DE1926586B - Bearing components with self-lubricating effect - Google Patents
Bearing components with self-lubricating effectInfo
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Description
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Es sind bereits verschiedene Typen von Lager- Die starren Körner mit Schmierwirkung können bauteilen mit Eigenschmierwirkung in Gebrauch. entweder aus keramikartigem Material mit Eigen-Derartige Bauteile bestehen beispielsweise aus Nylon, schmierwirkung oder aus Kohlenstoff enthaltendem, Metallen oder Harzzusammensetzungen, in welche keramikartigem Material bestehen. Statt dessen Füllstoffteilchen mit Schmierwirkung, wie Graphit 5 können sie auch aus einem starren harzartigen Bindeoder Molybdändisulfid, eingearbeitet sind. mittel, wie Epoxid oder Phenolharzen, oder einemThere are already different types of bearings which can be rigid grains with lubricating effect components with self-lubricating effect in use. either made of ceramic-like material with peculiarities Components consist, for example, of nylon, lubricating effect or of carbon containing, Metals or resin compositions in which ceramic-like material are made. Instead of this Filler particles with a lubricating effect, such as graphite 5, can also be made from a rigid resinous binder or Molybdenum disulfide, are incorporated. agents, such as epoxy or phenolic resins, or one
Diese bekannten Materialien zeigen jedoch unter keramikartigen Bindemittel bestehen, worin feinteilige hoher Belastung und bei Hochtemperatur-Betriebs- Schmierstoffe aus Sulfiden, Seleniden und Telluriden bedingungen Nachteile. So neigen z. B. thermoplaste von Molybdän, Wolfram, Tantal, Titan, Zirkonium, sehe und hitzehärtbare Harze dazu, bei hohen Tem- ίο Hafnium, Niob und Thorium, ferner Graphit, PoIyperaturen weich zu werden und verlieren ihre Trag- tetrafluoräthylen und/oder Bornitrid dispergiert sind fähigkeitseigenschaften, die häufig erforderlich sind. und wobei gegebenenfalls Calciumfluorid, Zinkoxid, Da kein Lagerbauteil die Reibung vollständig ver- Zinksulfid, Kaliumtitanat und/oder Antimontrioxid hindert, ist immer das Problem der Hitzeaufnahme als Additive miteingeschlossen sein können. In jedem im Lager gegeben. Auf Grund der mangelnden Festig- 15 Fall müssen die starren Körner einen größeren keit von vielen Materialien muß der Schmiermittel- Durchmesser als 0,075 mm haben, und das flexible anteil des Bauteils unter hoher Belastung einen ziem- Material, durch das sie miteinander verkittet werden, lieh tiefen Querschnitt haben. Das verstärkt aber das muß 15 bis 35 Volumprozent des gesamten Verbund-Hitzeaufnahmeproblem, da es schwierig ist, die Wärme stoffes ausmachen.These known materials show, however, among ceramic-like binders consist in which finely divided high loads and high-temperature operating lubricants made of sulfides, selenides and tellurides conditions disadvantages. So tend z. B. thermoplastics from molybdenum, tungsten, tantalum, titanium, zirconium, see and thermosetting resins, at high temperatures ίο hafnium, niobium and thorium, also graphite, polyperatures to become soft and lose their support- tetrafluoroethylene and / or boron nitride are dispersed skill traits that are often required. and where optionally calcium fluoride, zinc oxide, Since no bearing component completely eliminates the friction, zinc sulfide, potassium titanate and / or antimony trioxide is always the problem of heat absorption as additives can be included. In each given in the camp. Because of the lack of firmness, the rigid grains have to be larger For many materials, the lubricant diameter must be more than 0.075 mm, and the flexible one part of the component under high load a considerable material through which they are cemented together, borrowed have a deep cross-section. That increases but that must be 15 to 35 percent by volume of the entire composite heat absorption problem, because it is difficult to identify the heat material.
durch die Lagerbauteile selbst abzuleiten. Außerdem 20 Die folgenden detaillierten Erläuterungen dienenderive through the bearing components themselves. In addition, the following detailed explanations are provided
neigen einige der harzartigen Materialien, die zur zum besseren Verständnis der Erfindung:Some of the resinous materials tend to be useful for a better understanding of the invention:
Zeit Verwendung finden, unter Hochtemperatur- Die flexible Kittmasse, worin die starren KörnerTime to find use under high temperature The flexible putty, in which the rigid grains
Betriebsbedingungen zum Zusammenbrechen, was mit Schmierwirkung dispergiert sind, kann ausOperating conditions for breaking down what are dispersed with lubricating effect can result from
einen Ausfall des Bauteils zur Folge hat. Dieses Elastomeren, thermoplastischen oder hitzehärtbarencauses the component to fail. This elastomer, thermoplastic or thermosetting
Zusammenbrechen fuhrt häufig zu einer Gasaus- 25 Harzen bestehen. Der angegebene Mindestdurch-Collapse often leads to a gas breakdown. The specified minimum diameter
treibung, was bei bestimmten Anwendungsarten messer für die starren Körner mit Schmierwirkungdrive, which in certain types of application knife for the rigid grains with lubricating effect
unerwünscht ist. ist sowohl für die gewünschte Flexibilität als auchis undesirable. is both for the flexibility you want as well
Es wurde schon ein Verfahren zur Herstellung von für die Schmiereigenschaften von entscheidender
keramikartigen Lagerbauteilen mit Eigenschmier- Bedeutung. In den starren Körnern mit Schmierwirkung
vorgeschlagen, nach welchem feste Schmier- 30 wirkung können die angegebenen Schmierstoffe in
mittel-Füllstoffpartikeln in keramikartige Strukturen feinteiliger Form vorhanden sein, wobei die genannten
eingebettet werden. Derartige Lagerbauteile sind Schmierstoffadditive bis 50%, bezogen auf das Gebesonders
für den Einsatz unter Hochtemperatur- wicht der Schmierstoffe, ausmachen können.
Betriebsbedingungen und hoher Belastung geeignet. Der Anteil an feinteiligen Schmierstoffen in den
Ihre Schmierwirkung ist hervorragend, aber sie haben 35 starren Körnern kann zwischen 50 und 97 Vo liegen,
den Nachteil, daß sie zerbrechlich sind und unter bezogen auf das Gewicht von starrem Bindemittel
rauhen Handhabungsbedingungen oder durch Vi- -f- Schmierstoff. Die starren Füllstoffkörner können
bration leicht zerbrechen können. Dasselbe gilt auch beispielsweise durch Grobzerkleinern von großen
für die Kohlenstoff enthaltenden Lagerbauteile mit Stücken des starren Materials und anschließende
Eigenschmierwirkung. 40 Feinzerkleinerung bis zu der gewünschten Korn-A process for the production of ceramic-like bearing components with self-lubrication importance, which is crucial for the lubricating properties, has already been established. Proposed in the rigid grains with lubricating effect, according to which solid lubricating effect, the specified lubricants can be present in medium-filler particles in ceramic-like structures of finely divided form, the named being embedded. Such bearing components are lubricant additives of up to 50%, based on the weight of the lubricants, especially for use at high temperatures.
Suitable for operating conditions and high loads. The proportion of finely divided lubricants in the their lubricating effect is excellent, but they have 35 rigid grains can be between 50 and 97 Vo, the disadvantage that they are fragile and subject to harsh handling conditions based on the weight of rigid binder or by VI-f - lubricant. The rigid filler grains can break bration easily. The same also applies, for example, by coarsely comminuting large bearing components for the carbon-containing bearing components with pieces of the rigid material and then having a self-lubricating effect. 40 Fine grinding down to the desired grain size
Die vorliegende Erfindung betrifft daher Lagerbau- größe, die — wie bereits mehrfach erwähnt — größerThe present invention therefore relates to bearing sizes which - as already mentioned several times - are larger
teile, in denen die obengenannten Nachteile soweit als 0,075 mm sein muß, hergestellt werden. Die starrenparts in which the above-mentioned disadvantages must be as far as 0.075 mm are produced. The stare
wie möglich ausgeschlossen sind. Die erfindungs- Körner mit Eigenschmierwirkung können jedochare excluded as much as possible. The invention grains with self-lubricating effect can, however
gemäßen Lagerbauteile sind unter hohen Belastungen auch aus einem starren Gefüge bestehen, in dem flüssigeAccording to bearing components are under high loads also consist of a rigid structure in which liquid
funktionsfähig, können leicht in einer Form mit 45 oder wachsartige Schmierstoffe in einzelnen oderfunctional, can easily be in a form with 45 or waxy lubricants in individual or
minimaler Raumbeanspruchung hergestellt werden, fortlaufenden Poren dispergiert sind,minimal space requirements, continuous pores are dispersed,
und die Neigung zum Zerbrechen ist auf ein Minimum Als Bindemittel (= Kittmasse) für die starren Körnerand the tendency to break is to a minimum. As a binder (= cement compound) for the rigid grains
herabgesetzt. werden vorzugsweise Elastomere verwendet; es wurdedegraded. elastomers are preferably used; it was
Die erfindungsgemäßen Lagerbauteile mit Eigen- jedoch festgestellt, daß auch flexible, thermoplastischeThe bearing components according to the invention with their own, however, found that also flexible, thermoplastic
schmierwirkung aus eine Mosaikstruktur aufweisenden 50 oder hitzehärtbare Harze zum Verkitten der Schmier-lubricating effect from a mosaic structure exhibiting 50 or thermosetting resins for cementing the lubricating
Verbundstoffen sind dadurch gekennzeichnet, daß mittelpartikeln eingesetzt werden können. Ferner wurdeComposites are characterized in that medium particles can be used. Furthermore, was
der jeweilige Verbundstoff aus festgestellt, daß die gewünschten Eigenschaften inthe particular composite made from found that the desired properties in
(1) 15 bis 35 Volumprozent einer sich aus Elaste- einige» Fällen durch Zugabe von faserartigen, vermeren, thermoplastischen oder hitzehärtbaren Sterkenden Materialien und/oder relativ geringen Harzen zusammensetzenden flexiblen Kittmasse, 55 Mengen an feinteiUgen Schmierstoffpartikeln, wie in die gegebenenfalls zusätzlich Schmierstoff- Molybdandisulfld oder Graphit, zu der Kittmasse teilchen einer Korngröße von kleiner als 0,075 mm verbessert werden können Die Faserverstarkung in Mengen bis zu 50%, bezogen auf das Gewicht kann aus einem, auf der Oberfläche des erfindungsder flexiblen Kittmasse, und/oder eine Faser- gemäßen Verbundstoffes eingebettetem Gewebe oder verstärkung eingebettet sind, sowie aus 6o *us >n, demselbe" statistisch ver^teilt en Fasern, wie(1) 15 to 35 percent by volume of a flexible cement mass composed of elastic, in some cases by adding fiber-like, marked, thermoplastic or thermosetting starch materials and / or relatively small resins, 55 quantities of finely divided lubricant particles, such as in the possibly additional lubricant Molybdenum disulfide or graphite, can be improved to the cement mass particles with a grain size of less than 0.075 mm Composite embedded fabric or reinforcement are embedded, as well as from 6o * us > n , the same e "statistically distributed fibers, such as
_,& ... __. ,. . Graphit- oder Asbestfasern, bestehen. Wenn Graphit-_, & ... __. ,. . Graphite or asbestos fibers exist. When graphite
(2) in dieser flexiblen Kittmasse dispergieren starren {asem in dem , en Material verteüt sind wird (2) in this flexible putty mass disperse rigid {asem in which , the material is distributed
Körnern mit Schmierwirkung einer Korngroße auch durch die Gegenwart von Graphit ein gewisses von größer als 0,075 mm besteht. Maß an Schmierwirkung erreicht.Grains consists mm having a lubricating effect of a particle size and by the presence of graphite e i n i wt sse s of greater than 0.075. Degree of lubricating effect achieved.
Die so erhaltenen Verbundstoffe haben eine Mosaik- 65 Als flexible Kittmassen in den erfindungsgemäßen struktur, die auf Grund ihres Aufbaus so flexibel ist, Verbundstoffen sind zur Zeit flexible polymere daß sie Erschütterungen und Vibrationen ohne Be- Produkte wie Organopolysiloxanelastomere, Äthylenschädigung absorbieren kann. Propylen-Dien-Terpolymerisate, elastomere Misch-The composite materials obtained in this way have a mosaic pattern structure that is so flexible because of its construction, composites are currently flexible polymers that they shocks and vibrations without damaging products such as organopolysiloxane elastomers, ethylene damage can absorb. Propylene-diene terpolymers, elastomeric mixed
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polymerisate aus Perfluorpropen und Vinyliden- liegenden Erfindung durch Kaltverpressen des unfluorid
oder Polymere aus 2-Chlor-butadien-l,3 be- gehärteten Materials bei viel niedrigeren Drücken als
sonders bevorzugt. bisher möglich verformt werden. Typische mosaik-Bei
Einsatz von Organopolysiloxanelastomeren, artige Materialien können z. B. bei Raumtemperatur
zusammen mit Füllstoffen mit Eigenschmierwirkung, 5 unter Drücken von 70,3 kg/cm2 verformt werden,
wie Molybdänsulfid und Zinksulfid, die ihrer Natur während für das pulverartige Harzstru!cturmaterial
nach sauer reagieren, ist es vorteilhaft, eine Puffer- Drücke von 2812 kg/cm* und mehr erforderlich sind,
substanz zur Modifizierung des pH-Wertes mitzu- Hierdurch wird die Verwendung von kleineren Pressen
verwenden. Für diesen Zweck sind mehrere Ver- und weniger massiven Preßformen ermöglicht, was
bindungen geeignet, beispielsweise Äthylendiamino- io zu einer Kostensenkung führt. Außer durch KaItpropylttimethoxysilan.
Die Zugabe derartiger Pro- verpressen können die mosaikkartigen Materialien
dukte verbessert auf Grund der besseren Haftung der natürlich auch durch Druckverformung in der Hitze,
Füllstoffteilchen an den Organopolysüoxanelasto- Spritzguß- und Strangpreß-, Extrusions- und Kameren
die Festigkeitseigenschaften. Die Härtung der landrierverfahren und mit einigen Materialien sogar
Elastomeren, mit pH-regulierenden Katalysatoren, ig durch Gießen hergestellt werden,
wie Triäthylendiamin, erfüllt denselben Zweck. Wie bereits erwähnt, sind Organopolysiloxan-Die
Flexibilität und Kompressibilität der mosaik· elastomere und einige andere Polymerisate für die
artigen Verbundstoffe mit Eigenschmierwirkung be- Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundstoffe
sitzt zahlreiche Vorteile gegenüber den für diesen bevorzugt. Selbstverständlich können jedoch auch
Zweck bisher bekannten Materialien. Die Verbund- so hierfür andere Materialien verwendet werden, z. B.
stoffe können in Form ziemlich dünner Folien her- die Urethane aus Gemischen von niedrig- und hochgestellt
werden, was zu einer Materialeinsparung führt. viskosen Diolen und difunktionellen oder trifunkti-Außerdem
haben die bekannten Zusammensetzungen onellen Isocyanaten. Die Urethane sind jedoch
mit Eigenschmierwirkung, insbesondere die mit Harzen schwierig zu handhaben auf Grund ihrer raschen
verbundenen Typen, eine größere thermische Aus- *5 Härtungszeit unter Einsatz üblicher Katalysatoren,
dehnung als die Metallkomponenten, mit denen sie Bei Einsatz von langsamer wirkenden Katalysatoren
verbunden sind und zu deren Schmierung sie dienen. sind ungewöhnlich lange Preßzeiten erforderlich.
Dieser Unterschied kann einen Verlust des Lager- Außerdem neigen Urethanslastomere dazu, eine
spiels verursachen. Kohlelaufbuchsen erfordern z. B. beträchtlich geringere Stabilität zu haben als die
einen zusätzlichen Paßsitzabstand in den Halte- 3« bevorzugten Systeme.polymers from perfluoropropene and vinylidene- lying invention by cold pressing of the non-fluoride or polymers from 2-chloro-butadiene-1,3 cured material at much lower pressures than particularly preferred. previously possible to be deformed. Typical mosaic when using organopolysiloxane elastomers, like materials can be, for. B. be deformed at room temperature together with fillers with self- lubricating effect, 5 under pressures of 70.3 kg / cm 2 , such as molybdenum sulfide and zinc sulfide, which by nature react acidic for the powdery resin structure material, it is advantageous to use a buffer Pressures of 2812 kg / cm * and more are required, substance to modify the pH value with the use of smaller presses. For this purpose, several compression molds and less massive compression molds are made possible, which makes suitable bonds, for example ethylenediamine io, leads to a reduction in costs. Except for KaItpropylttimethoxysilan. The addition of such preliminary presses can improve the mosaic-like materials due to the better adhesion of the strength properties, of course also through compression deformation in the heat, filler particles to the organopolysuoxane elasto-injection molding and extrusion molding, extrusion and chambers. The hardening of the landierverfahren and with some materials even elastomers, with pH-regulating catalysts, ig can be produced by casting,
like triethylenediamine, serves the same purpose. As already mentioned, organopolysiloxane-The flexibility and compressibility of the mosaic elastomers and some other polymers are preferred for the type of composite materials with self-lubricating properties. Production of the composite materials according to the invention has numerous advantages over those preferred for these. Of course, however, materials known to date can also be used. The composite so other materials can be used for this purpose, e.g. B. fabrics can be made in the form of fairly thin foils, the urethanes are made from mixtures of low and high, which leads to material savings. viscous diols and bifunctional or trifunctional, the known compositions have onelle isocyanates. The urethanes, however, have a self-lubricating effect, especially those difficult to handle with resins because of their rapidly combined types, a greater thermal curing time when using conventional catalysts than the metal components with which they are connected when using slower-acting catalysts and for the lubrication of which they serve. unusually long pressing times are required. This difference can cause loss of bearing. In addition, urethane elastomers tend to cause backlash. Charcoal bushings require z. B. to have considerably less stability than the one additional snug fit spacing in the holding systems preferred.
vorrichtungen, weil die geringe thermische Ausdehnung Nylon ist auch verwendbar, dies hat aber den Nachsonst
zu einem Lockerwerden bei hohen Temperaturen teil einer großen Hitzeaufnahme und einer hohen
führt. Verbundstoffe, die organische Harze als Binde- Reibung im Vergleich zu den elastomeren Miterialien.
mittel enthalten, können sich schneller ausdehnen Es wird als gegeben vorausgesetzt, daß Nylon im
als die Metallbefestigungen und werden so gezwungen, 35 Kontakt mit beweglichen Metallteilen in einem Lager
sich auf dem rotierenden Schaft oder anderen be- eine so hohe Reibung auf der Nylonoberfläche hat,
weglichen Teilen abzusetzen und ein Festfressen des daß sich an diesen Stellen eine geschmolzene Nylon-Lagers
zu verursachen. ; schicht bildet. Diese plastische Dsformierung kann
Dadurch, daß die mosaikartigen Verbundstoffe in eine Beschichtung der Schmierstoff körner durch Nylon
Form von dünnen Streifen eingesetzt werden können, 40 verursachen, was eine Belegung mit Nylon in allen
und durch ihre Kompressibilität sind sie in der Lage, Lagerbauteilen zur Folge hat. Außerdem zeigt Nylon
die unterschiedliche thermische Ausdehnung zu korn- nicht die ausgezeichneten Deformierungs- und Rückpensieren
und so die genannten Probleme auszu- Stelleigenschaften der bevorzugten Materialien,
schließen. Außer den Anwendungsarten, die üblicherweise Die Verbundstoffe mit Mosaikstruktur ermöglichen 45 für Lagerbauteile gedacht sind, können die erfindungsferner
eine bequeme Herstellung von Lagerbauteil- gemäßen Verbundstoffe auch für andere Anwendungszueammensetzungen.
Auf Grund ihrer Flexibilität gebiete eingesetzt werden, wie für Kolbenringe und kann eine dünne Folie mit Mosaikstruktur in die Dichtungen. Auf Grund der Kompressibilität des
gewünschte Form gebogen werden, so daß eine Materials ist es auch möglich, eine Einregulierung auf
geringere Anzahl von Formen erforderlich sind. 50 der Außenseite des Verbundstoffes vorzunehmen, um
Außerdem wird durch die Herstellung der Verbund- den Abrieb bei verschiedenen Anwendungsarten zu
stoffe mit dünnen Querschnitten die Wärmeableitung kompensieren. So können z. B. an Stelle des Ausim
Vergleich zu den harzgebundenen Strukturen ver- wechselns eines Lagerbauteiles, wie zur Zeit üblich,
bessert. Bei einer besseren Wärmeableitung gibt es nur wenige Schrauben fester angezogen werden, um
für jeden Reibungskoeffizienten eine geringere Hitze- 55 den Verbundstoff zusammenzudrücken, wodurch eine
aufnahme in dem Lager.' Reparatur mit minimalen Kosten und Produktions-Selbst wenn bei Anwendungsformen, die einen ausfall erreicht wird.devices, because the low thermal expansion nylon is also usable, but this has the disadvantage of loosening at high temperatures part of a large heat absorption and a high level. Composites using organic resins as binding friction compared to the elastomeric Miterialien. contain agents, can expand faster It is assumed that nylon is in the than the metal fastenings and is thus forced to 35 contact with moving metal parts in a bearing on the rotating shaft or other such a high friction on the nylon surface, to remove movable parts and to cause seizure of the molten nylon bearing at these points. ; layer forms. This plastic deformation can be caused by the fact that the mosaic-like composites can be inserted into a coating of the lubricant grains through nylon in the form of thin strips, 40 which results in a layer of nylon in all and, due to their compressibility, they are capable of bearing components . In addition, nylon shows the different thermal expansion to grain - not the excellent deformation and back-pumping and so the problems mentioned - the properties of the preferred materials,
shut down. In addition to the types of application that are usually intended for bearing components, the composite materials according to the invention can also be conveniently produced for other applications. Due to their flexibility, areas can be used, such as for piston rings, and a thin film with a mosaic structure can be used in the seals. Due to the compressibility of the desired shape to be bent, so that a material it is also possible to adjust to a smaller number of shapes are required. 50 of the outside of the composite material, in order to also compensate for the heat dissipation due to the production of the composite the abrasion in different types of applications to materials with thin cross-sections. So z. B. instead of confusing a bearing component with the resin-bonded structures, as is customary at the moment. With better heat dissipation, there are only a few screws that need to be tightened to compress the composite with less heat for each coefficient of friction, creating a receptacle in the bearing. ' Repair with minimal costs and production-even if a failure is reached in application forms.
größeren Querschnitt des Schmiermaterials erfordern, Es sei darauf hingewiesen, daß außer den verdoch
eine Formgebung unter Druck notwendig ist, schiedenen erwähnten Harzen, Elastomeren, Katalywird
durch die Verwendung von ungehärteten Eiasto- 60 satoren und Füllstoffen auch gegebenenfalls weitere
meren zum Binden der starren Schmierstoffkörner Bestandteile zur Erleichterung der Handhabung
das Formpressen erleichtert. Viele der gegenwärtig mitverwendet werden können. So können beispielsverwendeten
harzartigen Materialien werden in Pulver- weise gegebenenfalls Formentrennmittel in das Geform
verpreßt. Das erfordert hohe Temperaturen und misch eingearbeitet werden.
Hochdruckpreßvorrichtungen. Da das ungehärtete 65require a larger cross-section of the lubricating material.It should be noted that, in addition to the molding under pressure, various resins, elastomers, and catalysts mentioned, the use of uncured elastomers and fillers also means that further mers may be used to bind the rigid lubricant granules for ease of handling facilitates compression molding. Many of the currently available can also be used. For example, resin-like materials used can be pressed into the mold in powder form, if necessary mold release agents. This requires high temperatures and mixed in.
High pressure pressing devices. Since the uncured 65
Elastomere von Natur aus bei Raumtemperatur ein Beispiel!Elastomers by nature at room temperature are an example!
hochviskoses Material ist, können die aus den Eiasto- 35,3 GewichtsteiJe eines ungehärteten Äthylen-Prop-is highly viscous material, the 35.3 parts by weight of an uncured ethylene prop-
meren herstellbaren Verbundstoffe gemäß der vor- ylen-Dien-Terpolymerisats, 30,4 Gewichtsteile einesmeren producible composites according to the pre-ylene-diene terpolymer, 30.4 parts by weight of a
harzartigen Organopolysiloxan-Mischpolymerisats aus 25 Molprozent Methylvinylsiloxan-, 15 Molprozent Monovinylsiloxan-, 20 Molprozent Phenylmethylsiloxan- und 40 Molprozent Monophenylsiloxaneinheiten, 21 Gewichtsteile f einteiliger Gasruß und 13 Gewichtsteile Graphitfasern wurden auf einem kalten Zweiwalzenstuhl vermischt und 0,87 Gewichtsteile Dicumylperoxid als Katalysator zugefügt.resinous organopolysiloxane copolymer made from 25 mol percent methylvinylsiloxane, 15 mol percent Monovinylsiloxane, 20 mole percent phenylmethylsiloxane and 40 mole percent monophenylsiloxane units, 21 parts by weight of one-part carbon black and 13 parts by weight of graphite fibers were on a cold Mixed two-roll mill and added 0.87 parts by weight of dicumyl peroxide as a catalyst.
Das katalysierte Gemisch wurde mit Körnern mit Schmierwirkung auf einem heißen Zweiwalzenstuhl im Verhältnis von 15 Gewichtsprozent Polymerisatgemisch zu 85 Gewichtsprozent Körnern mit Schmierwirkung versetzt. Die Körner mit Schmierwirkung waren ein Gemisch aus 40 Gewichtsteilen MoS8 und 40 Gewichtsteilen ZnS in 16,7 Gewichtsteilen eines Epoxyharzbindemittels, das mit 3,3 Gewichtsteilen eines Dianhydrids der 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure 2 Stunden bei 205° C gehärtet worden war. Das gehärtete Material wurde zerkleinert und gesiebt unter Bildung von 50% Körnern der Größe 1,4 bis 2,0 mm und 50°/0 Körnern der Größe 0,8 bis 1,4 mm.The catalyzed mixture was treated with lubricating grains on a hot two-roll mill in a ratio of 15 percent by weight of polymer mixture to 85 percent by weight of lubricating grains. The lubricating grains were a mixture of 40 parts by weight of MoS 8 and 40 parts by weight of ZnS in 16.7 parts by weight of an epoxy resin binder which had been cured with 3.3 parts by weight of a dianhydride of 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid at 205 ° C. for 2 hours was. The cured material was crushed and sieved 1.4 mm to 2.0 mm and 50 ° / 0 grain size of 0.8 to 1.4 to give 50% of the grains size.
Zur Erleichterung des Dispergierens der festen Körner mit Schmierwirkung in dem ungehärteten Polymerisatgemisch wurde das Gemisch durch Zugabe von 5 Gewichtsprozent 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 2050C nachgehärtet. Das so erhaltene Lagelbauteil wurde in einem Laufzapfenlagerprüfgerät in einem 30-Tage-Test unter einem Druck von 3,52 kg/cm2 und einer Geschwindigkeit von 138,4 m/Min, geprüft. Der Druck in dem Gerät betrug 3,52 kg/cm8 bei 1725 Umdr./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 dieselbe Füllstoffbeladung, jedoch in feinteiliger Form, geprüft. Es wurde eine gleichbleibende Temperatur von 76° C erzeilt und ein Verschleiß von 0,23 cm und Gewichtsverlust von 5,9 g festgestellt. Dies beweist eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß des mosaikartigen Verbundstoffes als des Füllstoffes mit Schmierwirkung in feinteiliger Form.To make it easier to disperse the solid grains with a lubricating effect in the uncured polymer mixture, the mixture was diluted by adding 5 percent by weight of heptane, which was then removed again by drying in air. The polymer-lubricant grain mixture was pressed for 15 minutes at 163 0 C under pressure and post-cured for 2 hours at 205 0 C. The bearing component obtained in this way was tested in a journal bearing tester in a 30-day test under a pressure of 3.52 kg / cm 2 and a speed of 138.4 m / min. The pressure in the device was 3.52 kg / cm 8 at 1725 rpm. The constant temperature of the composite was 66 ° C. At the end of the test, a wear of 0.17 cm and a weight loss of 2.6 g were measured. The same rigid epoxy resin binder and filler loading, but in finely divided form, were tested in an identical test. A constant temperature of 76 ° C. was obtained and a wear of 0.23 cm and a weight loss of 5.9 g were found. This proves a better resistance to wear of the mosaic-like composite than the filler with lubricating effect in finely divided form.
Diese beiden Proben wurden außerdem auf dem Alpha-LFW-1-Prüfgerät bei 40,8 kg (40,8 kg/cm2) Belastung auf den Proben geprüft. Die Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle I ersichtlich.These two samples were also tested on the Alpha-LFW-1 tester at 40.8 kg (40.8 kg / cm 2 ) load on the samples. The results are shown in Table I below.
Der Verschleiß auf dem Alpha-LFW-1-Prüfgerät wurde wie folgt ermittelt: ein cylindrischer Metalltestblock wurde unter der angegebenen Belastung gegen einen rotierenden Metalltestring gepreßt. Der auf dem Block ersichtliche Verschleiß wurde in cm · 10"9 pro Zentimeter Ringumfang ermittelt, d. h., der Verschleiß wird in Zentimeter pro Zentimeter des Ringes gemessen, die gegen die zu verschleißende Fläche bewegt wurden. Der nach dieser Methode ίο ermittelte Verschleiß ist daher dimensionslos.The wear on the Alpha-LFW-1 tester was determined as follows: a cylindrical metal test block was pressed against a rotating metal test ring under the specified load. The wear visible on the block was determined in cm · 10 " 9 per centimeter of the ring circumference, ie the wear is measured in centimeters per centimeter of the ring that was moved against the surface to be worn. The wear determined using this method ίο is therefore dimensionless .
Diese Prüfungen zeigen vergleichbare Reibungsund 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 Absorption von Erschütterungen und Vibrationen zeigte.These tests show comparable friction and wear properties between the two Materials. However, the flexure deflection rupture indicated the breakage of the composite after a rash of 0.315 cm of a 2.54 cm wide chip compared to the flexural deflection deflection of the solid material at 0.041 cm, demonstrating the considerable superiority of the mosaic structure in the absorption of Shocks and vibrations showed.
85 Gewichtsprozent der starren Epoxyharzschmierfüllstoffkörner gemäß Beispiel 1, in Größen zwischen 0,82 und 0,225 mm, wurden mit 15 Gewichtsprozent einer ungehärteten Elastomer-Formmasse aus 100 Gewichtsteilen polymerisiertem 2-Chlor-butadien-l,3 (Neopren GW), 5 Gewichtsteilen Magnesiumoxid und 4 Gewichtsteilen Zinkoxid vermischt, bei 177° C 1I2 Stunde formgepreßt und 1 Stunde bei derselben Temperatur nachgehärtet.85 percent by weight of the rigid epoxy resin lubricant filler grains according to Example 1, in sizes between 0.82 and 0.225 mm, were with 15 percent by weight of an uncured elastomer molding compound of 100 parts by weight of polymerized 2-chloro-butadiene-1,3 (neoprene GW), 5 parts by weight of magnesium oxide and 4 parts by weight of zinc oxide mixed, compression-molded at 177 ° C. for 1 l for 2 hours and post-cured for 1 hour at the same temperature.
Auf einem Alpha-LFW-1-Prüfgerät wurde bei 38,0 kg/cm8 ein Reibungskoeffizient von 0,08 bis 0,05 bei 43,89 m/Min, und von 0,033 bei 109,73 m/Min.On an Alpha-LFW-1 tester at 38.0 kg / cm 8 a coefficient of friction of 0.08 to 0.05 at 43.89 m / min, and of 0.033 at 109.73 m / min.
festgestellt. Die gleichbleibende Temperatur lag bei beiden Geschwindigkeiten zwischen 65° und 71°C.detected. The constant temperature was between 65 ° and 71 ° C at both speeds.
90 Gewichtsteüe der starren Epoxyharzschmierstoffkörner gemäß Beispiel 1 aus 60 Teilen einer Größe von 1,4 bis 0,8 mm und 30 Teilen einer Größe von 0,225 bis 0,075 mm wurden mit einer ungehärteten Elastomer-Formmasse aus 10 Gewichtsteilen Polyisopren, 1 Gewichtsteil Dicumylperoxid und 0,20 Gewichtsteilen Äthylendiaminopropyltrimethoxysilan vermischt. Das Gemisch wurde bei 1770C 30 Minuten formgepreßt und bei 1770C 45 Minuten nachgehärtet. Die Ergebnisse auf dem Alpha-LFW-1-Prüfgerät gaben bei 43,89 m/Min, einen Reibungskoeffizienten von 0,09 und eine Temperatur von 55° C. Bei 109,73 m/ Min. betrug der Reibungskoeffizient 0,06 und die gleichbleibende Temperatur 680C.90 parts by weight of the rigid epoxy resin lubricant grains according to Example 1 from 60 parts of a size of 1.4 to 0.8 mm and 30 parts of a size of 0.225 to 0.075 mm were treated with an uncured elastomer molding compound of 10 parts by weight of polyisoprene, 1 part by weight of dicumyl peroxide and 0, 20 parts by weight of ethylenediaminopropyltrimethoxysilane mixed. The mixture was compression-molded for 30 minutes at 177 0 C and post-cured for 45 minutes at 177 0 C. The results on the Alpha-LFW-1 tester gave at 43.89 m / min, a coefficient of friction of 0.09 and a temperature of 55 ° C. At 109.73 m / min. The coefficient of friction was 0.06 and the constant temperature 68 0 C.
89,4 Gewichtsteile des festen Epoxyharzfüllstoffes gemäß Beispiel 1 in Korngrößen zwischen 0,82 und 0,225 mm wurden mit 9,9 Gewichtsteilen eines Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisats, 0,40 Gewichtsteilen Dicumylperoxid und 0,25 Gewichtsteilen Äthylendiaminopropyltrimethoxysilan vermischt. Das feste Epoxyharzfüllstoffmaterial machte 76% des Gesamtvolumens aus. Das Material wurde auf einer Drahtgewebeunterlagc unter Druck verpreßt unter Bildung einer 0,24 cm dicken Folie. Dieses Material wurde auf dem Alpha-LFW-1-Prüfgerät unter einer Belastung von 40,8 kg getestet. Bei 21,95 m/Min, betrug der Reibungskoeffizient 0,0666 und die gleichbleibende Temperatur 49 0C. Bei 87,78 m/Min, betrug89.4 parts by weight of the solid epoxy resin filler according to Example 1 in grain sizes between 0.82 and 0.225 mm were mixed with 9.9 parts by weight of an ethylene-propylene-diene terpolymer, 0.40 parts by weight of dicumyl peroxide and 0.25 part by weight of ethylenediaminopropyltrimethoxysilane. The solid Epoxyharzfüllstoffmaterial accounted for 76% it d total volume of. The material was pressed onto a wire mesh pad to form a 0.24 cm thick film. This material was tested on the Alpha-LFW-1 tester under a load of 40.8 kg. At 21,95 m / min, the coefficient of friction 0.0666 and the constant temperature was 49 0 C. at 87.78 m / min, was
der Reibungskoeffizient 0,0(51 und die Temperatur 720C; bei 131,67 m/Min. | betrug der Reibungskoeffizient 0,056 und die Temperatur 850C.the coefficient of friction was 0.0 (51 and the temperature 72 0 C; at 131.67 m / min. | the coefficient of friction was 0.056 and the temperature 85 0 C.
Dieselben Tests wurden mit Proben durchgeführt, in welchen der Volumprozentgehalt des polymeren Füllstoffes zwischen 14 und 35,7 °/0 variierte. Bei 15 Volumprozent wurde das Rückstellvermögen des Materials außerordentlich niedrig, obwohl die Schmiereigenschaften vergleichbar waren. Bei 35,7 Volumprozent versagte die Probe infolge der hohen Reibung und des hohen Verschleißes.The same tests were performed on samples in which the Volumprozentgehalt of the polymeric filler 14 to 35.7 ° / 0 varied. At 15 percent by volume, the resilience of the material became extremely low, although the lubricating properties were comparable. At 35.7 percent by volume, the sample failed due to high friction and high wear.
Ein starres Schmiermittel wurde durch Vermischen von 80 Gewichtsteilen eines feinteiligen MoS2 (Molykote Z), 20 Gewichtsteilen eines Phenylmethylsiloxanharzes mit durchschnittlich 1,5 Methyl- und Phenylresten 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 800°C 2 Stunden gebrannt und dann zum Abkühlen stehengelassen.A rigid lubricant was made by mixing 80 parts by weight of a finely divided MoS 2 (Molykote Z), 20 parts by weight of a phenylmethylsiloxane resin with an average of 1.5 methyl and phenyl radicals in total per Si atom and a ratio of phenyl to methyl radicals of 1.13 to 1 , 0 and 1 part by weight of triethylenediamine produced as a hardening material for the resin. This turned into panels 0.635 cm thick χ 1.27 cm ! Width χ 12.7 cm high, compression molded. These panels were then subjected to a reducing atmosphere at 400 0 C for 2 hours, then at 60O 0 C for 2 hours and finally calcined for 2 hours at 800 ° C and then allowed to cool.
Das so erhaltene keramikartige Material wurde zerkleinert und gesiebt unter Bildung von Körnern mit Schmierwirkung einer Korngröße von 0,075 bis 1,4 mm. 84 Gewichtsteile des Schmierkornmaterials wurden mit 9,2 Gewichtsteilen Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisat, 5,5 Gewichtsteilen feinteiligem Graphit, 1,0 Gewichtsteil Dicumylperoxid und 0,25 Gewichtsteilen Äthylendiaminopropyltrimethoxysilan vermischt und gehärtet.The ceramic-like material thus obtained was crushed and sieved to form grains with a lubricating effect with a grain size of 0.075 to 1.4 mm. 84 parts by weight of the grease grain material were with 9.2 parts by weight of ethylene-propylene-diene terpolymer, 5.5 parts by weight of finely divided graphite, 1.0 part by weight of dicumyl peroxide and 0.25 part by weight Ethylenediaminopropyltrimethoxysilane mixed and cured.
Die Prüfung auf dem Alpha-LFW-1-Prüfgerät unter 40,8 kg Belastung ergab einen Reibungskoeffizienten von 0,167 und eine Temperatur von 550C bei 21,95 m/ Sek., 0,0444 Reibungskoeffizienten und 600C bei 43,89 m/Sek. und 0,0611 Reibungskoeffizienten und 710C bei 87,78 m/Sek. jThe test on the Alpha LFW-1 test apparatus under 40.8 kg load showed a coefficient of friction of 0.167 and a temperature of 55 0 C at 21.95 m / sec., 0.0444 coefficient of friction and 60 0 C at 43.89 m / sec. and 0.0611 coefficient of friction and 71 0 C at 87.78 m / sec. j
Keramikartiges starres Material wurde gemäß Beispiel 5 hergestellt und gesiebt unter Verwendung folgender Bestandteile: ;Ceramic-like rigid material was prepared according to Example 5 and sieved using the following components:;
(1) 40 Gewichtsteile MoS2, 50 Gewichtsteile Zinkoxid und 20 Gewichtsteile Phenolharz und(1) 40 parts by weight of MoS 2 , 50 parts by weight of zinc oxide and 20 parts by weight of phenolic resin and
(2) 70 Gewichtsteile MoSi und 30 Gewichtsteile Phenolharz. j(2) 70 parts by weight MoSi and 30 parts by weight Phenolic resin. j
Die Formmassen wurden unter Druck verpreßt, gebrannt, zerkleinert und 'gesiebt, wie im Beispiel 5, an Stelle des dort verwendeten keramikartigen Füllstoffes im gleichen Verhältnis eingesetzt. Die Ergebnisse der Prüfung auf dem Alpha-LFW-1-Prüfgerät sind aus Tabelle II ersichtlich: \ The molding compositions were pressed under pressure, fired, comminuted and sieved, as in Example 5, instead of the ceramic-like filler used there in the same ratio. The results of the test on the Alpha-LFW-1 test device can be seen in Table II: \
Fortsetzung Tabelle IITable II continued
Mosaikartiger
VerbundstoffMosaic-like
Composite
21,95 m/Sek.21.95 m / sec.
43,89 m/Sck.43.89 m / sck.
87,78 m/Sek.87.78 m / sec.
Reibungskoeffizient Coefficient of friction
0,145
0,111
0,0720.145
0.111
0.072
Temperaturtemperature
51°C
63°C
710C51 ° C
63 ° C
71 0 C
Starrer VerbundstoffRigid composite
21,95 m/Sek 21.95 m / sec
43,89 m/Sek 43.89 m / sec
87,78 m/Sek 87.78 m / sec
Reibungskoeffizient Coefficient of friction
10,167 j 0,103 i 0,067 1 0.167 j 0.103 i 0.067
Temperaturtemperature
55°C 63°C 740C55 ° C 63 ° C 74 0 C
Wurde das Zinksulfid jeweils durch Calciumfluorid, Zinkoxid und Antimontrioxid als Schmierfüllstoff des starren Materials in den vorangegangenen Beispielen ersetzt, wurden gleichwertige Ergebnisse erzielt.The zinc sulfide was each replaced by calcium fluoride, zinc oxide and antimony trioxide as a lubricating filler of the rigid material in the previous examples, equivalent results were obtained.
Wurden an Stelle von Molybdendisulfid in Beispiel 1 Bornitrid, Polytetrafluoräthylen, Graphit und WoI-framdisulfid eingesetzt, wurden praktisch gleiche Ergebnisse erzielt.Instead of molybdenum disulfide in Example 1, boron nitride, polytetrafluoroethylene, graphite and wool-fram disulfide were used used, practically the same results were achieved.
Claims (4)
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3136062C2 (en) * | 1980-02-19 | 1992-03-26 | Jeumont-Schneider, Puteaux, Fr | |
DE102006012870A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-12-27 | Daimlerchrysler Ag | Sliding system for decreasing friction between basic automotive body and counter body of motor vehicle, has anti-friction substance reservoir formed partly by longitudinally stocked mould, which comprises higher hardness than matrix |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3136062C2 (en) * | 1980-02-19 | 1992-03-26 | Jeumont-Schneider, Puteaux, Fr | |
DE102006012870A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-12-27 | Daimlerchrysler Ag | Sliding system for decreasing friction between basic automotive body and counter body of motor vehicle, has anti-friction substance reservoir formed partly by longitudinally stocked mould, which comprises higher hardness than matrix |
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