专利名称：由能够因辐射而交联的塑料制成的塑料件，特别是轴承护圈及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的塑料件，尤其是轴承件，特别是 轴承尤其是滚动轴承的用于容纳滚动体的护圈，其中，塑料件的件体基本是由能够因辐射 而交联的塑料制成的。本发明还涉及一种如权利要求7所述的用于制造塑料件，尤其是轴 承件，特别是轴承尤其是滚动轴承的用于容纳滚动体的护圈的方法，其中，塑料件具有以能 够因辐射而交联的塑料制成的件体。
背景技术：
在下面对本发明的描述中，凡涉及以能够因辐射而交联的塑料制成的护圈以及涉 及用于制造护圈的方法的，均应这样理解，即，除了护圈，本发明还包括轴承件，如滚动或滑 动轴承的轴承环，或者滑动轴承的滑动衬层或滚动轴承的导轨衬层，或者例如轴承的塑料 密封件，或者一般的塑料件。在制造用于轴承的护圈时，利用诸如伦琴射线或紫外线等高能电离射线，或者借 助于粒子束(如Beta射线)使护圈体的材料产生化学交联，作为受照的结果，护圈在耐磨 性能方面会有明显改善。在实践中已经证明，不用额外的辅助工具很难确定是否已对护圈 材料实施了充分的照射预处理。目前，由于缺少这样的方法，即特别是在大批量生产条件下 能够对塑料的受照射状态进行识别的方法，因而增加了利用能够因辐射而交联的塑料来制 造护圈或一般塑料件的难度。在生产中，在一系列的工序中需要采用成本昂贵的措施，以便 能够确定塑料是否已被照射。通过德国专利申请文件DE 10 2004 053 376 Al和其中提到的出版物，通过日本 专利文件JP 08276506AA (摘要)已经公知在塑料中添加对激光敏感的色素，从而使配以色 素的塑料在用激光处理时会留下标记或记号。另外通过例如德国专利申请文件DE 103 51 813 B4或DE 103 51 812 B4也已公 知利用电离射线使塑料如PTFE活化，从而使像聚酰胺之类的有机分子能够通过构成共价 键的形式与活化的塑料耦合在一起。EP 0 644 344 Bl记述了一种制造容纳滚动体的滚动轴承护圈的方法，在该方法 中，准备采用的护圈体是以一种能够在射线的作用下，尤其是在Beta射线的作用下交联的 塑料制成，并且滚动体是在该方法的后续过程中被装入到该护圈体中的。该方法的施行 过程是这样设计的，即，首先将滚动体装入准备完毕的护圈体中，并随后将其暴露在射线之 中。在这种情况下已被证实为不利的是，容纳在护圈体中的滚动体会部分地遮蔽射线对与 其毗邻的护圈体区域的照射，从而恰好使得滚动体附近的护圈体不能得到充分加固。在护 圈上无法看出是否已实施照射，更确切地说，是否已实施照射与滚动体是在照射之前还是 照射之后被装入到护圈中无关。因此，利用能够因辐射而交联的塑料生产护圈需要进行高 成本的控制以确保质量。此外还这样设计，即尽量选择采用过高剂量的照射，以确保将护圈 沿其整个圈体完全形成交联并因而得到加固。这与辐射负荷应当尽可能小的要求是背道而驰的。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的方法，以便在制造塑料件，尤其是滚动轴承护圈 时识别出能够因辐射而交联的塑料的受照射状态。根据本发明，这一目的是利用权利要求1或权利要求6中的特征并通过如权利要 求7所述之方法得以实现的。混入到塑料件，特别是护圈的能够因辐射而交联的塑料中的色素在受到照射时会 发生在光学上可识别的变化，此种变化能够容易地探测到并能很快确定。色素在光学上可识别的变化例如可以是色素由于受照而发生的颜色改变，这种颜 色变化改变了色素的颜色，因而也改变了护圈体的颜色。因此可容易地确定出护圈体是否 受到了充分的照射，从而获得了所需的强度，而且还可以容易地确定出在护圈体上是否存 在一些由于被遮蔽的原因而未受到充分照射的区域。作为后处理工序可以例如这样设计， 即对一些区域，例如对那些有极高机械强度要求或者在首次照射时被遮蔽的区域再次实施 目标明确的照射。此外还存在这样的方案，即，以目标明确的方式实施照射，并尤其将辐射剂量选择 得尽可能地小，且使所述照射与制造过程相匹配。在用能够因辐射而交联的塑料制造塑料件时，作为受照状况指示剂的色素的使用 可容易地整合到大批量生产中，并进一步均有如下优点，即，色素最多只会对塑料体的机械 特性产生极小的影响。此外，显而易见，色素同时也能够显示出护圈体是否已进行热处理。在需要时，可 以设计使用两种类型的色素，其中，第一种能够在受到高能射线，特别是伦琴射线或紫外线 照射时显示出颜色变化，而第二种色素则在有热量输入，例如在照射处理后的热处理过程 中或者在由于护圈运行而导致有热量输入时能够产生颜色变化。由于热量的输入，色素在 光学上的变化例如颜色变化是可以逆转的，或者，由于热量的输入，色素可能发生另一光学 变化，例如再次发生颜色变化。色素的选择，色素在护圈体表面或凹陷中的设置以及能够使色素产生颜色变化的 诸种条件，使得能够利用色素的显示对护圈进行编码，从而能够容易地识别出某一确定的 护圈或者说某一确定批次的护圈，并能够方便地指示出伪造品，因为伪造者虽然可以简单 地仿制护圈的颜色，但是，色素的选择与设置在颜色变化之前可被保密，并在需要时又可在 短时间内对其进行改变而不会使护圈颜色在色素变色之后发生变化。优选这样设计，即，色素包括玻璃、宝石或钻石的粉末。细小的粉末颗粒对护圈体 的塑料的机械特性的改变是不足为虑的。但是就比如玻璃而言，众所周知的是，只要玻璃是 透明的，那么在诸如伦琴射线、紫外线或者粒子束等高能电离辐射的作用下，玻璃就会变暗 和/或发生变色，例如颜色变深。被制成压铸件且其护圈体基本上是由能够因辐射而交联 并且混入了细小玻璃颗粒的塑料制成的护圈体而言，也会出现相似情况，即，护圈体在受到 照射时会出现颜色变化，例如变成灰色，这种颜色变化表明的是发生在护圈体的某处的塑 料交联进展到了何种程度。由宝石或钻石的细小颗粒构成的粉末也会出现相似情况，所述 宝石或钻石包括例如绿玉、金刚石、水晶、蓝宝石、锂辉石、黄玉、电气石或锆石等，这些宝石
4或钻石的颗粒要么在受照射前没有颜色但通过照射则可获得限定的颜色，或者在受照之前 就具有颜色，但在受照之后该颜色会明显不同于原先的颜色。作为上面提到的无机色素的替换方案，色素也可包含有机色素，如在温度达到约 100°c时仍然是稳定的，但在高能射线的作用下会显示出颜色变换的有机化合物。本发明的其他优点及特征可从各从属权利要求以及对一个优选实施例的描述中 获知。下面将参照附图对本发明进行具体描述和解释。
图1示意性地示出了根据本发明的塑料件的实施例的一部分。
具体实施例方式图1示出了塑料件(未进一步画出)，尤其是轴承件，特别是滚动轴承的用于容纳 滚动体的护圈的圈体1的一部分。护圈体1具有表面2，它基本上是由能够因辐射而交联的 塑料，如包含PTFE的PA66制成的。此种塑料能够在高能射线，尤其优选在伦琴射线的作用 下发生交联，从而使得护圈体1在耐磨性能方面得到加强。护圈体1的塑料中混入有按照下述方式选择出来的色素3、4，即这些色素3、4在受 到照射时会发生颜色变化，与护圈体1的其余材料相比，这种颜色变化使得护圈体1能够产 生一种从外部可见的光学现象，特别是使得护圈体1能够发生颜色改变。塑料可以设计成浅色，尤其是白色的塑料。色素3、4被构造成锆石粉末颗粒，其 中，图1示出的颗粒尺寸的大小比例不是按比例画成的。锆石在未受照状态下基本上是无 色的。护圈体1在受到伦琴射线照射之前的状态下基本上是浅白色的。通过照射，锆石颗 粒3、4的颜色会变成蓝色或褐色，从而使得护圈体1色颜色在受照之后变深。护圈体1的 在不同位置上表现出的不同变暗程度反映出了作用在各该位置上的射线剂量的大小，因而 被作为反映塑料交联程度的指标。显然，本发明并不限于采用锆石颗粒作为色素。可供选择的其他色素，特别是无机 色素还有玻璃、宝石或钻石等，所述宝石或钻石包括如绿玉，通过照射，其从浅黄至浅粉色 变成绿色至深蓝色；金刚石，通过照射，其从浅黄至浅粉色变成蓝色、红色、绿色或黑色；水 晶，通过照射，其从无色变成褐色或黑色；蓝宝石，通过照射，其从无色、粉色或浅绿色变成 绿色；锂辉石，通过照射，其从粉色变成黄色或绿色；以及黄玉，通过照射，其从无色变化到 蓝色、褐色、绿色或橘黄色。本发明同样也不限于采用无机色素，其同样也可设计采用有机色素。在前面说明的实施例中，靠近护圈体1的表面2的色素3是由与远离表面2的色 素4相同的材料制成的。显然，可以根据到表面2的距离的远近来设计不同类型的色素。因 为，射线强度随着与护圈体1中的表面2的间距的增大而减小，靠近表面2的色素3首先显 示出颜色变化，过后，远离表面2的色素4才会发生颜色变化。例如，色素3可由锆石粉末 制成的锆石颗粒设计而成，而远离表面2的色素4可由蓝宝石粉末的颗粒制成，其中，锆石 以及蓝宝石颗粒在未受照射的状态下基本上都是无色的，因而塑料护圈体1看起来是白色 的。在受照时，色素3首先从无色变成蓝色或褐色，从而使护圈体1整个变暗。随着照射的
5继续进行，色素4也将从无色变化成绿色，从而使护圈体1在整体上变成深绿色。另外，在塑料护圈体1的不同位置上当然也可以有不同的色素3、4。色素3、4也可 以仅设置在护圈体1的那些必须确保有足够强度的区域上，例如设置在护圈体1的篦条区 域上。前面借助于一个其护圈体1系有包含PTFE的PA66制成之实施例对本发明做了说 明。显然，作为塑料，也可以设计采用其他的能够因辐射而交联的塑料，如其他聚酰胺类型、 聚醚醚酮类型、聚丙烯、聚乙烯或聚氨酯或PTFE。另外可以这样设计，即，除了色素3、4之 外，能够因辐射而交联的塑料还可以包含塑化成型剂或交联促进剂作为混入物。此外还可 以这样设计，即，塑料可以包含其他诸如强化纤维等添加物。在本发明的意义上，术语“色素”不仅包括那些在受照时具有能够在可见光范围内 被识别的颜色变化的材料。作为色素还可以设计采用那些在受照时并不直接发生颜色改 变，而是发出辉光的材料，特别是那些通过照射，尤其是在利用例如紫外线进行的后续照射 中能够激发出磷光或荧光的材料。掺入能够激发出荧光的色素的护圈体在使塑料产生交联 的照射下不会出现在可见光范围内很明显的颜色变化，但是，先前实施的照射在随后进行 的紫外照射中能够得到光学上的证实。附图标记列表
1护圈体
2表面
3色素
4色素
权利要求
1.塑料件，特别是轴承件，尤其是轴承的用来容纳滚动体的护圈，其中，所述塑料件的 件体(1)基本是由能够因辐射而交联的塑料制成的，其特征在于，所述塑料中被混入有色 素(3，4)，这些色素在受到照射时会发生在光学上能够被探测到的变化。
2.根据权利要求1所述的塑料件，其特征在于，所述色素(3，4)包括玻璃、宝石或钻石 的粉末。
3.根据权利要求1所述的塑料件，其特征在于，所述色素包括有机色素。
4.根据权利要求1至3之一所述的塑料件，其特征在于，所述色素(3，4)的种类随着与 件体(1)的表面O)的距离的增大而改变。
5.根据权利要求1至4之一所述的塑料件，其特征在于，通过照射，所述色素能够被激 励而发出辉光，尤其是发出磷光或荧光。
6.在用能够因辐射而交联的塑料制造塑料件，特别是轴承件，尤其是轴承的护圈时，采 用色素(3，4)作为受照指示剂的方法。
7.制造塑料件，特别是轴承件，尤其是轴承的用来容纳滚动体的护圈的方法，其中，所 述塑料件具有由能够因辐射而交联的塑料制成的件体(1)，所述方法包括下述步骤准备由能够因辐射而交联的塑料与色素(3，4)组成的混合物，以及使所述混合物受到照射而交联。
全文摘要
本发明涉及一种塑料件，特别是轴承件，尤其是轴承的用来容纳滚动体的护圈，其中，所述塑料件的件体(1)基本是由能够因辐射而交联的塑料制成的。本发明的目的在于提供一种简单的方案，以便在制造塑料件，尤其是滚动轴承护圈时识别出能够因辐射而交联的塑料的受照射状态；根据本发明，这一目的是通过在所述塑料中混入在受照时能够产生在光学上可探测到的变化的色素(3，4)而得以实现的。本发明还涉及一种制造塑料件，尤其是轴承件，特别是轴承尤其是滚动轴承的用于容纳滚动体的护圈的方法，其中，所述塑料件具有以能够因辐射而交联的塑料制成的件体(1)。
文档编号C08K5/00GK102124239SQ200980132557
公开日2011年7月13日 申请日期2009年8月18日 优先权日2008年8月20日
发明者谢尔盖·施瓦茨, 阿博加斯特·格鲁瑙 申请人:谢夫勒科技有限两合公司