DE1926586A1

DE1926586A1 - Verbundstoffe mit Mosaikstruktur als Lagerbauteile mit Eigenschmierwirkung

Info

Publication number: DE1926586A1
Application number: DE19691926586
Authority: DE
Inventors: Ostrowski Leon John; Schaefer William Leander
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1971-04-08
Also published as: NL6907979A; BR6907487D0; GB1260494A; BE733546A; FR2009369A1

Description

r Pass, Rechsanwa!+ München,

Gan. VoIIm. (HL-Nr. 52/64) Dr.Wg./wo

der Fa, DOW. CORNING Corp. «Τ*

Dr Pass, Rech+sanwa!+ München, 25. Mai 1969

DC 1524/908

Verbundstoffe mit Mosaikstruktur als Lagerbauteile mit Eigenschmierwirkung

Es sind bereits verschiedene Typen von Lagerbauteilen mit Eigenschmierwirkung in Gebrauch. Derartige Bauteile bestehen beispielsweise aus Nylon, Metallen oder. Harzzusammensetzungen, in welche Füllstoffteilchen mit Schmierwirkung, wie Graphit oder Molybdändisulfid eingearbeitet sind.

Diese bekannten Materialien zeigen jedoch unter hoher Belastung und bei Hochtemperatur-Betriebsbedingungen Nachteile. So neigen zum Beispiel thermoplastische und hitzhärtbare Harze dazu, bei hohen Temperaturen weich zu werden und verlieren ihre Tragfähigkeitseigenschaften, die häufig erforderlich sind.. Da kein Lagerbauteil die Reibung vollständig verhindert, ist immer das Problem der Hitzeaufnahme im Lager gegeben. Auf Grund der mangelnden Festigkeit von vielen Materialien muß der Schmiermittelanteil des Bauteils unter hoher Belastung einen ziemlich tiefen Querschnitt haben. Das-verstärkt aber das H.itzeauf nahmeproblem, da es schwierig ist, die Wärme durch die Lagerbauteile selbst abzuleiten. Außerdem neigen einige der harzartigen Materialien, die zur Zeit Verwendung finden, unter Hochtemperatur-Betriebsbedingungen zum Zusammenbrechen, was einen Ausfall des Bauteils zur Folge hat. Dieses Zusammenbrechen führt häufig zu einer Gasaustreibung, was bei bestimmten Anwendungsarten unerwünscht ist.

In der gleichzeitig eingereichten Anmeldung (interne Bezeichnung: DC 1523/906) wird ein Verfahren zur Herstellung von keramikartlgen Lagerbauteilen mit Eigenschmierwirkung beschrieben,

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nach dem feste Schmiermittel-Füllstoffpartikel in keramikartige Strukturen, eingebettet werden. Derartige Lagerbauteile sind besonders für den Einsatz unter Hochtemperatur-Betriebsbedingungen und hoher Belastung geeignet. Ihre Schmierwirkung ist hervorragend, aber sie haben den Nachteil, daß sie zerbrechlich sind und unter rauhen Handhabungsbedingungen oder durch Vibration leicht zerbrechen können. Dasselbe gilt auch für die Kohlenstoff enthaltenden Lagerbauteile mit Eigenschmierwirkung, die nach dem in der ebenfalls gleichzeitig eingereichten Anmeldung (interne Bezeichnung DC 1527) beanspruchten Verfahren hergestellt werden.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich daher mit Lagerbauteilen, die die oben genannten Nachteile soweit wie möglich ausschließen. Die erfindungsgemäß beanspruchten Lagerbauteile sind unter hohen Belastungen funktionsfähig, können leicht in einer Form mit minimaler Raurrbeanspruchung hergestellt werden und die Neigung zum Zerbrechen ist auf ein Minimum herabgesetzt.

Die erfindungsgemäß beanspruchten Lagerbauteile mit Eigenschmierwirkung sind Verbundstoffe mit Mosaikstruktur, die dadurch gekennzeichnet sind, daß in einer flexiblen Kittmasse, die I5 bis 55 Vol.-^ des gesamten Verburidstoffes ausmacht und die aus Elastomeren, thermoplastischen oder hitzehärtbaren Harzen besteht, starre Körner mit Schmierwirkung einer Korngröße von größer als 0,075 mm dispergiert sind.

Die flexible Kittmasse kann gegebenenfalls eine Faserverstärkung eingebettet und/oder zusätzlich feinteilige Schmierstoffpartikel dispergiert enthalten. Die so erhaltenen Verbundstoffe haben eine Mosaikstruktur, die auf GruncJ ihres Aufbaus so flexibel ist, daß sie Erschütterungen und Vibrationen ohne Beschädigung absorbieren kann.

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Die starren Körner mit Schmierwirkung können entweder aus keramikartigem Material mit Eigenschmierwirkung oder aus Kohlenstoff enthaltendem, keramikartigem Material bestehen. Statt dessen können sie auch aus einem starren harzartigen Bindemittel, wie Epoxid oder Phenolharzen oder einem keramikartigen Bindemittel bestehen, worin feinteilige Schmierstoffe aus Sulfiden, Seleniden und Telluriden von Molybdän, Wolfram, Tantal, Titan, Zirkonium, Hafnium, Niob und Thorium, ferner. Graphit, Polytetrafluoräthylen und/oder Bornitrid dispergiert sind und wobei gegebenenfalls Calciumfluorid, Zinkoxid, Zinksulfid, Kaliumtitanat und/oder Antimontrioxid als Additive miteingeschlossen sein können.. In jedem Fall müssen die starren Körner einen größeren Durchmesser als 0,075 mm (200 mesh) haben und das flexible Material, durch das sie miteinander verkittet werden, muß 15 bis 35 Vol.-$ des gesamten Verbundstoffes ausmachen.

Die folgenden detaillierten Erläuterungen dienen zum besseren Verständnis der Erfindung:

Die flexible Kittmasse, worin die starren Körner mit Schmierwirkung dispergiert sind, kann aus Elastomeren, thermoplastischen oder hitzehärtbaren Harzen bestehen. Der angegebene Mindestdurchmesser für die starren Körner mit Schmierwirkung ist sowohl für die gewünschte Flexibilität als auch für die Schmiereigenschaften von entscheidender Bedeutung. In den starren Körnern mit Schmierwirkung können die angegebenen Schmierstoffe in feinteiliger Form vorhanden sein, wobei die genannten Schmierstoffadditive bis 50 %, bezogen auf das Gewicht der Schmierstoffe, ausmachen können.

Der Anteil an feinteiligen Schmierstoffen in den starren Körnern kann zwischen 50 und 97 % liegen, bezogen auf das Gewicht von starrem Bindemittel + Schmierstoff. Die starren Füllstoffkörner können beispielsweise durch Grobzerkleinern von großen Stücken des starren Materials und anschließende Feinzerkleinerung bis zu der gewünschten Korngröße, die -

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wie bereits mehrfach erwähnt - größer als 0,075 mm sein muß, hergestellt werden. Die starren Körner mit Eigenschmierwirkung können jedoch auch aus einem starren Gefüge bestehen, in dem flüssige oder wachsartige Schmierstoffe in einzelnen oder fortlaufenden Poren dispergiert sind.

Als Bindemittel (= Kittmasse) für die starren Körner werden vorzugsweise Elastomere verwendet; es wurde jedoch festgestellt, daß auch flexible, thermoplastische oder hitzehärtbare Harze zum Verkitten der Schmiermittelpartikel eingesetzt werden können. Ferner wurde festgestellt, daß die gewünschten Eigenschaften in einigen Fällen durch Zugabe von faserartigen, verstärkenden Materialien und/oder relativ geringen Mengen an feinteiligen Schmierstoffpartikeln, wie Molybdändisulfid oder Graphit, zu der Kittmasse verbessert werden können. Die FaserverStärkung kann aus einem, auf der Oberfläche des erfindungsgemäßen Verbundstoffes eingebettetem Gewebe oder aus in demselben statistisch verteilten Fasern, wie Graphit- oder Asbestfasern, bestehen. Wenn Graphit· fasern in dem polymeren Material verteilt sind, wird auch durch die Gegenwart von Graphit ein gewisses Maß an Schmierwirkung erreicht.

Als, flexible Kittmassen in den erfindungsgemäßen Verbundstoffen sind zur Zeit flexible polymere Produkte wie Organopolysiloxanelastomere, Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisate, elastomere Mischpolymerisate aus Perfluorpropen und Vinylidenfluorid oder Polymere aus 2-Chlor-butadien-l,^ besonders bevorzugt.

Bei F-nsatz von Organopolysiloxanelastomeren, zusammen mit Füllstoffen mit Eigenschmierwirkung, wie Molybdänsulfid und Zinksulfid, die ihrer Natur nach sauer reagieren, ist es vorteilhaft, eine Puffersubstanz zur Modifizierung des pH-Wertes mitzuverwenden. Für diesen Zweck sind mehrere Verbindungen geeignet, beispielsweise A'thylendiaminopropyltrimethoxysilan.

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Die Zugabe derartiger Produkte verbessert auf Grund der besseren Haftung der Füllstoffteilchen an den Organopolysiloxanelastomeren die Festigkeitseigenschaften. Die Härtung der Elastomeren, mit pH-regulierenden Katalysatoren, wie Triäthylendiamin, erfüllt denselben Zweck.

Die Flexibilität und Kompressibilität der mosaikartigen Verbundstoffe mit Eigenschmierwirkung besitzt zahlreiche Vorteile gegenüber den für diesen Zweck bisher bekannten Materialien. Die Verbundstoffe können in Form ziemlich dünner Folien hergestellt werden, was zu einer Materialeinsparung •führt. Außerdem haben die bekannten Zusammensetzungen mit Eigenschmierwirkung, insbesondere die mit Harzen verbundenen Typen, eine größere thermische Ausdehnung als die Metallkomponenten, mit denen sie verbunden sind und zu deren Schmierung sie dienen. Dieser Unterschied kann einen Verlust des Lagerspiels verursachen. Kohlelaufbuchsen erfordern zum Beispiel einen zusätzlichen Paßsitz~Abstand in den Haltevorrichtungen, weil die geringe thermische Ausdehnung sonst zu einem Lockerwerden bei hohen Temperaturen führt. Verbundstoffe, die organische Harze als Bindemittel enthalten, können sich schneller ausdehnen als die Metallbefestigungen und werden so gezwungen, sich auf dem rotierenden Schaft oder anderen beweglichen Teilen abzusetzen und ein Festfressen des Lagers zu verursachen.

Dadurch, daß die mosaikartigen Verbundstoffe in Form von dünnen Streifen eingesetzt werden können und durch ihre Kornpressibilität sind sie in der Lage, die unterschiedliche thermische Ausdehnung zu kompensieren und so die genannten Probleme auszuschließen.

Die Verbundstoffe mit Mosaikstruktur ermöglichen ferner eine bequeme Herstellung von Lagerbauteilzusammensetzungen. Auf Grund ihrer Flexibilität kann eine dünne Folie mit Mosaikßtruktur in die gewünschte Form gebogen werden, so daß eine

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geringere Anzahl von Formen erforderlich sind. Außerdem wird durch die Herstellung der Verbundstoffe mit dünnen Querschnitten die Wärmeableitung im Vergleich zu den harzgebundenen Strukturen verbessert. Bei einer besseren Wärmeableitung gibt es für jeden Reibungskoeffizienten eine geringere Hitzeaufnahme in dem Lager.

Selbst wenn bei Anwendungsformen, die einen größeren Querschnitt des Schmiermaterials erfordern, doch eine Formgebung unter Druck notwendig ist, wird durch die Verwendung von ungehärteten Elastomeren zum Binden der starren Schmierstoffkörner das Formpressen erleichtert. Viele der gegenwärtig verwendeten, harzartigen Materialien werden in Pulverform verpreßt. Das erfordert hohe Temperaturen und Hochdruckpreßvorrichtungen. Da das ungehärtete Elastomere von Natur aus bei Raumtemperator ein hochviskoses Material ist, können die aus den Elastomeren herstellbaren Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung durch Kaltverpressen des ungehärteten Materials bei viel niedrigeren Drücken als bisher möglich verformt werden. Typische mosaikartige Materialien können zum Beispiel bei. Raumtemperatur unter Drücken von ¹JQ,Jt kg/em verformt werden, während für das pulverartige Harzstrukturmaterial Drücke von 2 812 kg/cm und mehr erforderlich sind. Hierdruch wird die. Verwendung von kleineren Pressen und weniger· massiven Preßformen ermöglicht, was zu einer Kostensenkung führt. Außer dem Kaltverpressen können die mosaikartigen Materialien natürlich auch durch Druckverformung in der Hitze, Spritzguß- und Strangpreß-, Extrusions- und Kalandrierverfahren und mit einigen Materialien sogar durch Gießen hergestellt werden.

Wie bereits erwähnt, sind Organopolysiloxanelastomere und einige andere Polymerisate für die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundstoffe bevorzugt. Selbstverständlich können jedoch auch hierfür andere Materialien verwendet werden, z.B.

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die Urethane aus Gemischen von niedrig- und hochviskosen Diolen und difunktionellen oder trifunktionellen Isocyanaten. Die Urethane sind jedoch schwierig zu handhaben auf Grund ihrer raschen Härtungszeit unter Einsatz üblicher Katalysatoren. Bei Einsatz von langsamer wirkenden Katalysatoren sind ungewöhnlich lange Preßzeiten erforderlieh. Außerdem neigen Urethanelastomere dazu, eine beträchtlich geringere Stabilität zu haben als die bevorzugten Systeme.

Nylon ist auch verwendbar, dies hat aber den Nachteil einer großen Hitzeaufnahme und einer hohen Reibung im Vergleich zu den elastomeren Materialien. Es wird als gegeben vorausgesetzt, daß Nylon im Kontakt mit beweglichen Metallteilen in einem Lager eine so hohe Reibung auf der Nylonoberfläche hat, daß sich an diesen Stellen eine geschmolzene Nylonschicht bildet. Diese plastische Deformierung kann eine Beschichtung der Schmierstoffkörner durch Nylon verursachen, was eine Belegung mit Nylon in allen Lagerbauteilen zur Folge hat. Außerdem zeigt Nylon nicht die ausgezeichneten Deformierungs- und Rückstelleigenschaften der bevorzugten Materialien.

Außer den Anwendungsarten, die üblicherweise für Lagerbauteile gedacht sind, können die erfindungsgemäßen Verbundstoffe auch für andere Anwendungsgebiete eingesetzt werden, wie für Kolbenringe und Dichtungen. Auf Grund der Kompressibilität des Materials ist es auch möglich,eine Einregulierung auf der Außenseite des Verbundstoffes vorzunehmen, um den Abrieb bei verschiedenen Anwendungsarten zu kompensieren. So können zum Beispiel anstelle des Auswechseln eines Lagerbauteiles, wie zur Zeit üblich, nur wenige Schrauben fester angezogen werden, um den Verbundstoff zusammenzudrücken, wodurch eine Reparatur mit minimalen Kosten und Produktionsausfall erreicht wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß außer den verschiedenen erwähnten Harzen, Elastomeren., Katalysatoren und Füllstoffen

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auch gegebenenfalls weitere Bestandteile zur Erleichterung der Handhabung mitverwendet werden können. So können beispielsweise gegebenenfalls Formentrennmittel in das Gemisch eingearbeitet werden.

ORIGINAL INSPECTED

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Beispiel 1

35,3 Gewichtsteile eines ungehärteten Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisats, 30,4 Gewichtsteile eines harzartigen Organopolysiloxan-Mischpolymerisats aus 25 Mol % Methylvinyls iloxan-, 15 Mol # Monovinylsiloxan-, 20 Mol # Phenylmethylsiloxan- und 40 Mol % Monophenylsiloxaneinheiten, 21 Gewichtsteile feinteiliger Gasruß und 13 Gewichtsteile GrgphLtfasern wurden auf einem kalten Zweiwalzenstuhl vermischt und 0,87 Gewichtsteile Mcumylperoxid als Katalysator zugefügt.

Das katalysierte Gemisch wurde mit Körnern mit Sehmierwirkung auf einem heißen Zweiwaisenstuhl im Verhältnis von 15 Gewichts-^ Polymerisatgemisch zu 85 Gewichts-^ Körnern mit Schmierwirkung versetzt. Die Körner mit Schraierwirkung waren ein Gemisch aus 40 Gewiohtsteilen MoSg und 40 Gewichtsteilen ZnS in 16,7 Gewiohtsteilen eines Epoxyharz-"bindemittels, das mit 3,3 Gewichtsteilen eines Dianhydrids der 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure 2 Stunden "bei 205⁰C gehärtet worden war. Das gehärtete Material wurde zerkleinert und gesiebt unter Bildung von 50 fi Körnern der Größe 1,4-2,0 mm (10-14 mesh) und 50 % Körnern der Größe 0,8-1,4 mm (14-20 mesh). Zur Erleichterung des Dispersierens der festen Körner, mit Schmierwirkung in dem ungehärteten Polymerisatgemisch wurde das Gemisch durch Zugabe von 5 Gewichts-^ Heptan verdünnt, das anschließend durch Trocknen an der Luft wieder entfernt wurde. Das Polymerisat-Schmierstoffkorn-Gemisch wurde 15 Minuten bei 163⁰C unter Druck verpreßt und 2 Stunden bei 205°C nachgehärtet. Das so erhaltene Lager-

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v3 £_ ο O O 0

bauteil wurde in einem Laufzapfenlagerprüfgerät in einem 30-Tage-Test unter einem PY (Druck in psi multipliziert mit der Geschwindigkeit in feet/Minute) von 22.600 geprüft. Der Druck in dem Gerät betrug 50 psi bei 1725 Umdrehungen/Minute. Die gleichbleibende Temperatur des Verbundstoffes betrug 66⁰C. Am Ende des Tests wurde ein Verschleiß von 0,17 cm und ein Gewichtsverlust von 2,6 g gemessen. In einem identischen Test,wurde dasselbe starre Epoxyharzbindemittel und derselben Füsstoffbeladung, jedoch in feinteiliger Form geprüft. Ils wurde eine gleichbleibende Temperatur von 76⁰C erzielt und ein Verschleiß von 0,23 cm und Gewichtsverlust von 5»9 g festgestellt« Dies beweist eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß des

,als
mosaikartigen Verbundstoffes/oei Einsatz des Füllstoffes mit Schmierwirkung in feinteiliger Form.

Diese beiden Proben wurden außerdem auf dem Alpha Prüfgerät bei 90 pounds (580 psi) Belastung auf den Proben geprüft. Die Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle I ersichtlich.

starrer
Verbundstoff

Tabelle I

Reibung Temperatur Verschleiß

72 ft./min. 288 ft./min. 432 ft./rain.

0,11 0,06

72 ft./min.	0,08	48⁰C	21
288 ft./min.	0,05	82⁰C	17
432 ft./min.	0,04	94⁰C	11
mosaikartiger
Verbundstoff

57⁰C
93⁰C

66 11 27

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Diese Prüfungen zeigen vergleichbare Reibungs- und Verschleißeigenschaften zwischen den beiden Materialien. Der Bruchbiegungsausschlag zeigte jedoch den Bruch des Verbundstoffes nach einem Ausschlag von 0,315 cm eines 2,54 cm breiten Spans, verglichen mit dem Bruchbiegungsausschlag des festen Materials bei 0,041 cm, wodurch sich die beträchtliche Überlegenheit, der Mosaikstruktur bei der Absorbtion von Erschütterungen und Vibrationen zeigte.

Beispiel 2

85 Gewichts-^ der starren Epoxyharzsehmierfüllstoffkörner gemäß Beispiel 1, in Größen zwischen 0,82 und 0,225 mm (20 und 65 mesh), wurden mit 15 Gewichts-^ einer ungehärteten Elastomer-Formmasse aus 100 Gewichtsteilen polymerisiertera 2-Chlor-butadien-1,3 (Neopren GW), 5 Gewichtsteilen Magnesiumoxid und 4 Gewichtsteilen Zinkoxid vermischt, bei 177⁰C eine halbe Stunde forragepreßt und 1 Stunde bei derselben Temperatur nachgehärtet.

Auf einem Alpha LPW-1 Prüfgerät wurde bei 540 psi eine Reibung von 0,08 bis 0,05 bei 144 ft./Minute und von 0,033 bei 360 ft./Minute festgestellt. Die gleichbleibende Temperatur lag bei beiden Geschwindigkeiten zwischen 65° und 71⁰C.

Beispiel 3

90 Gewichtsteile der starren Epoxyharzschmierstoffkörner gemäß Beispiel 1 aus 60 Teilen einer Größe von 1,4-0,8 mm (14-20-mesh) und 30 Teilen einer Größe von 0,225-0,075 mm

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Q O c- r η η J ά. υ O υ Ü

(65-200 mesh) wurden mit einer ungehärteten Elastomer-Fonnmasse aus 10 Gewichtsteilen Polyisopren"(Shell PI3O5), 1 Gewichtsteil Dieumylperoxid und 0,20 Gewichtsteilen Äthylendiarainopropyltrimethoxysilan vermischt. Das Gemisch wurde "bei 177⁰O 30 Minuten formgepreßt und bei 177⁰C 45 · Minuten nachgehärtet. Die Ergehnisse auf dem Alpha LFW-1 Prüfgerät gaben "bei 144 ft./Minute einen Reibungskoeffizienten von 0,09 und eine Temperatur von 55⁰C. Bei 360 ft./Minute betrug der Reibungskoeffizient 0,06 und die gleichbleibende Temperatur 68°C. -r

Beispiel 4

89,4 Gewichtsteile des festen Epoxyharzfüllstoffes gemäß Beispiel 1 in Korngrößen zwischen 0,82 und 0,225 mm (20 und 65 mesh) wurden mit 9»9 Gewichtsteilen eines Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisats (Enjay 10-70), 0,40 Gewichtsteilen Dicumylperoxid und 0,25 Gewichtsteilen Äthylendiaminopropyltrimethoxysilan vermischt. Das feste Epoxyharzfüllstoffmaterial machte 76 % des Gesamtvolumens aus. Das Material wurde auf einer Drahtgewebeunterlage unter Druck verpreßt unter Bildung einer 0,24 cm dicken Folie. Dieses Material wurde auf dem Alpha IlB¹W-I Prüfgerät unter einer Belastung von 90 pounds getestet. Bei 72 ft./ Minute betrug der Reibungskoeffizient 0,0666 und die gleichbleibende Temperatur 49⁰C. Bei 288 ft./Minute betrug der Reibungskoeffizient 0,061 und die Temperatur 72⁰C; bei 432 ft./Minute betrug der Reibungskoeffizient 0,056 und die Temperatur 85⁰C.

OBIGlNAL INSPECTED

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»ftf

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Dieselben Tests wurden mit Proben durchgeführt, in welchen der Volum-#~Gehalt des polymeren Füllstoffes zwischen 14 und 35,7 56 variierte. Bei 15 Volum-# wurde das Rückstellvermögen des Materials außerordentlich ^ejxi^, jobwohl __..

die Schmiereigenschaften vergleichbar waren. Bei 35,7 Volum-jS versagte die Probe infolge der hohen Reibung und des hohen Verschleißes.

Beispiel 5

Ein starres Schmiermittel wurde durch Vermischen von 80 Gewichtsteilen eines feinteiligen MoS₂ (Molykote Z), 20 Gewichtsteilen eines Phenylmethylsiloxanharzes mit durchschnittlich 1,5 Methyl- und Pheny!resten insgesamt je Si-Atom und einem Verhältnis von Phenyl- zu Methylresten wie 1,13 zu 1,0 und 1 Gewichtsteil Triäthylendiamin als Härtungsmaterial für das Harz hergestellt. Daraus wurden Tafeln von 0,635 cm Dicke χ 1,27 cm Breite χ 12,7 cm Höhe formgepreßt. Diese Tafeln wurden dann einer reduzierenden Atmosphäre bei 400⁰C 2 Stunden, dann bei 60O⁰C 2 Stunden und zuletzt bei 80O⁰C 2 Stunden gebrannt und dann zum Abkühlen stehen gelassen.

Das so erhaltene keramikartige Material wurde zerkleinert und gesiebt unter Bildung von Körnern mit Schmierwirkung einer Korngröße von 0,075-1,4 mm (200 bis 14 mesh). 84 Gewichtsteile des Schmierkornmaterials wurden mit 9,2 Gewichtsteilen Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisat, 5»5 Gewichtsteilen feinteiligem Grephlt, 1,0 Gewiohtsteilen Dicumylperoxid und 0,25 Gewichtsteilen Äthylendiaminopropyltrimethoxysilan vermischt und gehärtet.

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ORlGlMAL INSPECTED 109815/1644 ^ü

i QO .ν γ η η

Die Prüfung auf dem Alpha £F¥-1 Prüfgerät unter 90 pounds Belastung ergab einen Reibungskoeffizienten von 0,167 und eine Temperatur von 55⁰O bei 72 ft./Sekunde, 0,0444 Reibunskoeffizienten und 6O⁰C bei 144 ft./Sekunde und O,0611 Reibungskoeffizienten und 71°C bei 288 ft./Sekunde.

Beispiel 6

Keraraikartiges starres Material wurde gemäß Beispiel 5 hergestellt und gesiebt unter Verwendung folgender Bestandteile :

(1) 40 Gewichtsteile MoS₂, 50 Gewichtsteile Zinkoxid und 20 Gewichtsteile Phenolharz und

(2) 70 Gewichtsteile MoS₂ und 30 Gewichtsteile Phenolharz.

Die Formmassen wurden unter Druck verpreßt, gebrannt, verkleinert und gesiebt wie in Beispiel 5, anstelle des dort verwendeten keramikartigen Füllstoffes im gleichen Verhältnis eingesetzt. Die Ergebnisse der Prüfung auf dem Alpha !LFW-1 Prüfgerät sind aus Tabelle II ersichtlich:

starrer
Verbundstoff

Tabelle II

Reibung

Temperatur

72 ft./see.	0,167	55⁰C
144 ft./see.	0,103	63⁰C
288 ft./see.	0,067	74⁰C
mosaikartiger
Verbundstoff

72 ft./see. 144 ft./see. 288 ft./see.

0,145 0,111 0,072

51⁰C 63⁰C 71⁰C

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-15-INSPECTED

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Beispiel 7

Wurde das Zinksulfid jeweils durch Calciumfluorid, Zinkoxid und Antimontrioxid als Schmierfüllstoff des starren Materials in den vorangegangenen Beispielen ersetzt, wurden gleichwertige Ergebnisse erzielt.

Beispiel 8

Wurden anstelle von Molybdendisulfid in Beispiel 1 Bornitrid, Polytetrafluoräthylen, Grspüt und Wolframdisulfid eingesetzt, wurden praktisch gleiche Ergebnisse erzielt.

ORIGINAL INSPECTED 1098 15/1644

Claims

19265C6

PATENTANSPRÜCHE

1. . Verbundstoffe mit Mosaikstruktur als Lagerbauteile

mit Eigenschmierwirkung, dad u. rch--'gekennzeichnet« daß in einer flexiblen Kittmasse, die 15 bis 35 Vol.-Ji des gesamten Verbundstoffes ausmacht und die aus Elastomeren* thermoplastischen oder hitzehärtbaren Harzen besteht, starre Körner mit Schmierwirkung einer Korngröße von größer als 0,075 mm dispergiert sind.

2. Verbundstoffe gemäß Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die starren Körner mit Schmierwirkung aus einem starren Bindemittel bestehen. worin Sehmierstoffe aus Graphit, Polytetrafluoräthylen^ Bornitrid und/oder Sulfiden, Seleniden und Telluriden von Molybdän, Wolfram, Titan. Tantal, Zirkonium, Hafnium^ Mob und Thorium dispergiert sind und der Schmierstoffanteil 25 bis 97 %$ bezogen auf das Gewicht von starrem Bindemittel + Schmierstoff beträgt,

5. Verbundstoffe,gemäß Anspruch 1 und 2„ dadurch

^gekennzeichnet , daß in die flexible Kitt- ψ masse eine Faserverstärkung eingebettet ist.

4. Verbundstoffe gemäß Anspruch 5, dadurch g e kennze lehnet , daß die Paserverstärkung aus einem auf der Oberfläche des Verbundstoffes eingebetteten Gewebe oder aus in dem Verbundstoff statistisch verteilten Pasern besteht.

5. Verbundstoffe gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß in die flexible Kittmasse susätzllch Schmierstoffteilchen einer Korngröße von kleiner als 0,075 nun in Mengen bis zu 50 %, bezogen

. auf das Gewicht der flexiblen Kittmasse,eingebettet sind.

* ^; :■■ ^:-: -17-

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* " ORtGlNAL INSPECTED

6. Verbundstoffe gernäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als flexible Kittmassen Organopolysiloxanelastomere, elastomere Kthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisate, elastomere Mischpolymerisate aus Perfluorpropen und Vinylidenfluorid oder Polymere aus 2-Chlor-butadien-l,3 verwendet werden.

7. Verbundstoffe gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch

. gekennzeichnet, daß die Schmierstoffe in den starren Körnern mit Schmierwirkung zusätzlich feinteiliges Calciumfluorid, Zinkoxid, Zinksulfid, Kaliumtitanat und/oder Anitmontrioxid in Mengen bis zu 50 #, bezogen auf das Gewicht der Schmierstoff«, enthalten.

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