoräthylen bei einer emperatur verarbeitet wird, die hoch genug ist, den Kunststoff plastisch zu machen, aber unterhalb des Schmelzpunktes des Polytetrafluoräthyle',ns liegt. Die Mischung kann bis zu 60-Gewichtsprozent vorgesintertes pulverisiertes Polytetrafluoräthylen- enthalten, wobei die Körnchen einen Durchmesser zwischen 0,4 und 0,8 mm aufweisen. Das bekannte Verfahren mag sich auch durchaus bei Spritzguß bewahrt haben, weil dort das Problem des Aufschwimmens der Teilchen aus Polytetrafluoräthylen nicht auftritt. Bei der Herstellung von Formstücken mittels alkalischer Polymerisation son Thermoplasten im Wege des Zusammengießens zweier aktivierter komponenten ist das bekannte Verfahren jedoch nicht anwendbar, weil eine gleichmäßige Verteilung des Füllstoffes im Thermoplast wegen-der Aufschwimmtendenz der Füllstoffteilchen ausgeschlossen wäre. Hier muß eine Maßnahme ergriffen werden, die das Aufechwimmen verhindert, wie es die Erfindung nach dem Hauptpatent ganz grundsätzlich lehrt, wohei die vorliegende Erfindung den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, daß die für eine gleitende Berührung mit dem Werkstrick überhaupt nicht in -Betr'acht kommenden Werkstückbereiche auch nicht mit Polytetrafluoräthylen gemischt zu werden brauchen. Dies -verbessert die Maßhaltungse igenschaften des Werkstüches an seinen Einbaustellen, da das Polytetrafluoräthylen bei gewissen Temperaturbedingungen zum Wachsen und zu entsprechenden Abmessungsveränderungen neigt. The production of molded plastic parts, especially bearing bushes, using polytetrafluoroethylene to achieve reduced coefficients of friction is known per se (German patent specification 1,078,319). However, it is This involves an injection molding process in which a mixture of thermoplastic is used Plastic and granular macroscopic particles of polytetrafluoroethylene at one temperature is processed that is high enough to make the plastic plastic, but below the melting point of the polytetrafluoroethylene ', ns. The mixture can contain up to 60 percent by weight of pre-sintered powdered polytetrafluoroethylene The granules have a diameter between 0.4 and 0.8 mm. The known method may well have been used with injection molding because there the problem of the floating particles of polytetrafluoroethylene does not exist occurs. In the production of molded parts by means of alkaline polymerisation Son is thermoplastic by pouring two activated components together however, the known method cannot be used because it is uniformly distributed of the filler in the thermoplastic because of the floating tendency of the filler particles would be excluded. Here a measure must be taken, the floating prevents, as the invention according to the main patent teaches in principle, wohe the present invention has the additional advantage that the for a sliding contact with the knitting of the work does not come into consideration at all Workpiece areas also do not need to be mixed with polytetrafluoroethylene. This improves the dimensional properties of the workpiece at its installation sites, because the polytetrafluoroethylene grows and under certain temperature conditions tends to corresponding dimensional changes.

In der als Beispiel gedachten Zeichnung ist schematisch ein Querschnitt durch eine zylindrische Lagerbüchse wiedergegeben, welche eine axiale Bohrung 1 zur Aufnahme einer nicht dagestellten Welle aufweist. Die Masse 2 des Formstückes besteht aus Polyamid. In diesen Grundwerkstoff ist, angrenzend an die Oberfläche der Bohrung 1, eine vorgefertigte Spirale 3 aus Polytetrafluoräthylen derart eingebettet, daß ein Teil der Spirale ursprünglich in das Innere der Bohrung 1 hineinragt, und dieser Teil ist nachträglich durch Abdrehen entfernt worden, so daß sich ein verhältnismäßig breites Band als steigende Wendel von einem zum anderen-Ende-der Bohrung hinzieht. Der Querschnitt des-Spiralendrahtes ist entweder rund oder bei einer anderen Ausführungsform trapezförmig. In jedem Falle ergibt sich eine hinterschnittene Nut im Grundwerkstoff zur Aufnahme des eingebetteten Teils aus Polytetrafluoräthylen und somit eine sichere Verankerung. Im Falle des trapezförmigen Spiralendraht-Querschnittes entspricht die Einbettung einer -Schwalb-enschwanz-Ver--zapfung.In the drawing intended as an example, a cross-section is shown schematically reproduced by a cylindrical bearing bush, which has an axial bore 1 for receiving a not shown shaft. The mass 2 of the fitting is made of polyamide. This base material is adjacent to the surface the bore 1, a prefabricated spiral 3 made of polytetrafluoroethylene embedded in such a way that part of the spiral originally protrudes into the interior of the bore 1, and this part was subsequently removed by turning off, so that a relatively broad band as a rising helix from one end of the bore to the other. The cross-section of the spiral wire is either round or in another embodiment trapezoidal. In any case, there is an undercut groove in the base material to accommodate the embedded part made of polytetrafluoroethylene and thus a safe Anchoring. In the case of the trapezoidal spiral wire cross-section the embedding of a dovetail joint.

Bei' der Herstellung eines erfind,ungsgemäßen' Formstückes wird so vorgegangen, daß zuerst die vorgefertigte Zickzackform bzw. Spirale in die Gießform für den alkalisch polymerisierenden Thermoplasten eingelegt und dann die zur Bildung des Thermoplasten bestimmten flüssigen Kunsts'toffkompönenten in die Form eingeleitet werden. Die Flüssigkeit umschließt dabei den Polytetrafluoräthylenteil und bettet ihn ein. Durch Abdrehen wird dessen Oberfläche nach dem Verfestigen des Eormsttickes an der Gleitfläche freigelegt.In 'the production of a molded piece according to the invention' so proceeded that first the prefabricated zigzag shape or spiral in the mold for the alkaline polymerizing thermoplastic and then the for formation of the thermoplastic certain liquid Kunsts'toffkompönenten introduced into the mold will. The liquid encloses the polytetrafluoroethylene part and embeds it him a. Turning it off becomes its surface after solidifying of the Eormsttickes exposed on the sliding surface.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolganden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in. beliebigen Kombinationen untereinander fiir die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The in the above description, in the drawing and in the subsequent patent claims disclosed features of the subject of the application can both individually and in any combination with one another for the realization be essential to the invention in its various embodiments.

PatentansprücheClaims

Claims

Claims 1. Form piece made of a material for production of sliding elements made of plastic in the molding process, which consists of a 'mixture of an alkaline polymerizing thermoplastic and sintered polytetrafluoroethylene consists, d mixture the polytetrafluoroethylene in the form of chips or fibers contains, according to patent ... (patent application P 12 95 808.6-16), characterized in that that the material shell (3) of the molded piece of polytetrafluoroethylene a back and forth continuous coherent form which, embedded in the alkaline polymerizing Thermopl. lst (2), the same axis of symmetry as the axis of the part, which is to slide on the fitting, extends over the Formstilek and the aforementioned sliding part in particular at least partially wraps around, so that this at the surface of the mold made of polytetrafluoroethylene facing the sliding side and the embedding material adjacent to this made of alkaline polymerizing thermoplastic rests and slides.

2. Molding according to claim 1, characterized in that the back and continuous continuous shape made of polytetrafluoroethylene when closed in itself Workpieces, e.g. B. bearing bushes, designed as a spiral (3), which the sliding Part, e.g. B. a wave, completely wrapped around.

3. Molding according to claim 1 and 2, characterized in that the Cross section of the spiral wire (3) is circular or oval.

4. Molding according to claim 1 and 2, characterized in that the Cross section of the spiral wire (3) trapezoidal and the.

Embedding in the base material (2) made of thermoplastic in the manner of a Schvwalben8chwanz-terzapfUng is made. t - Blank page