DE3607796C2

DE3607796C2 -

Info

Publication number: DE3607796C2
Application number: DE3607796A
Authority: DE
Inventors: Winfried 7758 Meersburg De Heinzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Oerlikon Friction Systems Germany GmbH
Priority date: 1986-03-08
Filing date: 1986-03-08
Publication date: 1988-01-07
Also published as: DE3607796A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Dichtscheiben für Sanitärarmaturen, bei dem ein mit Öffnungen versehener Scheibenkörper hergestellt und an einer die Öffnungen umgebenden Gleitoberfläche feinbearbeitet wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Dichtscheibe für Sanitärarmaturen mit einem mit Öffnungen versehenen Scheibenkörper und einer die Öffnungen umgebenden feinbearbeiteten Gleitoberfläche.

Es ist bekannt, in Sanitärarmaturen ein Paar von Dichtscheiben zu verwenden, die jeweils mit Gleitoberflächen versehen sind und mit ihren Gleitoberflächen aneinander laufen. Die beiden Dichtscheiben eines solchen Paares sind mit definiert angebrachten Öffnungen versehen, so daß beim Verschieben der Dichtscheiben gegeneinander in zwei Richtungen, typischerweise einer Längsrichtung und einer Drehrichtung, die Menge und das Mischungsverhältnis von zulaufendem Kalt- und Warmwasser eingestellt werden kann.

Bekannte Dichtscheiben dieser Art sind aus Vollsinterkeramik hergestellt. Aufgrund der komplizierten Formgebung, insbesondere im Bereich der Durchlaßöffnungen, ist eine sehr schwierig zu handhabende Sintertechnik erforderlich. Trotz weit vorgeschrittener Sintertechnik lassen sich in der heutigen Praxis Risse und Porenansammlungen beim Durchlauf durch den Sinterofen nicht vermeiden, so daß Ausschußraten in der Größenordnung von 25% durchaus üblich sind.

Aufgrund des teuren eingesetzten Materiales und der sehr hohen Ausschußraten ist ein solchen Dichtscheibenpaar in der Herstellung recht teuer.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit billigeren Einsatzstoffen eine reproduzierbare Herstellung von Dichtscheiben bei extrem niedrigen Ausschußraten möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte gelöst:

- Gießen oder Spritzen eines Glaskörpers mit den Öffnungen;
- Beschichten einer Oberfläche des Glaskörpers im Plasmasprüh-Verfahren mit mindestens einer Keramikschicht;
- Aufbringen einer Gleitschicht auf die Keramikschicht;
- Aushärten der Gleitschicht;
- Läppen oder Polieren der mit der Gleitschicht versehenen Keramikschicht

Die Aufgabe wird nach der eingangs genannten Dichtscheibe dadurch gelöst, daß der Scheibenkörper einen Glaskörper aufweist, daß der Glaskörper mit einer Keramikschicht, vorzugsweise einer Keramikschicht aus Aluminiumoxid, bedeckt ist und daß die Keramikschicht ihrerseits mit einer Gleitschicht, vorzugsweise einer Gleitschicht aus Molybdändisulfid oder Polytetrafluorethylen, bedeckt ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird damit vollkommen gelöst, weil Glas ein wesentlich billigerer Einsatzstoff als Vollsinterkeramik ist. Darüber hinaus ist das Gießen oder Spritzen von Glas wesentlich billiger als das Sintern der Keramik, und die eingangs genannten Schwierigkeiten bei derartigen Keramikprozessen entstehen nicht. Die erfindungsgemäße anschließende Oberflächenbehandlung gewährleistet darüber hinaus Dichteigenschaften, die denjenigen herkömmlicher Dichtscheiben aus Vollsinterkeramik vollkommen ebenbürtig sind. Auch die Langzeiteigenschaften der erfindungsgemäßen Dichtscheiben aus Glas sind vollkommen ausreichend. Bei einem Versuchsmuster wurden beispielsweise 700 000 Schaltungen durchgeführt, was einem Benutzungszeitraum von 80 Jahren entspricht. Die Betätigungskraft des gemessenen Dichtscheibenpaars betrug selbst nach 700 000 Schaltungen weniger als 1 N. Die Herstellungskosten beliefen sich auf etwa die Hälfte derjenigen von Vollsinterkeramik-Dichtscheiben.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird der Glaskörper aus einem Abfallglasgemenge hergestellt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Kosten des Einsatzwerkstoffes weiter reduziert werden. Es verdeutlicht sich hier auch die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Material des Scheibenkörpers in den Hintergrund tritt, weil die Dicht- und Gleiteigenschaften durch die erfindungsgemäß aufgebrachten Schichten bestimmt werden.

Bevorzugt ist weiter ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Keramikschicht eine Aluminiumoxid-Schicht ist, deren Dicke ca. 100 µm beträgt. Darüber hinaus sind aber auch andere Keramikmaterialien einsetzbar, wie sie üblicherweise im Plasmasprüh-Verfahren verarbeitet werden können.

Bei einer Variante der Erfindung ist die Gleitschicht eine Molybdändisulfid-Schicht oder eine Polytetrafluorethylen-Schicht, wobei sich beide Materialien für Gleitschichten als besonders geeignet erwiesen haben.

Eine besonders gute Wirkung wird bei diesen Gleitschichten dann erzielt, wenn sie bei einer Temperatur zwischen 150°C und 300°C ausgehärtet werden.

Es versteht sich, daß die vorstehend geschilderten und die nachstehend noch genannten Maßnahmen nicht nur in ihrer jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Dichtscheibe, in vergrößertem Maßstab und in Draufsicht;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1.

In den Figuren ist mit 10 insgesamt eine Dichtscheibe bezeichnet, wie sie in bekannter Formgestaltung für Sanitärarmaturen eingesetzt wird. Die Dichtscheibe 10 ist mit an sich bekannten Öffnungen 11, 12, 13 versehen, mit denen bei Verschieben eines Paares von Dichtscheiben aufeinander die Menge und die Temperatur des aus einer Sanitärarmatur auslaufenden Wassers durch Mischung von Kalt- und Warmwasser eingestellt werden können.

An der Oberseite der Dichtescheibe 10 ist eine Gleitoberfläche 14 angedeutet, die einen Teil der Gesamtoberfläche der Dichtscheibe 10 einnimmt.

In Fig. 2 ist in einem vergrößerten Ausschnitt die Schichtstruktur der Dichtscheibe 10 dargestellt.

Man erkennt, daß die Dichtscheibe 10 im wesentlichen aus einem Glaskörper 15 besteht, der durch Gießen oder Spritzen aus Glas oder einem Abfallglasgemenge hergestellt wurde und dessen Oberflächen nicht besonders präzise hergestellt zu sein brauchen.

Auf die in Fig. 2 obere Oberfläche des Glaskörpers 15 wird zunächst im Plasmasprüh-Verfahren eine Keramikschicht 16 von beispielsweise 100 µm Dicke aufgetragen. Das Material kann ein Aluminiumoxid oder ein anderes Keramikmaterial sein, das im Plasmasprüh-Verfahren aufgebracht werden kann.

Auf die Keramikschicht 16 wird eine Gleitschicht 17 aufgebracht, die vorzugsweise aus Molybdändisulfid (MoS₂) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.

Die Gleitschicht 17 wird beispielsweise aufgesprüht und dann bei einer Temperatur zwischen 150°C und 300°C ausgehärtet.

Die dermaßen beschichtete Dichtscheibe 10 wird alsdann einer mechanischen Endbearbeitung zugeführt, in der die Dichtscheibe 10 an ihrer Gleitoberfläche 14 geläppt oder poliert wrid.

Es hat sich gezeigt, daß das Material der Gleitschicht 17, beispielsweise das Molybdändisulfid, in die poröse Keramikschicht 16 eindringt und als "Vorrat" unterhalb der geläppten und polierten Gleitoberfläche 14 verbleibt. Im Langzeitgebrauch der Dichtscheibe 10 tritt nun nach und nach das Material der Gleitschicht 17 wieder an die Gleitoberfläche 14, so daß ein sich regenerierender Gleitfilm aus beispielsweise Molybdändisulfid zwischen einem Paar Dichtscheiben 10, die mit ihren Gleitoberflächen 14 aufeinander gleiten, erzeugt wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Dichtscheiben für Sanitärarmaturen, bei dem ein mit Öffnungen (11, 12, 13) versehener Scheibenkörper hergestellt und an einer die Öffnungen (11, 12, 13) umgebenden Gleitoberfläche (14) feinbearbeitet wird, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Gießen oder Spritzen eines Glaskörpers (15) mit den Öffnungen (11, 12, 13);
- Beschichten einer Oberfläche des Glaskörpers (15) im Plasmasprüh-Verfahren mit mindestens einer Keramikschicht (16);
- Aufbringen einer Gleitschicht (17) auf die Keramikschicht (16);
- Aushärten der Gleitschicht (17);
- Läppen oder Polieren der mit der Gleitschicht (17) versehenen Keramikschicht (16).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (15) aus einem Abfallglasgemenge hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Keramikschicht (16) eine Aluminiumoxid-Schicht verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht (16) in einer Dicke von 100 µm erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Molybdändisulfid-Schicht als Gleitschicht (17) eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polytetrafluorethylen-Schicht als Gleitschicht (17) eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (17) bei einer Temperatur zwischen 150°C und 300°C ausgehärtet wird.

8. Dichscheibe für Sanitärarmaturen, mit einem mit Öffnungen (11, 12, 13) versehenen Scheibenkörper und einer die Öffnungen (11, 12, 13) umgebenden feinbearbeiteten Gleitoberfläche (14), dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper einen Glaskörper (15) aufweist, daß der Glaskörper (15) mit einer Keramikschicht (16) bedeckt ist und daß die Keramikschicht (16) ihrerseits mit einer Gleitschicht (17) bedeckt ist.

9. Dichtscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht (16) aus Aluminiumoxid besteht.

10. Dichtscheibe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (17) aus Molybdändisulfid oder Polytetrafluorethylen besteht.