DE60129438T2

DE60129438T2 - Dichtungsring

Info

Publication number: DE60129438T2
Application number: DE60129438T
Authority: DE
Inventors: Tomihiko Settsu-shi YANAGIGUCHI; Masamichi Settsu-shi SUKEGAWA; Michio Settsu-shi ASANO
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: EP1298178A1; DE60129438D1; EP1298178A4; EP1298178B1; CN1280376C; WO2001090274A1; US20030122318A1; CN1439042A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsring, insbesondere auf einen Dichtungsring, der ein stabiles Reibungsmoment vom Beginn über einen langen Zeitraum aufweist. Der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung kann insbesondere als ein Dichtungsring für eine Ventilvorrichtung einer Servolenkung von Automobilen mit Standardgröße oder großer Größe geeignet verwendet werden. Zusätzlich, da der Dichtungsring eine Abriebfestigkeit und eine stabile Reibung gegen das gegenüberliegende Material vom Beginn über einen langen Zeitraum aufweist, kann der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung als ein Dichtungsring für ein Automatikgetriebe oder für einen Stoßdämpfer geeignet verwendet werden.
Stand der Technik
Polytetrafluorethylen(PTFE)-Pulver (körniges Harzpulver) weist herausragende Eigenschaften, wie keine Klebrigkeit, Gleiteigenschaft und Wärmebeständigkeit auf, weist aber auch einen Nachteil auf, dass die Festigkeit der geformten Gegenstände, die davon hergestellt werden, unzureichend ist. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde aktiv versucht, einen organischen Füllstoff, wie Polyimidharzpulver oder einen anorganischen Füllstoff, wie Kohlenstofffaser, Bronzepulver oder Graphitpulver einzuarbeiten, und diese Füllstoffe werden verschiedenartig kombiniert, um verschiedene PTFE-Zusammensetzungen in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck herzustellen.
Mittlerweile werden Dichtungsringe beispielsweise bei solch einer Gelegenheit verwendet, die in der schematischen Querschnittsansicht von 1 gezeigt ist. Das heißt, der Dichtungsring 1, ein ringartiges Element, welches zwischen den beiden Elementen (Gehäuse 2 und Dichtungsringpasskörper 3) angeordnet ist, der einer Relativbewegung bei einem Drehabschnitt oder einem Gleitabschnitt unterzogen wird, wird verwendet, um das Öl 4 abzudichten. In 1 ist der Dichtungsring 1 über den Dichtungsringpasskörper 3 gewunden und bildet eine Gleitoberfläche zu dem Gehäuse 2. Während der Verwendung rotiert der Dichtungsringpasskörper 3 auf dem Gehäuse 2 und es wird ein relativ hoher Druck von dem Öl 4 auf den Dichtungsring ausgeübt. Darüber hinaus, wenn Normal- und gegenläufige Rotationen wiederholt werden, schwankt das Reibungsmoment während der Verwendung beträchtlich und die Endfläche des Dichtungsrings 1 wird angeschlagen, wenn er lange verwendet wird, was einen verdrängten Abschnitt 5 (3) bildet. Darüber hinaus, wenn das Gehäuse 2 aus einem weichen Metall, wie Aluminium, hergestellt wird, neigt das Gehäuse 2 zu einem Verschleiß und ein abgeschabter Abschnitt 6 wird gebildet (4). Letztendlich wird manchmal das Austreten von Öl 4 verursacht.
Der oben beschriebene Nachteil von Dichtungsringen ist ein ernsthaftes Problem, welches gelöst werden muss, insbesondere, wenn der Dichtungsring für Vorrichtungen wie eine Servolenkung von Automobilen verwendet wird, bei der ein Fahrgefühl und Sicherheit erforderlich sind.
Darüber hinaus, sogar wenn der Öldruck von dem Öl 4 relativ niedrig ist und der Dichtungsringpasskörper 3 auf dem Gehäuse 2 mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, neigt das Gehäuse 2 zu einer Abnutzung, wenn es lange verwendet wird, um einen abgeschabten Abschnitt 6 zu bilden, was das Austreten von Öl 4 verursacht und auch, wenn das Gehäuse 2 aus weichem Metall, wie Aluminium, hergestellt ist.
Der oben beschriebene Nachteil von Dichtungsringen ist ein ernsthaftes Problem, welches gelöst werden muss, insbesondere, wenn der Dichtungsring für Vorrichtungen wie ein Automatikgetriebe von Automobilen, bei dem Sicherheit erforderlich ist, verwendet wird.
Zusätzlich, wenn die beiden Elemente, die eine Relativbewegung durchlaufen, ein Kolben 7 und ein Zylinder 8 sind, und der Dichtungsring 1 zwischen den beiden Elementen angeordnet wird, um das Öl 4 mit dem Kolben 7, der sich entlang dem Zylinder 8 hin- und herbewegt, abzudichten, schwankt die Reibung (Gleitwiderstand) der Gleitoberfläche zwischen dem Dichtungsring 1 und dem Zylinder 8 während der Verwendung beträchtlich und die Außenfläche des Dichtungsrings 1 wird abgeschabt, wie es in 6 gezeigt ist, wenn er lange verwendet wird. Darüber hinaus, sogar wenn der Zylinder 8 aus einem relativ harten Metall, wie Kohlenstoffstahl hergestellt wird, neigt der Zylinder 8 zu einer Abnutzung und ein abgeschabter Abschnitt 9 kann hergestellt werden. Letztendlich wird in manchen Fällen ein Austreten von Öl verursacht.
Der oben angegebene Nachteil der Dichtungsringe ist ein ernsthaftes Problem, welches gelöst werden muss, insbesondere wenn der Dichtungsring für Vorrichtungen wie ein Stoßdämpfer von Automobilen, bei dem Sicherheit erforderlich ist, verwendet wird.
Herkömmliche PTFE-Zusammensetzungen für solche Dichtungsringe, von denen erforderlich ist, dass sie die oben angegebenen Eigenschaften aufweisen, sind:

(1) PTFE-Pulver/Polyimid(PI)-Pulver/Kohlenstofffaser ( JP-A-9-208929 und andere);
(2) PTFE-Pulver/wärmebeständiges aromatisches Polyoxybenzoylesterharzpulver/Kohlenstofffaser ( JP-B-1-13494 , JP-A-11-21408 );
(3) PTFE-Pulver/Graphitpulver/Kohlenstofffaser ( JP-A-239440 ); und
(4) PTFE-Pulver/Polyimidpulver/Kohlenstofffaser ( JP-A-9-208929 ).

Allerdings tritt unter einem hohen Öldruck von wenigstens 8 MPa ein Brechen des Dichtungsrings und ein Abrieb des gegenüberliegenden Materials (Gehäuse) ziemlich früh auf. Somit wurde berücksichtigt, dass solche bekannten PTFE-Zusammensetzungen bei der Haltbarkeit eine gewisse Grenze aufweisen.
Darüber hinaus nützt sich unter einer schnellen Gleitbedingung einer Rotationsgeschwindigkeit von wenigstens 7.000 U/min das gegenüberliegende Material ziemlich früh ab, was auch die begrenzte Haltbarkeit solcher bekannten PTFE-Zusammensetzungen anzeigt.
Zusätzlich, wenn die gegenseitige Gleitbewegung unter einem hohem Öldruck von mindestens 8 MPa wiederholt wird, treten ein Brechen des Dichtungsrings und ein Abrieb von gegenüberliegendem Material ziemlich früh auf. Somit wurde auch berücksichtigt, dass solche bekannten PTFE-Zusammensetzungen bei der Haltbarkeit eine gewisse Grenze aufweisen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Dichtungsrings, der eine geringe Schwankung beim Reibungsmoment aufweist und der nicht bricht, sogar in dem Fall, wenn er für eine lange Zeit unter einem hohen Öldruck, einer hohen Rotationsgeschwindigkeit oder einem schnellen gegenseitigen Gleiten verwendet wird, während das Abriebausmaß des gegenüberliegenden Materials gering gehalten wird. Der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung hat die begrenzte Eigenschaft von bekannten Zusammensetzungen überwunden.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Dichtungsrings, der eine herausragende Eignung für den Einbau hat, während solch eine Haltbarkeit aufrechterhalten wird.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft nämlich einen Dichtungsring, der als Füllstoff im Wesentlichen einzig ein schuppiges Graphitpulver enthält und im Wesentlichen aus 2 bis 35 Gew.-% des Graphitpulvers und 65 bis 98 Gew.-% eines Polytetrafluorethylenpulvers besteht, worin das Graphitpulver einen interplanaren Abstand von 0,335 bis 0,340 nm, gemessen durch ein Pulver-Röntgen-Diffraktionsverfahren (entwickelt von Japan Society for the Promotion of Science, 117. Board, nachfolgend als "Gakushin-Verfahren" bezeichnet; Seiten 46 bis 63, "Experiment Technology of Carbon (I)", herausgegeben von Carbon Society of Japan, Kagaku Gijutsu-Sha, 1. Juni 1978), und eine Größe der (004) Seite des Kristalliten von mindestens 70 nm aufweist.
Als schuppiges Graphitpulver ist es wünschenswert, ein Pulver zu verwenden, derart, dass wenn "a" einen Mittelwert des Langdurchmessers und des Kurzdurchmessers eines Graphitpulverpartikels darstellt und "c" die Dicke des Graphitpulverpartikels darstellt, a/c zumindest 2 beträgt.
Als schuppiges Graphitpulver wird natürliches Graphit bevorzugt.
Zusätzlich als PTFE-Pulver wird modifiziertes PTFE-Pulver vom Standpunkt der Verbesserung der Eignung zum Einbau bevorzugt.
Der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für eine Ventilvorrichtung einer Servolenkung von Automobilen geeignet.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Dichtungsring, dergestalt, dass wenn der Dichtungsring einem Gleiten unter den folgenden Bedingungen unterzogen wird, der Dichtungsring nach 200.000 Zyklen nicht bricht und die Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials nach 200.000 Zyklen höchstens 10 μm beträgt.
Bedingung (1)

Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangentyp besitzt.
Öldruck: 12 MPa
Öltemperatur: 120°C
Art des Öls: Servolenkungsflüssigkeit
Zyklus: Ein Zyklus besteht aus einer Normalrotation bei 95 U/min für 2 Sekunden und einer gegenläufigen Rotation bei 95 U/min für 2 Sekunden.
Gegenüberliegendes Material: Aluminiumguß (JIS H5302)
Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist: Kohlenstoffstahl (JIS G4051).

In dem Dichtungsring-Haltbarkeitstest der vorliegenden Erfindung wird ein Dichtungsring mit einer Form wie oben erwähnt (äußerer Durchmesser: 36,4 mm, Breite: 1,5 mm, Höhe: 1,88 mm) verwendet, der nunmehr gewöhnlich in Japan verwendet wird. Zusätzlich dazu kann auch ein Dichtungsring mit einem äußeren Durchmesser von 36,2 mm, einer Breite von 1,25 mm und einer Höhe von 1,83 mm und ein Dichtungsring mit einem äußeren Durchmesser von 38,4 mm, einer Breite von 1,45 mm und einer Höhe von 2,00 mm verwendet werden. Auch wenn die zuletzt genannten Dichtungsringe verwendet werden, können in etwa die gleichen Testergebnisse unabhängig von der Form erhalten werden.
Als Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings wird eine verwendet, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Ventilvorrichtung einer Servolenkung eines gegenwärtigen Automobils (gegenwärtige Vorrichtung) verwendet. Der "Mechanismus, der grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine gegenwärtige Vorrichtung aufweist" bedeutet einen Mechanismus, der die gleiche mechanische Struktur wie die der gegenwärtigen Vorrichtung aufweist, solange das Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist und der Gleitabschnitt betroffen sind (die gleiche Definition wird auf die unten beschriebene Testausrüstung angewendet). Jede Ventilvorrichtung einer Servolenkung eines Automobils hat einen gemeinsamen Mechanismus des Elements, auf dem der Dichtungsring montiert ist und einen Gleitabschnitt, unabhängig von der Art des Automobils, solange die Servolenkung eine vom Zahnstangentyp ist. Indem man somit solch eine Testausrüstung verwendet, ist es möglich, die Eigenschaften wie in dem Fall zu bewerten, bei dem der Dichtungsring an eine gegenwärtige Ventilvorrichtung befestigt wird. Ein Beispiel einer gegenwärtigen Ventilvorrichtung ist in einer Querschnittsansicht von beispielsweise 5(a) auf S. 92, Engineering Journal Nr. 148, 1995, veröffentlicht von Koyo Seiko Co., Ltd., gezeigt.
Im Fall der Verwendung eines modifizierten PTFE, insbesondere eines modifizierten PTFE mit einer Kristallinität von zumindest 20% kann ein Dichtungsring, dessen Eignung zum Einbau verbessert ist, hergestellt werden. Insbesondere kann ein Dichtungsring mit einer Veränderung des äußeren Durchmessers von höchstens 3,4%, wie es unter den nachfolgenden Bedingungen (2) gemessen wird, erhalten werden.
Bedingung (2)
Testverfahren: Vergrößern des inneren Durchmessers des zu testenden Dichtungsrings um 10%, indem der Dichtungsring auf eine konische Spannvorrichtung mit abgestumpfter Kegelform (Neigung: 1/10) gesetzt wird und dann unmittelbar der äußere Durchmesser des Dichtungsrings gemessen wird, worin ((äußerer Durchmesser nach dem Test – äußerer Durchmesser vor dem Test)/äußerer Durchmesser vor dem Test) × 100 als Veränderung des äußeren Durchmessers angesehen wird.
Getesteter Dichtungsring: ein Ring, dessen Querprofil ein Rechteck von 1,5 mm × 1,88 mm und dessen innerer Durchmesser 33,4 mm beträgt und dessen äußerer Durchmesser 36,4 mm beträgt.
Darüber hinaus ist der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung für ein Automatikgetriebe geeignet.
Wie es hier in 1 gezeigt ist, ist das Automatikgetriebe eine Vorrichtung, die ein Gehäuse 2, einen Dichtungsringpasskörper 3 und einen Harzdichtungsring 1 umfasst, der Öl 4, das zwischen dem Gehäuse 2 und dem Dichtungsringpasskörper 3 eingefüllt wurde, abdichtet. Der Dichtungsring 1 umfasst als Füllstoff im Wesentlichen einzig ein schuppiges Graphitpulver, und umfasst eine PTFE-Harzzusammensetzung, die 65 bis 98 Gew.-% eines PTFE-Pulvers und 2 bis 35 Gew.-% des Graphitpulvers enthält.
Der Dichtungsring für das Automatikgetriebe ist einer, derart, dass wenn der Dichtungsring einem Drehgleiten unter den folgenden Bedingungen (3) unterzogen wird, der Dichtungsring nach 500 Stunden nicht bricht und die Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials nach 500 Stunden höchstens 10 μm beträgt.
Bedingung (3)

Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Automatikgetriebevorrichtung besitzt.
Öldruck: 2 MPa
Öltemperatur: 120°C
Art des Öls: Automatikgetriebeflüssigkeit
Rotationszahl: 8.000 U/min
Gegenüberliegendes Material: Aluminiumguß (JIS H5302)
Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist: Gußeisen (JIS G5501)
Dichtungsring: äußerer Durchmesser: 50 mm, Breite: 2 mm, Höhe: 2 mm.

Zusätzlich ist der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung für einen Stoßdämpfer geeignet, bei dem eine Hin- und Herbewegung (Hub) wiederholt stattfindet.
Wie es hier in 5 gezeigt ist, ist der Stoßdämpfer eine Vorrichtung, die einen Zylinder 8, einen Kolben 7 und einen Harzdichtungsring 1 umfasst, der das Öl 4, das zwischen dem Zylinder 8 und dem Kolben 7 gefüllt ist, abdichtet. Der Dichtungsring 1 umfasst als Füllstoff im Wesentlichen einzig ein schuppiges Graphitpulver und umfasst eine PTFE- Harzzusammensetzung, die von 65 bis 98 Gew.-% eines PTFE-Pulvers und 2 bis 35 Gew.-% des Graphitpulvers enthält.
Der Dichtungsring für den Stoßdämpfer ist einer, derart, dass wenn der Dichtungsring gleitendem Kolbenhub unter den folgenden Bedingungen (4) unterzogen wird, der Dichtungsring nach 5.000.000 Hüben nicht bricht; der maximale Gleitwiderstand Fmax innerhalb der Periode von 5.000.000 Hüben, ohne die Zeitspanne von anfänglich unstabilem Gleitwiderstand, weniger als 1,5 mal des minimalen Gleitwiderstands Fmin innerhalb der Zeitspanne beträgt; und der Ölaustritt nach 5.000.000 Hüben höchstens 15 ml beträgt.
Bedingung (4)

Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Stoßdämpfervorrichtung besitzt.
Öldruck: 10 MPa
Öltemperatur: 100°C
Art des Öls: Stoßdämpferöl
Hub: 60 mm
Einzusetzende Schwingungsfrequenz: 3 Hz
Gegenüberliegendes Material: Kohlenstoffstahl (JIS H4051)
Element, auf dem der Dichtungsring montiert wird: Gußeisen (JIS G5501)
Dichtungsring: äußerer Durchmesser: 28,5 mm, Breite: 7,4 mm, Höhe: 0,8 mm (Durchmesser des eingesetzten Kolbens: 25 mm).

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnitts-Teilansicht, die einen Fall darstellt, bei dem der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung an eine Servolenkungsvorrichtung oder eine automatische Getriebevorrichtung angebunden ist.
2 ist eine schematische Querschnitts-Teilansicht, die eine typische Änderung des Dichtungsrings zeigt, wenn die Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, rotiert wird.
3 ist eine schematische Querschnitts-Teilansicht, die das Brechen des Dichtungsrings zeigt, wenn die Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, rotiert wird.
4 ist eine schematische Querschnitts-Teilansicht, die einen Abriebzustand des gegenüberliegenden Materials (Gehäuse) zeigt, wenn die Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, rotiert wird.
5 ist eine schematische Querschnitts-Teilansicht, die einen Fall zeigt, bei dem der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung an eine Stoßdämpfervorrichtung angebunden ist.
6 ist eine schematische Querschnitts-Teilansicht, die einen Abriebzustand des Dichtungsrings und des gegenüberliegenden Materials (Zylinder) zeigt, wenn die Vorrichtung, die in 5 gezeigt ist, einer Hin- und Herbewegung unterzogen wird.
7 ist eine schematische zweidimensionale Ansicht, die einen ausgeschnittenen Teil des Dichtungsrings für ein Automatikgetriebe zeigt, welcher dem Haltbarkeitstest von Beispiel 7 unterzogen wird.
Beste Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung
Das PTFE-Pulver, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein Homopolymer von Tetrafluorethylen oder ein PTFE-Pulver sein, das durch ein anderes Monomer modifiziert wurde, das mit Tetrafluorethylen copolymerisierbar ist. Vom Gesichtspunkt der Wärmebeständigkeit, der chemischen Beständigkeit und der Kriechbeständigkeit ist modifiziertes PTFE bevorzugt.
Beispiele von modifiziertem PTFE sind solche, die nicht schmelzformbar sind und 0,001 bis 1 Gew.-% einer Perfluor(vinylether)einheit enthalten, die durch die Formel (I) dargestellt wird: -CF₂-CF(-O-X)- (I)worin X eine Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkoxyalkylgruppe mit 4 bis 9 Kohlenstoffatomen darstellt.
Beispiele von Perfluor(vinylether) sind Perfluor(alkylvinylether), wie Perfluor(methylvinylether) (PMVE), Perfluor(ethylvinylether) (PEVE), Perfluor(propylvinylether) (PPVE) und Perfluor(butylvinylether) (PBVE).
Die durchschnittliche Partikelgröße des PTFE-Pulvers beträgt 10 bis 120 μm, stärker bevorzugt 10 bis 50 μm.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das oben angegebene spezielle schuppige Graphitpulver im Wesentlichen einzig als ein Füllstoff enthalten ist.
Beispiele von Graphitpulver sind natürlicher Graphit, künstlicher Graphit, expandierter Graphit, Graphitfluorid, kugelförmiger Kohlenstoff, Kohlenstofffluorid, Graphitwhisker, usw. Was allerdings den Dichtungsring der vorliegenden Erfindung betrifft, ist es nur das oben angegebene spezielle schuppige Graphit, das einen herausragenden Effekt aufweist. Insbesondere weist das schuppenförmige Graphit einen besonders herausragenden Effekt beim Verhindern des Abriebs des gegenüberliegenden Materials (gewöhnlich Aluminium), der Deformation des Dichtungsrings und des Abriebs des Dichtungsrings selbst auf.
Es ist notwendig, dass die Form der Partikel des speziellen Graphitpulvers der vorliegenden Erfindung schuppig ist. Obwohl die Partikel des Graphitpulvers kreisförmig, fasrig sein können oder die Form undefiniert sein kann, zeigt das schuppige Graphitpulver einen herausragenderen Einfluss beim Verhindern der Deformation des Dichtungsrings aufgrund des externen Drucks und der Verminderung des Gleitwiderstands. Die Größe des schuppigen Graphitpulvers kann in der durchschnittlichen Partikelgröße ausgedrückt werden, aber präziser ist die Größe derart, dass wenn "a" einen Mittelwert des Langdurchmessers und des Kurzdurchmessers eines Graphitpulverpartikels darstellt und "c" die Dicke des Graphitpulverpartikels darstellt, a/c zumindest 2 beträgt und der Mittelwert "a" höchstens 0,01 μm, bevorzugt 0,1 bis 500 μm, stärker bevorzugt 5 bis 30 μm darstellt. Schuppiges Graphit mit der oben angegebenen Größe ist bei der Verhinderung der Deformation des Dichtungsrings aufgrund von externem Druck und des Abriebs des Dichtungsrings selbst besonders herausragend. Die Größe wird unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops gemessen. Wenn in der mittleren Partikelgröße angegeben wird, entspricht die mittlere Partikelgröße dem Mittelwert "a".
Das Graphitpulver, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist einen interplanaren Abstand von 0,335 bis 0,340 nm auf, gemessen durch ein Pulver-Röntgen-Diffraktionsverfahren. Da der theoretische Wert des interplanaren Abstands von Graphit 0,335 nm ist, liegt der interplanare Abstand des Graphitpulvers, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ziemlich nah an dem theoretischen Wert. Da Graphit mit einem interplanaren Abstand in dem oben angegebenen Bereich eine Eigenschaft aufweist, dass das Gleiten zwischen Flächen (manchmal als Schichten bezeichnet), d.h. das "Ablösen" extrem herausragend ist, wird in Betracht gezogen, dass dem Dichtungsring die geringe Reibungseigenschaft verliehen werden kann. Der interplanare Abstand beträgt vorzugsweise 0,335 bis 0,337 nm, stärker bevorzugt 0,335 bis 0,336 nm.
Auch ist die Eigenschaft umso besser, je größer der Kristallit der (004)-Seite ist. Die Größe beträgt zumindest 70 nm, vorzugsweise zumindest 80 nm, stärker bevorzugt zumindest 90 nm.
Beispiele des Graphits mit diesen Eigenschaften sind natürlicher Graphit und einige von künstlichen Graphiten. Darunter ist natürlicher Graphit vom Gesichtspunkt der Verfügbarkeit und geringen Kosten bevorzugt.
Der Anteil (Gew.-%) des PTFE-Pulvers und des speziellen schuppigen Graphitpulvers beträgt 65 bis 98/2 bis 35 (100 Gew.-% in der Gesamtsumme; dasselbe trifft auf die nachfolgenden zu), vorzugsweise 70 bis 97/3 bis 30, stärker bevorzugt 85 bis 95/5 bis 15. Wenn die Menge des schuppigen Graphitpulvers zu hoch ist, verschlechtern sich die inhärenten Eigenschaften des PTFE. Wenn die Menge des schuppigen Graphitpulvers zu gering ist, nimmt die Haltbarkeit ab.
Das schuppige Graphitpulver wird durch ein herkömmliches Verfahren gemischt und, falls erforderlich, granuliert, um ein Formharzpulver für Dichtungsringe zu erhalten. Das Pulver wird dann in einen Dichtungsring durch verschiedene bekannte Formverfahren geformt, zum Beispiel Pressverfahren, Sinter-Extrusionsformverfahren, Pastenextrusionsformverfahren, isostatische Formverfahren, Warmprägeformverfahren, usw. Bei jedem dieser Formverfahren wird der geformte Gegenstand schließlich einem Sintern unterzogen. In der vorliegenden Erfindung beträgt die Sintertemperatur von 323° bis 400°C, vorzugsweise von 350° bis 385°C.
Der so erhaltene Dichtungsring weist die Eigenschaften auf

(A) Brechen des Dichtungsrings tritt sogar nach 200.000 Gleitzyklen nicht auf;
(B) die Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials beträgt nach 200.000 Zyklen höchstens 10 μm, vorzugsweise höchstens 5 μm; und
(C) die Verdrängung des Dichtungsrings beträgt nach 200.000 Zyklen höchstens 1 mm, vorzugsweise höchstens 0,5 mm,

Der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung weist zwei oder alle drei der oben angegebenen Eigenschaften auf und hat die bekannte Beschränkung vom Stand der Technik überwunden. Wenn darüber hinaus natürliches Graphitpulver als ein Füllstoff verwendet wird, können die Herstellungskosten in einem großen Ausmaß vermindert werden, da natürliches Graphitpulver relativ billig ist.
Wie in 1 gezeigt ist, wenn der Dichtungsring 1 vom Endlostyp an dem Dichtungsringpasskörper 3 angeordnet ist, wird der Dichtungsring 1, gestreckt wie ein Gummiband, eingebaut. Somit benötigt der Dichtungsring 1 ein bestimmtes Maß an Elastizität und es ist erforderlich, dass er unmittelbar nach dem Einbau seine ursprüngliche Form wiedererlangt.
Um den PTPE-Dichtungsring mit einer Elastizität (Wiederherstellbarkeit der Form) auszustatten, sind die folgenden Verfahren bekannt:

(1) ein Verfahren des Verkürzens der Sinterzeit von PTFE,
(2) ein Verfahren des schnellen Abkühlens nach dem Sintern von PTFE und
(3) ein Verfahren der Verringerung der Sintertemperatur.

Wenn allerdings der Eignung zum Einbau (Elastizität und Wiederherstellbarkeit der Form) Beachtung geschenkt wird, wird die Haltbarkeit unzureichend und wenn der Haltbarkeit Beachtung geschenkt wird, wird die Eignung für den Einbau schlechter.
Unter solchen Umständen wurde unerwarteterweise festgestellt, dass die Eignung zum Einbau verbessert werden kann, während eine herausragende Haltbarkeit aufrechterhalten wird, wenn 2 bis 35 Gew.-% schuppiges Graphitpulver im Wesentlichen einzig als ein Füllstoff zugegeben werden und modifiziertes PTFE, das oben erwähnt wurde, als PTFE verwendet wird.
Wenn der Dichtungsring einmal gestreckt wurde und seine ursprüngliche Form wiedererlangt, ist die Wiederherstellung gewöhnlich nicht vollständig und der äußere Durchmesser des Dichtungsrings wird ungünstig erweitert. Somit, wenn die Veränderung des äußeren Durchmessers gering ist, kann die Eignung zum Einbau als gut angesehen werden.
Wenn in der vorliegenden Erfindung modifiziertes PTFE als PTFE verwendet wird, wird ein Dichtungsring bereitgestellt, der eine herausragende Eignung für den Einbau derart aufweist, dass die Veränderung des äußeren Durchmessers höchstens 3,4%, vorzugsweise höchstens 3,2% beträgt, wie es unter den oben angegebenen Testbedingungen (2) gemessen wurde, mit einem Aufrechterhalten der Haltbarkeit.
Um die Eignung zum Einbau zu verbessern, sollte die Kristallinität gering eingestellt werden. Allerdings ist es schwierig, die Haltbarkeit in einer herkömmlichen Kombination eines Füllstoffs und PTFE aufrechtzuerhalten. Auf der anderen Seite, wenn modifiziertes PTFE verwendet wird, wie in der Kombination der vorliegenden Erfindung, kann eine höhere Kristallinität im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines TFE-Homopolymers erhalten werden. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein modifiziertes PTFE mit einer Kristallinität von wenigstens 20%, vorzugsweise mindestens 25% zu verwenden. Zusätzlich, da das modifizierte PTFE eine höhere Kristallinität unter den gleichen Sinterbedingungen bereitstellt, ist es möglich, die Energie und die Zeit, die beim Sintern und Kühlen verbraucht wird, das durchgeführt wird, um eine gewünschte Kristallinität zu erreichen, zu verkürzen.
Beispiele an Vorrichtungen, bei denen der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind eine hydraulische Servolenkung, Automatikgetriebe, Maschinenkolbenring, Stoßdämpfer, usw., für Automobile und ein hydraulischer Zylinder, usw., für industrielle Maschinenanlagen. Darunter ist der Dichtungsring für ein Servolenkungsventil geeignet, wenn die nachfolgenden Eigenschaften besonders erforderlich sind: ein geringer Widerstand beim Gleiten, eine geringere Abnützungsmenge des gegenüberliegenden Materials, geringe Deformierung des Dichtungsrings unter hohem Druck (nicht weniger als 8 MPa) und geringerer Ölaustritt sogar bei einer langen Verwendung.
Auch kann der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung geeignet als ein Dichtungsring für ein Automatikgetriebe oder einen Stoßdämpfer verwendet werden, wobei Sicherheit und Haltbarkeit erforderlich sind.
Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt einen Dichtungsring für ein Automatikgetriebe bereit, der nach 500 Stunden nicht bricht und der eine Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials von höchstens 10 μm, vorzugsweise höchstens 5 μm nach 500 Stunden erreicht, wenn der Dichtungsring einem Drehgleiten unter den oben angegebenen Bedingungen (3) unterzogen wird.
Und die vorliegende Erfindung stellt auch einen Dichtungsring für einen Stoßdämpfer bereit, der nach 5.000.000 Hüben nicht bricht und der einen maximalen Gleitwiderstand Fmax innerhalb der Periode von 5.000.000 Hüben, ohne die Zeitspanne von anfänglich unstabilem Gleitwiderstand, weniger als 1,5 mal des minimalen Gleitwiderstands Fmin, vorzugsweise weniger als 1,3 mal innerhalb der Zeitspanne erreicht, und der Ölaustritt nach 5.000.000 Hüben höchstens 15 ml, vorzugsweise höchstens 10 ml beträgt, wenn der Dichtungsring gleitendem Kolbenhub unter den oben genannten Bedingungen (4) unterzogen wird.
Hier bedeutet der Begriff "ohne die Zeitspanne von anfänglich unstabilem Gleitwiderstand", dass die Zeitspanne des anfänglich unstabilen Gleitwiderstands ausgeschlossen wird, da das Reibungsmoment unstabil ist und manchmal schnell bis etwa 50.000 Zyklen in einem Gleitexperiment unter hohem Druck zunimmt.
Die vorliegende Erfindung wird anschließend durch die Beispiele erklärt, ist aber nicht darauf beschränkt.
Beispiel 1
Fünfundachtzig Gewichtsteile PTFE-Pulver, modifiziert mit 1 Gew.-% Perfluor(propylvinylether) (mittlere Partikelgröße: 30 μm) wurden mit 15 Gew.-% natürlichem Graphitpulver vorgemischt (CPB-3000, erhältlich von Chuetsu Kokuen Kabushiki Kaisha, schuppig, interplanarer Abstand: 0,335 nm, a/c = 10, Größe des Kristalliten der (004)-Seite: 101,0 nm) und die Mischung wurde granuliert, um ein Harzpulver zum Formen zu erhalten.
Der interplanare Abstand von Graphit wurde unter Verwendung einer Pulver-Röntgen-Diffraktionsmessmaschine (RAD-RA-Typ, hergestellt von Rigaku International Corporation) gemäß dem Gakushin-Verfahren, das oben erwähnt wurde, gemessen und die Größe des Kristalliten der (004)-Seite wurde unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (S4000, hergestellt von Hitachi, Ltd.) mit einer Vergrößerung von 5.000 gemessen.
Das oben angegebene Harzpulver zum Formen wurde einem Kompressionsformen unterzogen, bei 360°C für 48 Minuten gesintert und unmittelbar an Luft (20°C) abgekühlt, um einen Probendichtungsring (innerer Durchmesser: 33,4 mm, äußerer Durchmesser: 36,4 mm) zu erhalten. Der Probendichtungsring wurde dem folgenden Haltbarkeitstest unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Testverfahren

Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangentyp besitzt.
Öldruck: 12 MPa
Öltemperatur: 120°C
Art des Öls: Servolenkungsflüssigkeit (RODEO PSF, erhältlich von Nippon Mitsubishi Oil Corporation)
Gleitzyklus: Ein Zyklus besteht aus einer Normalrotation bei 95 U/min für 2 Sekunden und einer gegenläufigen Rotation bei 95 U/min für 2 Sekunden
Gegenüberliegendes Material: Aluminiumguß ADC12 (JIS H5302)
Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist: Kohlenstoffstahl S45C (JIS G4051)

Bewertung der Eigenschaften
(Lebenszeit des Dichtungsrings)
Die Anzahl der Gleitzyklen, bei denen der Dichtungsring bricht (wodurch ein Austritt von Öl verursacht wird) wird als die Lebenszeit des Dichtungsrings angesehen. Das Gleiten wird gestoppt, wenn der Dichtungsring nach 200.000 Zyklen nicht bricht.
(Änderung des maximalen Reibungsmoments)
Das Rotationsmoment, das erzeugt wird, wenn zwei Dichtungsringe, die Öl abdichten, bei 95 U/min für 2 Sekunden in einem Zyklus rotiert werden, wird in dem Zeitraum vom Start des Gleitens bis 200.000 Zyklen aufgezeichnet. Vom maximalen Wert wurde angenommen, dass er das maximale Rotationsmoment ist.
(Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials)
Wenn der Dichtungsring bricht oder das Gleiten nach 200.000 Zyklen gestoppt wird, wird der tiefste Abrieb (μm) in dem Abriebabschnitt des gegenüberliegenden Materials (Aluminiumguß) (abgekratzter Abschnitt 6 in 4) unter Verwendung einer Oberflächenrauhigkeitsmessmaschine gemessen (Surftest SV-600, hergestellt von Mitsutoyo Corporation).
(Verdrängungsmenge des Dichtungsrings)
Die Verdrängungslänge (mm) des Dichtungsrings (verdrängter Abschnitt 5 in 2 und 3) wird gemessen, wenn das Gleiten nach 200.000 Zyklen gestoppt wird, mit Ausnahme der Ringe, die während dem Gleiten gebrochen wurden (einen Ölaustritt verursachen).
Beispiel 2
Das Formen wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Menge des PTFE-Pulvers auf 95 Gewichtsteile verändert wurde und die Menge von natürlichem Graphitpulver auf 5 Gewichtsteile verändert wurde und ein Dichtungsring hergestellt wurde. Die Haltbarkeit des Dichtungsrings wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Das Granulieren und Formen wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Füllstoffe, die in Tabelle 1 gezeigt sind, verwendet wurden und dass Dichtungsringe zum Vergleich hergestellt wurden. Die Haltbarkeit der Dichtungsringe wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Abkürzungen in Tabelle 1 stellen die folgenden Begriffe dar:

Natürlicher GR:: Natürliches Graphitpulver (CPB-3000, erhältlich von Chuetsu Kokuen Kabushiki Kaisha, schuppig, interplanarer Abstand: 0,335 nm, a/c = 10, Größe des Kristalliten der (004)-Seite: 101,0 nm)
Künstliches GR1:: Künstliches Graphitpulver (EG-1C, erhältlich von Nippon Carbon Kabushiki Kaisha, Bulkware, interplanarer Abstand: 0,337 nm, a/c = 2, Größe des Kristalliten der (004)-Seite: 51,0 nm)
Künstliches GR2:: Künstliches Graphitpulver (Bellpearl C2000, erhältlich von Kanebo, Ltd., sphärisch, interplanarer Abstand: 0,337 nm, a/c = 1, Größe des Kristalliten der (004)-Seite: 60,0 nm)
POB:: Wärmebeständiges aromatisches Polyoxybenzoylesterharzpulver (SUMICA SUPER, erhältlich von Sumitomo Chemical Company, Limited, mittlere Partikelgröße: 20 μm)
CF:: Kohlenstofffaser (M2006S, erhältlich von Kabushiki Kaisha Kureha, mittlerer Faserdurchmesser: 15 μm, mittlere Faserlänge: 100 μm)
BZ:: Bronzepulver (SD-200, erhältlich von Fukuda Metal Foil Powder Co., Ltd., mittlere Partikelgröße: 20 μm)
PI:: Polyimidpulver (Kelimid 1050, erhältlich von Asahi Chiba Kabushiki Kaisha, mittlere Partikelgröße: 20 μm)

Beispiele 3 und 4
Die Kristallinität und die Veränderung des äußeren Durchmessers der Probendichtungsringe, die in den Beispielen 1 und 2 hergestellt wurden (innerer Durchmesser: 33,4 mm, äußerer Durchmesser: 36,4 mm, Höhe: 1,88 mm) wurden durch die nachfolgenden Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
(Messung der Kristallinität)

Messvorrichtung: Differentialrasterkolorimetermodell RDC220, hergestellt von Seiko Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha
Messbedingungen: Der Dichtungsring wird von Raumtemperatur mit einer Aufwärmrate von 50°C/min auf 250°C erwärmt, bei 250°C für 1 Minute stehengelassen, mit einer Aufwärmrate von 10°C/min auf 380°C erwärmt und dann bei 380°C für 1 Minute stehengelassen.
Berechnung: Die Kristallinität wird durch die folgende Gleichung berechnet: Kristallinität (%) = (Gemessene Schmelzwärme/Schmelzwärme von 100% kristallisiertem PTFE) × 100

Die Schmelzwärme von 100% kristallisiertem PTFE beträgt unter den oben angegebenen Messbedingungen 92,93 J/g.
(Messung der Veränderung des äußeren Durchmessers)
Der Probendichtungsring wird auf eine konische Spannvorrichtung mit abgestumpfter Kegelform (Neigung: 1/10) gesetzt, um den inneren Durchmesser des Dichtungsrings um 10% zu erhöhen und dann wird sofort der äußere Durchmesser des Dichtungsrings gemessen.
((Äußerer Durchmesser nach dem Test – Äußerer Durchmesser vor dem Test)/Äußerer Durchmesser vor dem Test) × 100 wird als Veränderung des äußeren Durchmessers angesehen.
Beispiele 5 und 6

Es wurden Probendichtungsringe auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein Homopolymer von TFE anstelle des modifizierten PTFE in einer Menge von 85 Gewichtsteilen (Beispiel 5) und 95 Gewichtsteilen (Beispiel 6) verwendet wurde. Die Kristallinität und die Veränderung des äußeren Durchmessers wurden auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 3 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2

	Beispiele
	3	4	5	6
Art und Menge (Gewichtsteil) von PTFE
Modifiziertes PTFE	85	95	–	–
PTFE (nicht modifiziert)	–	–	85	95
Natürlicher Graphit (Gewichtsteil)	15	5	15	5
Kristallinität (%)	26.5	26,5	19,4	19,4
Veränderung des äußeren Durchmessers (%)	3,3	2,4	3,3	2,4

Beispiel 7
Es wurde ein Harzpulver zum Formen hergestellt, indem 85 Gewichtsteile PTFE-Pulver, das mit 1 Gew.-% Perfluor(propylvinylether) (mittlere Partikelgröße: 30 μm) modifiziert wurde und 15 Gewichtsteile natürliches Graphit (CPB-3000, erhältlich von Chuetsu Kokuen Kabushiki Kaisha) vorgemischt wurden und die Mischung durch ein herkömmliches Verfahren granuliert wurde.
Das oben angegebene Harzpulver zum Formen wurde einem Kompressionsformen unterzogen, um einen Probendichtungsring zu erhalten (innerer Durchmesser: 46 mm, äußerer Durchmesser: 50 mm, Dicke: 2 mm, ein Teil des Rings wird bei einem Winkel von 30 Grad in einer tangentialen Linie in eine Schnittbreite von 0,1 mm geschnitten; siehe 7). Der Probendichtungsring wurde dem Haltbarkeitstest unter der Bedingung (3) unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Testverfahren

Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Automatikgetriebevorrichtung besitzt
Öldruck: 2 MPa
Öltemperatur: 120°C
Art des Öls: Automatikgetriebeflüssigkeit (ATF D4, erhältlich von Nippon Mitsubishi Oil Corporation)
Rotationszahl: 8.000 U/min
Gegenüberliegendes Material: Aluminiumguß ADC12 (JIS H5302)
Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist: Gusseisen FC205 (JIS G5501)
Dichtungsring: äußerer Durchmesser: 50 mm, Breite: 2 mm, Höhe: 2 mm

Bewertung der Eigenschaften
(Lebenszeit des Dichtungsrings)
Der Gleitzyklus, bei dem der Dichtungsring bricht (wodurch ein Ölaustritt verursacht wird, der Öldruck kann nicht gehalten werden) wird als die Lebenszeit des Dichtungsrings angesehen. Das Gleiten wird gestoppt, wenn der Dichtungsring nach 500 Stunden nicht bricht.
(Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials)
Wenn der Dichtungsring gebrochen wird oder das Gleiten nach 500 Stunden gestoppt wird, wird der tiefste Abrieb (μm) in dem Abriebabschnitt des gegenüberliegenden Materials (Aluminiumguß) (abgekratzter Abschnitt 6 in 4) unter Verwendung einer Oberflächenrauhigkeitsmessmaschine (Surftest SV-600, hergestellt von Mitsutoyo Corporation) gemessen.
Beispiele 8 und 9
Es wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 7 ein Formen durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Menge des natürlichen Graphitpulvers geändert wurde, wie es in Tabelle 3 gezeigt ist, und die Dichtungsringe der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt. Die Haltbarkeit der Dichtungsringe wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 7 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiele 7 bis 10
Das Granulieren und Formen wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 7 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Füllstoffe, die in Tabelle 3 gezeigt sind, verwendet wurden, und die Dichtungsringe zum Vergleich wurden hergestellt. Die Haltbarkeit der Dichtungsringe wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 7 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 10
Es wurde ein Harzpulver zum Formen hergestellt, indem 85 Gewichtsteile PTFE-Pulver, modifiziert mit 1 Gew.-% Perfluor(propylvinylether) (mittlere Partikelgröße: 30 μm) und 15 Gewichtsteile natürlicher Graphit (CPB-3000, erhältlich von Chuetsu Kokuen Kabushiki Kaisha) vorgemischt wurden und die Mischung durch ein herkömmliches Verfahren granuliert wurde. Das oben angegebene Harzpulver zum Formen wurde einem Kompressionsformen unterzogen, um einen Probendichtungsring (innerer Durchmesser: 13,7 mm, äußerer Durchmesser: 28,5 mm, Dicke: 0,8 mm) zu erhalten. Der Probendichtungsring wurde dem Haltbarkeitstest unter der Bedingung (4) unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Testverfahren

Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Stoßdämpfervorrichtung besitzt
Innerer Durchmesser des Kolbens: 25 mm
Öldruck: 10 MPa
Öltemperatur: 100°C
Art des Öls: Stoßdämpferöl
Hub: 60 mm, eine Rück- und Vorwärtsbewegung wird als ein Hub betrachtet
Einzusetzende Schwingungsfrequenz: 3 Hz
Gegenüberliegendes Material: Kohlenstoffstahl S45C (JIS H4051)
Element, auf dem der Dichtungsring montiert wird: Gußeisen FC250 (JIS G5501)
Dichtungsring: äußerer Durchmesser: 28,5 mm, Breite: 7,4 mm, Höhe: 0,8 mm (Durchmesser des eingesetzten Kolbens: 25 mm).

Bewertung der Eigenschaften
(Lebenszeit des Dichtungsrings)
Die Anzahl der Gleithübe, bei denen der Dichtungsring bricht (wodurch ein Ölaustritt verursacht wird, es ist nicht möglich, den Öldruck zu halten) wird als die Lebenszeit des Dichtungsrings angesehen. Das Gleiten wird gestoppt, wenn der Dichtungsring nach 5.000.000 Hüben nicht bricht.
(Änderung des Gleitwiderstands)
Unter den Reibungswerten, die auftreten, wenn der Dichtungsring auf dem Kolben gleitendem Kolbenhub zwischen der Innenfläche des Zylinders unterzogen wird, wurde der maximale Reibungswert bei jedem Hub als Gleitwiderstand des Hubs angesehen. Der maximale Gleitwiderstand Fmax und der minimale Gleitwiderstand Fmin innerhalb der Zeitspanne von 5.000.000 Hüben ohne die Zeitspanne von anfänglich unstabilem Gleitwiderstand (oder bis der Dichtungsring gebrochen ist) wurden erhalten (der anfängliche schnelle Zuwachs des Gleitwiderstands tritt manchmal vor 500.000 Hüben auf). Die größte Änderung des Gleitwiderstands wird durch den Wert dargestellt, der durch (Fmin/Fmax) × 100 (%) erhalten wurde.
(Menge des Ölaustritts)
Nach 5.000.000 Hüben wurde Öl, das aus der Ölkammer austrat, gesammelt und die Menge des ausgetretenen Öls wurde mit einem Messzylinder gemessen.
Beispiele 11 bis 12
Es wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 10 ein Formen durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Menge von natürlichem Graphitpulver geändert wurde, wie es in Tabelle 4 gezeigt ist, und Dichtungsringe der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt. Die Haltbarkeit der Dichtungsringe wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 10 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Vergleichsbeispiele 11 bis 14
Ein Granulieren und Formen wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 10 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Füllstoffe, die in Tabelle 4 angegeben sind, verwendet wurden, und es wurden Dichtungsringe zum Vergleich hergestellt. Die Haltbarkeit der Dichtungsringe wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 10 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem Dichtungsring der vorliegenden Erfindung kann eine Deformierung und eine Verdrängung des Dichtungsrings sogar unter einem hohen Druck klein gehalten werden und der Abrieb des gegenüberliegenden Materials kann verhindert werden, auch wenn es aus einem Weichmetall hergestellt ist. Somit ist es möglich, einen stabilen Dichtungseffekt für eine lange Zeitperiode aufrecht zu erhalten. Zusätzlich, da der Dichtungsring eine geringe Reibungseigenschaft und eine geringe Änderung im Reibungsmoment insbesondere unter hohem Öldruck aufweist, können die Handhabungseigenschaften und die Reaktion der Ventilvorrichtung der Servolenkung signifikant verbessert werden.
Darüber hinaus, wenn er für ein Automatikgetriebe, bei dem ein Gleiten unter einer hohen Rotationszahl auftritt oder für einen Stoßdämpfer, bei dem ein Abdichten unter einem Hin- und Hergleiten erforderlich ist, verwendet wird, zeigt der Dichtungsring der vorliegenden Erfindung eine hohe Leistung, die zuvor nie gesehen wurde.

Claims

Dichtungsring, der als Füllstoff im wesentlichen einzig ein schuppiges Graphitpulver enthält und im wesentlichen aus 2 bis 35 Gew.-% des Graphitpulvers und 65 bis 98 Gew.-% eines Polytetrafluorethylenpulvers besteht, worin das Graphitpulver einen interplanaren Abstand von 0,335 bis 0,340 nm, gemessen durch ein Pulver-Röntgen-Diffraktionsverfahren, und eine Größe der (004) Seite des Kristalliten von mindestens 70 nm aufweist.
Dichtungsring gemäß Anspruch 1, worin, wenn "a" einen Mittelwert des Langdurchmessers und des Kurzdurchmessers eines Graphitpulverpartikels darstellt und "c" die Dicke des Graphitpulverpartikels darstellt, a/c zumindest 2 beträgt.
Dichtungsring gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das schuppige Graphitpulver natürliches Graphit ist.
Dichtungsring gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Polytetrafluorethylenpulver ein Polytetrafluorethylenpulver ist, das mit einem Monomer modifiziert ist, das mit Tetrafluorethylen copolymerisierbar ist.
Dichtungsring gemäß Anspruch 4, der für eine Ventilvorrichtung einer Servolenkung von Automobilen verwendet wird.
Dichtungsring gemäß Anspruch 4 oder 5, worin, wenn der Dichtungsring einem Gleiten unter den folgenden Bedingungen unterzogen wird, der Dichtungsring nach 200.000 Zyklen nicht bricht und die Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials nach 200.000 Zyklen höchstens 10 μm beträgt: Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangentyp besitzt. Öldruck: 12 MPa Öltemperatur: 120°C Art des Öls: Servolenkungsflüssigkeit Zyklus: Ein Zyklus besteht aus einer Normalrotation bei 95 U/min für 2 Sekunden und einer gegenläufigen Rotation bei 95 U/min für 2 Sekunden. gegenüberliegendes Material: Aluminiumguß (JIS H5302) Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist: Kohlenstoffstahl (JIS G4051).
Dichtungsring gemäß Anspruch 4 oder 5, worin, wenn der Dichtungsring einem Gleiten unter den Bedingungen von Anspruch 6 unterzogen wird, der Ring nicht bricht und die Verdrängung ("extrusion") des Dichtungsrings nach 200.000 Zyklen höchstens 1 mm beträgt.
Dichtungsring gemäß Anspruch 4 oder 5, worin der Dichtungsring eine Veränderung des äußeren Durchmessers von höchstens 3,4% aufweist, gemessen unter den folgenden Bedingungen: Testverfahren: Vergrößern des inneren Durchmessers des zu testenden Dichtungsrings um 10%, indem der Dichtungsring auf eine konische Spannvorrichtung ("tapered jig") mit abgestumpfter Kegelform (Neigung: 1/10) gesetzt wird und dann unmittelbar der äußere Durchmesser des Dichtungsrings gemessen wird, worin ((äußerer Durchmesser nach dem Test – äußerer Durchmesser vor dem Test)/äußerer Durchmesser vor dem Test) × 100 als Veränderung des äußeren Durchmessers angesehen wird. getesteter Dichtungsring: Ein Ring, dessen Querprofil ein Rechteck von 1,5 mm × 1,88 mm ist und dessen innerer Durchmesser 33,4 mm und dessen äußerer Durchmesser 36,4 mm beträgt.
Dichtungsring gemäß Anspruch 8, der eine Kristallinität von mindestens 20% besitzt.
Dichtungsring gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Dichtungsring für ein Automatikgetriebe verwendet wird, und wenn der Dichtungsring einem Drehgleiten unter den folgenden Bedingungen unterzogen wird, der Dichtungsring nach 500 Stunden nicht bricht und die Abriebtiefe des gegenüberliegenden Materials nach 500 Stunden höchstens 10 μm beträgt: Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Automatikgetriebevorrichtung besitzt. Öldruck: 2 MPa Öltemperatur: 120°C Art des Öls: Automatikgetriebeflüssigkeit Rotationszahl: 8.000 U/min gegenüberliegendes Material: Aluminiumguß (JIS H5302) Element, auf dem der Dichtungsring montiert ist: Gußeisen (JIS G5501) Dichtungsring: äußerer Durchmesser 50 mm, Breite 2 mm, Höhe 2 mm.
Dichtungsring gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Dichtungsring für einen Stoßdämpfer verwendet wird, und wenn der Dichtungsring gleitendem Kolbenhub unter den folgenden Bedingungen unterzogen wird, der Dichtungsring nach 5.000.000 Hüben nicht bricht; der maximale Gleitwiderstand Fmax innerhalb der Periode von 5.000.000 Hüben, ohne die Zeitspanne von anfänglich unstabilem Gleitwiderstand, weniger als 1,5 mal des minimalen Gleitwiderstands Fmin innerhalb der Zeitspanne beträgt; und der Ölaustritt nach 5.000.000 Hüben höchstens 15 ml beträgt: Testausrüstung: Testausrüstung zum Bewerten der Haltbarkeit eines Dichtungsrings, die grundlegend den gleichen Mechanismus wie eine Stoßdämpfervorrichtung besitzt. Öldruck: 10 MPa Öltemperatur: 100°C Art des Öls: Stoßdämpferöl Hub: 60 mm einzusetzende Schwingungsfrequenz: 3 Hz gegenüberliegendes Material: Kohlenstoffstahl (JIS H4051) Element, auf dem der Dichtungsring montiert wird: Gußeisen (JIS G5501) Dichtungsring: äußerer Durchmesser 28,5 mm, Breite 7,4 mm, Höhe 0,8 mm (Durchmesser des eingesetzten Kolbens: 25 mm).