DE4106700C2

DE4106700C2 -

Info

Publication number: DE4106700C2
Application number: DE19914106700
Authority: DE
Inventors: Armin 4355 Waltrop De Eckert; Manfred 6382 Friedrichsdorf De Meinbreckse
Original assignee: RUETGERS PAGID AG 4300 ESSEN DE
Current assignee: Ruefas Pagid AG
Priority date: 1990-11-17
Filing date: 1991-03-02
Publication date: 1992-10-15
Also published as: DE4106700A1

Description

Die Erfindung betrifft eine metallische Trägerplatte, für Reibwerkstoffe, die mit einer schwingungsdämpfenden Beschichtung versehen ist.

Harte Metalle und Metallegierungen vermögen Schwingungen kaum zu dämpfen. Bei engem Kontakt mehrerer solcher Metallteile werden die Schwingungen von einem Metallteil auf das andere übertragen. Diese Übertragung kann verhindert werden, wenn zwischen den Metallteilen eine dämpfende Schicht wie beispielsweise aus einem viskoelastischen Kunststoff angeordnet ist.

Schwingungen werden aber auch von Metallen auf die Umgebung übertragen wie etwa die Schallschwingungen einer Stahlsaite an die Umgebungsluft. Da Geräusche oder Lärm verursachende Schallschwingungen als unangenehm empfunden werden und sogar zu Gesundheitsschäden führen können, werden metallische Platten und Bleche, die in Schwingungen versetzt werden, häufig mit einer schwingungsdämpfenden Beschichtung wie gefüllten Speziallacken versehen.

Bei Trägerplatten für die Reibwerkstoffe beispielsweise müssen solche Beschichtungen zusätzlich eine hohe Wärmestabilität und eine gute Haftung auf der Trägerplatte aufweisen. Die für diese Zwecke üblichen Lacke oder mit Polymeren beschichteten Dämpfungsbleche erfüllen diese zusätzlichen Anforderungen nur unvollkommen.

Es bestand daher die Aufgabe, Trägerplatten für Reibwerkstoffe mit gut haftenden, temperaturbeständigen, schwingungsdämpfenden Beschichtungen auf der dem Reibbelag gegenüberliegenden Seite zu entwickeln.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Trägerplatte gelöst, deren schwingungsdämpfende Beschichtung aus einer durch Plasmaspritzen aufgetragenen, mindestens 30 µm dicken Schicht aus oxidkeramischen Werkstoffen besteht.

Bei der Herstellung solcher Schichten werden bis nahe an ihrem Schmelzpunkt erhitzte Stäube aus oxidkeramischem Material wie Aluminium-, oder Chromoxid mit einer Plasmakanone auf die Trägerplatten aufgetragen. Solche keramische Schichten haben bekannterweise eine sehr gute Haftung auf metallischem Substrat und eine ausgezeichnete Wärmestabilität. Sie werden häufig verwendet, um den Verschleiß zu verringern oder das Gleitverhalten zu verbessern.

So wird in der DE-A 38 38 438 vorgeschlagen, bei einer Teilbelag-Scheibenbremse auf die Gleitflächen des Kolbens oder der Kolbenführung mittels Plasmaspritzen keramische Werkstoffe aufzutragen, um den Verschleiß zu vermindern.

In der FR-A 26 31 044 wird durch Plasmaspritzen ein Gemisch aus Chromoxid und Wolframkarbid auf die Reibfläche einer Scheibenbremse aufgetragen, um den Reibungskoeffizienten zu verbessern und gleichzeitig den Verschleiß zu verringern.

In der US-A 37 58 233 wird eine schwingungsdämpfende Beschichtung für Rotorblätter von Gasturbinen, Kompressoren und ähnlichen Maschinen beansprucht. Auf diese aus Nickel, Kobalt, Aluminium, Molybdän, Titan oder Eisen-Nickel-Legierungen bestehenden Rotorblätter werden durch Plasmaspritzen mehrere Schichten aus Oxidkeramik oder feuerfesten Karbiden mit unterschiedlichem Gehalt an den genannten Metallen der Rotoblätter aufgetragen, wobei der Metallgehalt in den Schichten von innen nach außen abnimmt und nur die äußere Schicht aus Oxidkeramik oder Karbiden besteht. Ein solcher schwingungsdämpfender Schichtaufbau ist für Trägerplatten für Reibbeläge zu aufwendig. Da andererseits schwingungsdämpfende Maßnahmen bei Trägerplatten für Reibbeläge nicht auf Rotorblätter übertragbar sind, lag es wegen der unterschiedlichen Anforderungen auch nicht nahe, Erfahrungen auf dem Gebiet der Strömungsmaschinen auf Brems- und Kupplungsbeläge zu übertragen.

Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß Trägerplatten für Teilbelagscheibenbremsen, die auf einer Seite mit einem Reibbelag und auf der anderen Seite mit einer mindestens 30 µm dicken, durch Plasmaspritzen aufgetragenen oxidkeramischen Schicht versehen sind, ausgezeichnete geräuschdämpfende Eigenschaften aufweisen, die etwa denen von Antinoise-Lacken und Dämpfungsblechen entsprechen. Vorzugsweise hat der Belag eine Dicke von 60 bis 180 µm. Dickere Beläge haben zwar ebenfalls gute Eigenschaften, sind aber aus Kostengründen nicht wirtschaftlich.

In den nachfolgenden Beispielen wurden die Trägerplatten identischer Reibbeläge auf der Rückseite mit unterschiedlichen Antinoise-Beschichtungen versehen. Diese Beläge wurden in Automobilen unter vergleichbaren Bedingungen getestet, wobei am frischen Belag und nach einer gefahrenen Strecke von 15 000 km die Geräuschentwicklung und die Haftung der Beschichtung nach einer 10-Punkte-Skala in üblicher Weise bewertet wurden. Die beste Beurteilung erzielt dabei 10 Punkte. Bei der Geräuschbeurteilung ist eine Punktzahl von 7 für eine Serie als gerade noch akzeptabel anzusehen.

Die Beispiele 7 und 8 betreffen Trägerplatten nach der Erfindung, denen in den Beispielen 1 bis 6 übliche Trägerplatten gegenübergestellt sind.

Es wurden Dämpfungsbleche und Antinoise-Lacke von jeweils zwei Herstellern verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Daraus ist deutlich ersichtlich, daß die Geräuschdämpfung bei den erfindungsgemäßen Trägerplatten, obwohl die Schichtdicke der Oxidkeramikschicht nur 50 µm beträgt, der einer mit einem üblichen Antinoise-Lack beschichteten Trägerplatte entspricht. Bei neuen Belägen ist zwar die Geräuschdämpfung bei mit Dämpfungsblechen versehenen Trägerplatten besser, aber bei zunehmender Fahrleistung nähern sich die Werte an. Wichtig ist aber der durch die Benutzung bedingte Abfall der Haftung bei den herkömmlichen Beschichtungen. Das ist vor allem bei den Dämpfungsblechen gefährlich, wenn sich diese von der Trägerplatte lösen. Bei den Trägerplatten mit plasmagespritzter Oxidkeramik-Beschichtung hingegen bleibt die Haftung voll erhalten.

Weitere Versuche haben gezeigt, daß ein zusätzlicher Antinoise-Lack-Anstrich auf der Keramikschicht keine Verbesserung der Geräuschdämpfung bringt. Wird hingegen beispielsweise bei der Cr₂O₃-Schicht die Schichtdicke auf 100 µm erhöht, so verbessert sich die Geräuschbeurteilung auf 8 bei dem neuen Belag und auf 7 bis 8 nach 15 000 km.

Damit ist erwiesen, daß die erfindungsgemäßen Trägerplatten auch bezüglich der Geräuschbeurteilung nicht schlechter als die besten Dämpfungsbleche sind.

Es ist natürlich auch möglich, die Trägerplatte beidseitig mit oxidkeramischen Werkstoffen durch Plasmaspritzen zu beschichten. Dadurch wird zusätzlich ein verbesserter Verbund zwischen Reibbelag und Trägerplatte erreicht.

Tabelle

Claims

1. Metallische Trägerplatte für Reibwerkstoffe, die auf der dem Reibbelag gegenüberliegenden Seite mit einer schwingungsdämpfenden Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfende Beschichtung aus einer durch Plasmaspritzen aufgetragenen, mindestens 30 µm dicken Schicht aus oxidkeramischen Werkstoffen besteht.

2. Metallische Trägerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Reibbelag zugewandte Seite durch Plasmaspritzen mit oxidkeramischen Werkstoffen beschichtet ist.

3. Metallische Trägerplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidkeramische Schicht aus Al₂O₃ besteht.

4. Metallische Trägerplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidkeramische Schicht aus Cr₂O₃ besteht.

5. Metallische Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidkeramische Schicht eine Dicke von 60 bis 180 µm aufweist.