DE2340239A1 - Reibelement - Google Patents
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
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Description
ι. Dr. H. Meys
Patentanwältin - 2 Hamburg 52
GlesestraSe S Postfach 520580 Ruf 892803
Neuanmeldung
Aninelderin: Jurid Werke GnibH
2057 Reinheit Bez. Hamburg
Jurid-Äkte: Jü 243 DT
meine Akte: 89 3/73
meine Akte: 89 3/73
Reib element
Die Erfindung betrifft ein Reibelement zur Kraftübertragung zwischen beweglichen Teilen, wie Kupplungen und automatischen
Getrieben.
Es ist bekannt, dass trotz der zahlreichen auf dem Markt vorhandenen
Reibbeläge dann Schwierigkeiten auftreten, wenn Reibelemente erforderlich sind, die unter hoher, insbesondere thermischer
Belastung langzeitig zufriedenstellen Reibwerte garantieren sollen.
Die bekannten Reibelemente aus Metallträgern mit organisch gebundener
Reibschicht, wie zum Beispiel Kork oder Asbest, zeigen ebenso wie die aus organischen Preßmassen bestehenden organischen
Reibelemente relativ hohen Verschleiß, der insbesondere unter dem Einfluß von Erhitzungserscheinungen infolge mindestens stellenweise
Kohlung oder Verkohlung des organischen Materials zur Zersetzung der. Beläge führen kann.
$09826/000$
Man hat versucht, diese Verschleißerscheinungen dadurch zu verringern,
dass man in die Reibbelagmassen festen Kohlenstoff eingearbeitet hat. So ist zum Beispiel aus der DT-PS 1 525 334
ein Reibbelag bekannt, der aus Kohlenstoff in einer Menge von über 50 Gew.-%, zum Beispiel in Form von Graphit oder Petrolkoks,
gebunden mit einem organischen Bindestoff, wie beispielsweise einem Furfurolharz oder einem Phenol-Forrnaldehyd-Harz
oder einen sonstigen durch Wärme aushärtbaren Harz, besteht, eine poröse Struktur hat und auf einem Metallträger aufgeklebt ist.
Dieser Reibbelag ist nur beschränkt einsatzfähig, denn er ist ausschliesslich für Druckölschmierung bestimmt. Für Trockenlauf
eignet er sich nicht, da das organische Material infolge der bei hoher Belastung auftretenden Reibungswärme zersetzt wird. Sin
weiterer Nachteil dieses bekannten Reibbelags besteht darin, dass auch bei öllauf infolge des ständigen unter Druck erfolgenden Öldurchsatzes
durch das poröse Material Quellerscheinungen bei dem ausgehärteten Bindeharz auftreten können, wodurch der Bindestoff
erweichen und der feste Verbund der Kohlenstoff-Teilchen gelockert
werden kann, was zum Auseinanderfallen und zur Zerstörung des Belags führen kann.
iöinliche Schwierigkeiten treten auf bei den bekannten festen Kohlenstoff
enthaltenden Reibbelägen, deren Matrix aus Sintermetall besteht. Diese aus Sintermetall mit Kohlenstoff-Einlagerungen
gebildeten Reibbeläge neigen bei Trockenlauf zum Gegenmaterialangriff
und können bei starker Belastung und starker Wärmeentwicklung an den Reibflächen erweichen, wodurch hier Verschleißerscheinungen
verursacht werden.
509826/0005
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Nachteile
zu beheben und ein Reibelement in Vorschlag zu bringen, das sich bei hohar Belastung chemisch nicht zersetzt, die mechanischen
Eigenschaften über der Temperatur kaum ändert, das Gegenreibmaterial
nicht angreift und einen ausreichend hohen Reibwert liefert.
Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Reibelements der eingangs beschriebenen Art zur Kraftübertragung zwischen beweglichen Teilen
mit poröser Struktur, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass mindstens die Reibschicht aus Kunstkohle besteht.
Das erfindungsgemässe Reibelement kann insbesondere insgesamt
aus Kunstkohle gebildet sein. Es kann jedoch auch aus einer Oberflächenschicht aus Kunstkohle und einem Trägermaterial,
zweckmässig einer Metallplatte, auf der die Kunstkohle-Schicht
befestigkt ist, bestehen.
Bei Kunstkohle-Erzeugnissen handelt es sich um im Handel erhältliche
oder nach bekannten Verfahren herstellbare,in der Regel
als Formkörper in Form von Platten, Steinen, Rohren, Zylinderkörpern oder auch Profilstäben erhältliche Produkte, die ein
mehr oder weniger hohes Porenvolumen besitzen. Bei der Fertigung von Kunstkohle-Erzeugnissen werden als Rohstoffe Kokse,
Antrazithe, Ruße und andere Formen des Kohlenstoffs verwendet, die zunächst beispielsweise durch Erhitzen auf etwa 1OOO°C unter
Luftabschluß von flüchtigen Bestandteilen befreit werden. Die Feststoffe werden dann durch Mahlen und Sieben aufbereitet,
nach Kornfraktionen klassiert, die aus Kornfraktionen zusammenge-
S09826/00 0 5
stellte Mischung bestimmter Kornabstufung wird unter Zusatz von geschmolzenem Steinkohlenteerpech zu einer heißen plastischen
Mischung verknetet; diese Masse wird zum Beispiel durch Stampfen oder Rütteln, mit Hilfe einer Strang- oder Schneckenpresse oder
auch im Block- oder Gesenkpreßverfahren der Formgebung unterzogen,
und dann werden die geformten Rohlinge einem Brennprozess bei Temperaturen von etwa 1000 bis 14000C unterworfen. Während
das Brandes v/erden die Formkörper in Kohlegries eingebettet, so dass das Material vor Oxydation und Verformung geschützt ist und
durch gleichmässige Wärmeverteilung ein gleichmässiger sich über
mehrere Wochen erstreckender Brennprozess fahren lässt. Das abgenommene anfallende Produkt ist die sogenannte Hartbrandkohle,
die durch einen weiteren Brennprozess bis zu einer Endtemperatur von etwa 2700 bis 280O0C gegebenenfalls in Elektrographit"übergeführt
werden kann. Diese Kunstkohlen, die Härtbrandkohlen und Elektrographite, haben infolge ihrer hohen Härte eine sehr hohe
Verschleißfestigkeit; sie besitzen gute Temperaturwechselheständigkeit
und Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschocks und eine ausreichend gute Wärmeleitfähigkeit. Elektrographite
sind dabei vergleichsweise weicher als Hartbrandkohlen. Kunstköhlen
unterliegen, wenn sie als Reibschicht in den erfindung-sgemässen Reibbalägen vorhanden sind, selbst bei hoher thermischer
Belastung keiner chemischen und mechanischen Änderung mehr, da die Pyrolyse der Matrix bereits während des Herstellungsverfahrens
der Kunstkohlen stattgefunden hat. Sie besitzen infolge ihrer durch das Herstellungverfahren bedingten Porosität eine
609826/00OS
gute Aufnahmefähigkeit für flüssige Medien, zum Beispiel öl',
so dass damit gefertigte Reibelemente als öllauf-LameIlen
brauchbar sind. Andererseits können sie jedoch ohne Gefahr eines Gegenmaterial-Angriffs für Trockenlauf eingesetzt werden,
da sie ausschliesslieh aus Kohlenstoff gebildet sind und keinen
Verschleiß der Gegenreibfläche bedingenden anorganischen weiteren
Bestandteil enthalten.
Die erfindungsgemässan Reibelemente können vollständig aus Kunstkohle bestehen und dann aus im Handel erhältlich Kunstkohle-Steinen
oder -platten geschnitten oder gesägt oder mit sonstigen Schneidwerkzeugen herausgearbeitet werden.
Es ist jedoch auch möglich, ein erfindungsgemässes Reibelement aus einem Metallträger mit einer darauf befestigten Reibschicht
aus Kunstkohle zu fertigen. Eine solche Reibschicht lässt sich ebenfalls aus einem Kunstkohle-Pormkörper, beispielsT^eise einem
Kunstkohle-Block oder Kunstkohle-Rohr, herausarbeiten. Zweckmassig
wird diese Kunstkohleschicht als Reibschicht auf den Träger,
vorzugsweise Metallträger, aufgeklebt oder aufgenietet.
Man kann die erfindungsgemässen REibelemente für öllauf oder
Trockenlauf einsetzen. In beiden Fällen erreicht man ohne Gegenreibmaterialangriff
einen ausreichend hohen Reibwert, auch bei hoher Belastung.
In der beiliegenden Zeichnung sind erfindungsgemässe Reibelemente
beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:
S09826/0005
Fig.l eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Reib
element für Trockenlauf,
Fig. 2 eine andere Ausfuhrungsform eines erfindungsge-
mässen Reibelementes für öllauf, im Schnitt, und
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemässen Reibelernentes.
Das in Fig. 1 dargestellte Reibelement besteht aus einem ringförmigen
Formkörper 1 aus Kunstkohle, der Nietlöcher 2 aufweist, die zum Aufnieten dieses Reibelemente auf eine Kupplungsscheibe
vorhanden sind. Dieses Reibelement ist für Trockenlauf ausgelegt. Das in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Reibelement für öllauf
weist eine aus Kunstkohle bestehende ringförmige Reibschicht 3 auf, die über eine Klebefuge 4 auf einem ebenfalls ringförmigen
Metallträger 5 aufgeklebt ist. Auch das in Fig. 3 dargestellte Reibelement besteht aus einem ringförmigen Metallträger 7, auf
dem die Reibschicht in Form von aus Kunstkohle bestehenden Segmenten 6 aufgeklebt ist.
Von einem im Handel erhältlichen oder nach bekannten Verfahren
hergestellten aus Kunstkohle, bestehendem Rohr mit einem Innendurchmesser
von 125 mm und einem Aussendurchmesser von 185 mm wurde, eine Scheibe von 5 mm Stärke abgedreht, genutet und mit
Nietlöchern versehen. Anschliessend wurde die Scheibe plangeschliffen.
Ein derartiges Reibelement diente als Belag in Trockenlaufkupplungen
.
S0 9826/0005
Beispiel 2
Von einem Rohr aus Kunstkohle, wie in Beispiel 1 beschrieben,
wurden zwei 2 mm starke Scheiben abgedreht, und es wurde ein
Metallträger mit einem Innendurchmesser von 125 mm und einem Aussendurchmesser von 185 mm beidseitig damit beklebt. Anschliessend
wurden die Reibschichten genutet und plangeschliffen. Ein derartiges Reibelement diente als Lamelle für öllauf.
Es wurden von einem im Handel erhältlichen oder nach bekannten Verfahren
hergestellten Kunstkohle-Stab mit einem Durchmesser von 20 mm 2 mm starke Scheiben abgedreht und beidseitig auf einen
ringförmigen Metallträger mit dem Innendurchmesser 105 mm und dem Aussendurchmesser 145 mm so aufgeklebt, dass die Kunstkohlen-Flächen
symmetrisch auf dem Kreisring verteilt waren. Anschliessend wurde das Reibelement plangeschliffen.
Ein derartiges Reibelement diente als Reibmaterial für öllaufkupplungen.
Das verwendete Kunstkohle-Material hatte folgende Eigenschaften:
Kunstkohlerohr- Kunstkohlestabmaterial material
Dichte g/cm
Härte (Shore)
2 Biegefestigkeit kp/cm Druckfestigkeit kp/cm Wärmeleitzahl cal/cm sec 0C
Rsibwert u
1 609826/0005
1,6 | 80 | 30 | 1,4 | 40 |
70 - | - | |||
450 | 100 | |||
1400 | 300 | |||
0,01 | 0,1 | 0 | 0,01 | 0,1 |
0,05 - | ,05 - | |||
Claims (3)
1. ^eibelercent zur Kraftübertragung zwischen beweglichen Teilen
.mit poröser Struktur, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Reibschicht aus Kunstkohle besteht.
2., Reibelement nach Anspruch lf dadurch gekennzeichnet, dass
das gesarate Reibelement. aus der Kunstkohle besteht.
3. Reibelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Oberflächenschicht aus Kunstkohle und einem Trägermaterial,
zv/eckinässig siner Trägerplatte, auf der die Kunstkohleschicht
befestigt ist, besteht.
509826/0005
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Also Published As
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