beschichtung
Verbesserte Haftreibung bei Ihren Schraub-, Press- und Flanschverbindungen
durch DIAGRIP®
sicherheit
Produktspezifikationen
ES GIBT IMMER EINE MASSGESCHNEIDERTE LÖSUNG
Für jedes Bauteil sind die Anforderungen unterschiedlich. Unser DIAGRIP Beschichtungsverfahren ist flexibel.
Wir passen uns Ihren Bedürfnissen an. Sprechen Sie uns an.
Kleine und mittlere Scheiben bis ca. 200 mm Durchmesser können als Stanzteile in Groß-Serie (Mio.) produziert werden und als Laserteile ab Stückzahl 1. Die Fertigung von Folien als Basismaterial ermöglicht es innerhalb von Tagen kurzfristig Sonderteile zur Verfügung zu stellen.
Die Scheibenrohlinge können auch als Stanzbiegeteile mit 3 D Konturen gefertigt werden, um z.B. Klips oder Befestigungsösen herzustellen.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Großformatige Reibscheiben kommen bis zu Durchmessern von über 2000 mm zum Einsatz. Durch die Segmentierung der Scheiben und intelligente Fixierprofile in den Segmenten lassen sich diese in der Montage problemlos handhaben. Die Stärke der Scheiben kann hierbei von 0,1 mm – bis zu 50 mm betragen. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben und der Segmente ist bei sachgerechter Handhabung möglich.
Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
ART:
Dispersionsschicht aus Nickel-Phosphor mit Diamant auf Substratwerkstoff (C75/C100/CU/Ni/Edelstahl/Kunststoff)
EIGENSCHAFT:
> Erhöhte Haftung, lösbare Kontaktfläche
> Einstellbare Härte der Nickel-Phosphor-Schicht (ca. 550 HV0,1 bis ca. 950 HV0,1)
> Hohe Korrosionsbeständigkeit
> Gute Konturtreue bzw. sehr gleichmäßige Dicke der Nickelschicht
> Einsetzbar bei bestehenden Konstruktionen
EINSATZ:
Übertragung von Kräften und Drehmomenten in funktionellen Systemen zur Herstellung von kraftschlüssigen Verbund-Systemen mit Schraubverbindung, Pressverbindung oder Flanschverbindung.
SCHICHTCHARAKTERISTIKA:
Nickel-Phosphor-Schicht von ca. 5 μm bis ca. 22 μm mit Diamantkörnung zwischen 10 μm und 35 μm (Schichtdicke/Körnung aufeinander abgestimmt), größere Körnungen (> 35 μm – 80 μm) als Sonderlösung
Reibwert μ = 0,5 – 0,8
SUBSTRATCHARAKTERISTIKA:
galvanisch beschichtbarer Grundwerkstoff mit angepasster, definierter Rauheit
PRODUKT
SYSTEMBLATT
+ Erhöhung der übertragbaren Kräfte um 0,5 – 0,8 μ und Momente einer Verbindung pro Flächeneinheit und daraus folgende Verringerung der Bauteilgrößen und -gewichte
+ 3 bis 4 mal höher übertragbares Drehmoment
+ Beschichtung direkt, als Reibscheibe oder Folie
+ Anwendbar für Bauteile in allen Formen & Größen
+ Erhöhung des Sicherheitsfaktors
+ Kostenreduktion der Einzelkomponenten
+ Einfache Handhabung
+ Unempfindlichkeit gegenüber Schmierstoffen
+ Grundsätzlich wiederverwendbar nach Demontage
+ Einsatz ohne Änderungsaufwand
Die Dispersionsschichten auf Basis von Nickel und Nickel-Phosphor zeichnen sich dadurch aus, dass sie mehrere wichtige Eigenschaften besitzen, beziehungsweise, dass sich die Eigenschaften je nach Zusammensetzung und/oder Wärmebehandlung den Anforderungen je nach Einsatz anpassen lassen. Dies lässt sich anhand eines Netzdiagrammes zur qualitativen Bewertung verdeutlichen, auf dessen Basis der Anwender die benötigten Eigenschaften auswählen kann.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Die dynamische Übertragung von mechanischen Kräften und Drehmomenten bei Maschinen kann unter anderem dadurch erfolgen, dass Antrieb und Maschinenelemente durch das Aufeinanderpressen zweier (meist rotierender) Flächen verbunden werden. Je nach Ausführung der Maschinen kommen dauerhaft arbeitende, aber lösbare oder zyklisch arbeitende Übertragungsausführungen zum Einsatz. Beispiele dafür können Flanschverbindungen, Stirnpressverbindungen, Welle-Nabe-Verbindungen, aber auch Schraubverbindungen sein, die in der Regel zu den dauerhaften zählen. Zyklisch arbeitende Systeme zur Kraft- und Drehmomentübertragung bestehen beispielsweise aus zwei aufeinander gepressten Scheiben.
In allen Fällen unterliegt die Effizienz der Kraft- oder Drehmomentübertragung der Forderung, Reibung weitgehend zu unterbinden. Zu den relevanten Kenngrößen der Kraftübertragung zählt vor allem die zur Verfügung stehende Fläche der beiden Kontaktpartner (Antrieb und Gegenstück). Je effizienter Reibung oder Schlupf unterbunden wird, um so kleiner und damit leichter können die beiden Kontaktpartner konstruktiv gestaltet werden – Reibwerterhöhung bietet damit einen entscheidenden Anteil an der Energie- und Materialeinsparung im Anlagen- und Maschinenbau. Erreicht wird die Reibwerterhöhung durch die DIAGRIP® Dispersionsbeschichtungen aus chemisch oder galvanisch Nickel- und Nickel-Phosphor-Schichten mit eingelagerten Hartstoffen. Als Hartstoff hat sich insbesondere Diamant in Körnungen von etwa 5 μm bis zu 35 μm bewährt, für Sonderanwendungen auch bis zu 80 μm.
Zur Anwendung kommen reibwerterhöhende Oberflächen in verschiedenen Ausführungsformen vor allem in der Automobilindustrie für Kurbelwellen, beziehungsweise für Nockenwellen. Bei den Premiumherstellern werden diese Oberflächen zudem in Lenkung, Fahrwerk oder Getriebe genutzt. Besonders hohe Anforderungen im Motorsport belegen die Leistungsfähigkeit derartiger Schichten. Des Weiteren sind sie in Windkraftanlagen zu finden, bei denen sie aufgrund der erzielbaren Einsparung an Bauteilmasse, sowie der guten Korrosionsbeständigkeit durch den Einsatz der Nickel-Phosphor-Legierung als Schichtwerkstoff überzeugen können. Durch den Einsatz der DIAGRIP®-Beschichtungen lassen sich vibrationsbeständige und dauerfeste Flanschverbindungen erzielen.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
KENNWERTE FÜR REIBWERTERHÖHENDE DISPERSIONSSCHICHTEN DIAGRIP:
Die Dispersionsschichten zur Erhöhung der Reibwerte stehen mit unterschiedlichen Größen an polyederförmigen, scharfkantigen Diamanten zur Verfügung. Die einzusetzende Größe der Diamanten richtet sich nach der Rauheit der Oberfläche der Reibpaarungen. Bestmögliche Ergebnisse werden bei Oberflächen mit geringer Rauheit und geringer Welligkeit – Resultat der Metallbearbeitung durch mechanische Verfahren wie Drehen, Fräsen, Schleifen – erzielt.
Sowohl raue als auch wellige Oberflächen reduzieren die tatsächliche wirksame Kontaktfläche zwischen der reibwerterhöhenden Dispersionsschicht und den Bauteiloberflächen der Reibpaarung. Folgende Diamantkörnungen und Füllgrade werden standardmäßig angeboten:
| Funktionale Eigenschaften | Reibwerterhöhende Diamantbeschichtung DIAGRIP® |
| Bezeichnung | DIAGRIP® 10 | DIAGRIP®25 | DIAGRIP®35 |
| Mittlere Partikelgröße | 10 μm | 25 μm | 35 μm |
| Einlagerungsrate | 15 % und 30 % | 15 % und 30 % | 15 % und 30 % |
| Schichtmaterial | Chemisch abgeschiedenes Nickel-Phosphoroder galvanisch abgeschiedenes Nickel oder Nickel-Phosphor |
| Härte Schichtmatrix | 550 – 950 HV0,1 |
| Schichtdicke der Matrix (chemisch Nickel) | 5 – 8 μm | 13 – 17 μm | 14 – 22 μm |
| Schichtdicke der Matrix (galvanisch Nickel) | bis zu mehreren hundert Mikrometer |
| Basismaterial für Scheiben und Folien | Kupfer, Kupfer mit isolierender Zwischenlage, Stahl und Federstahl von 0,05 bis zu mehreren Millimetern Materialstärke |
Die Dicke der Nickelschicht ist so gewählt, dass die Diamantpartikel ausreichend weit aus der Nickelschicht herausragen und damit zuverlässig einen stoffschlüssigen Verbund mit dem Gegenstück der Reibpaarung erzeugen können.
Einen weiterer Kennwert der Dispersionsschicht liefert die verwendete chemisch abgeschiedene Nickelschicht mit Phosphorgehalten zwischen 1 % und bis zu 13 %, verfügbar in drei Zustandsformen:
> Niedriger Phosphorgehalt – 1 % bis 5 % / hohe Abscheidehärte / geringere Korrosionsbeständigkeit
> Mittlerer Phosphorgehalt – 5 % bis 10 % / mittlere Abscheidehärte / höhere Korrosionsbeständigkeit
> Hoher Phosphorgehalt – 10 % bis 13 % / geringere Abscheidehärte / hohe Korrosionsbeständigkeit
Der Phosphorgehalt bestimmt die Grundhärte der Nickelschicht, die erzielbare Maximalhärte unter Anwendung einer Temperaturbehandlung und die Korrosionsbeständigkeit.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Für spezielle Anwendungen beziehungsweise für besondere Formgebungsnotwendigkeiten der Reibpaarung ist es möglich, die Nickeldispersionsschicht direkt auf Bauteile zur Herstellung der Reibpaarung aufzubringen. Es empfiehlt sich dringend, die Auswahl der Werkstoffe und die Formgebung mit dem Hersteller der Nickeldispersionsschicht abzustimmen.
Als Kennwert für die Qualität der reibwerterhöhenden Dispersionsbeschichtung DIAGRIP® kann der Reibwert für die Oberfläche herangezogen werden. Allerdings hängt dieser Wert in erster Linie von der aufgebrachten Anpresskraft ab. Übliche Kennwerte liegen zwischen etwa
μ = 0,5 und μ = 0,8. Damit wird eine Erhöhung der Reibwerte gegenüber etwa μ = 0,3 ohne Einsatz der Schichten erzielt, der eine Steigerung der übertragbaren Kräfte beziehungsweise Drehmomente um den Faktor 3 bis 4 bewirkt.
VORAUSSETZUNGEN FÜR REIBWERTERHÖHUNG DURCH DISPERSIONSSCHICHTEN
> Kontaktflächen für die Übertragung von Kräften und Drehmomenten – die Höhe der zu übertragenden Kräfte und
Momente steht in direktem Zusammenhang mit den (makroskopischen) Flächenanteilen der Bauteilpartner beziehungsweise mit der geometrischen Anpassung der beiden Bauteilpartner
> Ausführung der Kontaktflächen – die Effizienz der Übertragung von Kräften und Drehmomenten richtet sich nach den tatsächlichen (mikroskopischen) Kontaktflächen. Hier spielen die Rauheiten der Kontaktflächen sowie die Orientierung von Bearbeitungsstrukturen wie Dreh- oder Schleifriefen eine Rolle.
> Härte der Oberfläche der Kontaktflächen – die Verzahnung zwischen den Diamanten der reibwerterhöhenden Dispersionsbeschichtung (in der Regel eine Nickel- oder Nickel-Phosphor-Schicht) und der Oberfläche des Bauteils
> Belegung der Kontaktflächen mit Fremdstoffen – die Art der Verzahnung zwischen reibwerterhöhender Oberflächen und
Kontaktpartner wird nicht oder unwesentlich durch vorhandene Fremdstoffe (Öl, Fett, Schmutz) beeinträchtigt
> Montage und Demontage der Kontaktflächen – die Kontaktflächen lassen sich nach Lösen von Verschraubungen oder Wegnahme von Anpressdruck leicht voneinander trennen
> Konstruktion – der Einsatz von Dispersionsschichten zur Kraft- und Drehmomentübertragung erfordert keine konstruktive Änderungen der Bauteile. Dies gilt im besonderen für den Einsatz von Folien mit ein- oder vorzugsweise beidseitig aufgebrachter Dispersionsschicht.
Aufsicht auf die Nickeldispersionsschicht als Reibfolie DIAGRIP® 35 mit eingelagerten Diamantpartikeln
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Lösungsbeispiele
ES GIBT IMMER EINE MASSGESCHNEIDERTE LÖSUNG
Für jedes Bauteil sind die Anforderungen unterschiedlich. Unser DIAGRIP Beschichtungsverfahren ist flexibel.
Wir passen uns Ihren Bedürfnissen an. Sprechen Sie uns an.
Kleine und mittlere Scheiben bis ca. 200 mm Durchmesser können als Stanzteile in Groß-Serie (Mio.) produziert werden und als Laserteile ab Stückzahl 1. Die Fertigung von Folien als Basismaterial ermöglicht es innerhalb von Tagen kurzfristig Sonderteile zur Verfügung zu stellen.
Die Scheibenrohlinge können auch als Stanzbiegeteile mit 3 D Konturen gefertigt werden, um z.B. Klips oder Befestigungsösen herzustellen.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Großformatige Reibscheiben kommen bis zu Durchmessern von über 2000 mm zum Einsatz. Durch die Segmentierung der Scheiben und intelligente Fixierprofile in den Segmenten lassen sich diese in der Montage problemlos handhaben. Die Stärke der Scheiben kann hierbei von 0,1 mm – bis zu 50 mm betragen. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben und der Segmente ist bei sachgerechter Handhabung möglich.
Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Auf einen Blick
ART:
Dispersionsschicht aus Nickel-Phosphor mit Diamant auf Substratwerkstoff
EIGENSCHAFT:
> Erhöhte Haftung, lösbare Kontaktfläche
> Einstellbare Härte der Nickel-Phosphor-Schicht (ca. 550 HV0,1 bis ca. 950 HV0,1) > Hohe Korrosionsbeständigkeit
> Gute Konturtreue bzw. sehr gleichmäßige Dicke der Nickelschicht
> Einsetzbar bei bestehenden Konstruktionen
EINSATZ:
Übertragung von Kräften und Drehmomenten in funktionellen Systemen zur Herstellung von stoffschlüssigen Verbunden Systeme mit Schraubverbindung oder Pressverbindung
SCHICHTCHARAKTERISTIKA:
Nickel-Phosphor-Schicht von ca.5 μm bis ca. 22 μm mit Diamantkörnung zwischen 10 μm und 35 μm (Schichtdicke und Körnung aufeinander abgestimmt)
Reibwert μ = 0,6 – 0,7
SUBSTRATCHARAKTERISTIKA:
galvanisch beschichtbarer Grundwerkstoff mit angepasster, definierter Rauheit
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Vorteile
+ Erhöhung der übertragbaren Kräfte und Momente einer Verbindung pro Flächeneinheit und daraus folgende Verringerung der Bauteilgrößen und -ge-wichte
+ Erhöhung des Sicherheitsfaktors
+ Kostenreduktion der Einzelkomponenten
+ Einfache Handhabung
+ Unempfindlichkeit gegenüber Schmierstoffen
+ Grundsätzlich wiederverwendbar nach Demontage
+ Einsatz ohne konstruktivem Änderungsaufwand
Die Dispersionsschichten auf Basis von Nickel und Nickel-Phosphor zeichnen sich dadurch aus, dass sie mehrere wichtige Eigenschaften besitzen beziehungsweise dass sich die Eigenschaften je nach Zusammensetzung und/oder Wärmebehandlung den Anforderungen zum Einsatz anpassen lassen. Dies lässt sich anhand eines Netzdiagrammes zur qualitativen Bewertung verdeutlichen, auf dessen Basis der Anwender die benötigten Eigenschaften auswählen kann.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Anwendungen
Die dynamische Übertragung von mechanischen Kräften und Drehmomenten bei Maschinen kann unter anderem dadurch erfolgen, dass Antrieb und Maschinenelemente durch das Aufeinanderpressen zweier (meist rotierender) Flächen verbunden werden. Je nach Ausführung der Maschinen kommen dauerhaft arbeitende, aber lösbare oder zyklisch arbeitende Übertragungsausführungen zum Einsatz. Beispiele dafür können Flanschverbindungen, Stirnpressverbindungen, Welle-Nabe-Verbindungen, aber auch Schraubverbindungen sein, die in der Regel zu den dauerhaften zählen. Zyklisch arbeitende Systeme zur Kraft- und Drehmomentübertragung bestehen beispielsweise aus zwei aufeinander gepressten Scheiben.
In allen Fällen unterliegt die Effizienz der Kraft- oder Drehmomentübertragung der Forderung, Reibung weitgehend zu unterbinden. Zu den relevanten Kenngrößen der Kraftübertragung zählt vor allem die zur Verfügung stehende Fläche der beiden Kontaktpartner (Antrieb und Gegenstück). Je effizienter Reibung oder Schlupf unterbunden wird, um so kleiner und damit leichter können die beiden Kontaktpartner konstruktiv gestaltet werden – Reibwerterhöhung bietet damit einen entscheidenden Anteil an der Energie- und Materialeinsparung im Anlagen- und Maschinenbau. Erreicht wird die Reibwerterhöhung durch die DIAGRIP® Dispersionsbeschichtungen aus chemisch oder galvanisch Nickel- und Nickel-Phosphor-Schichten mit eingelagerten Hartstoffen. Als Hartstoff hat sich insbesondere Diamant in Körnungen von etwa 5 μm bis zu 35 μm bewährt, für Sonderanwendungen auch bis zu 80 μm.
Zur Anwendung kommen reibwerterhöhende Oberflächen in verschiedenen Ausführungsformen vor allem in der Automobilindustrie für Kurbelwellen, beziehungsweise für Nockenwellen. Bei den Premiumherstellern werden diese Oberflächen zudem in Lenkung, Fahrwerk oder Getriebe genutzt. Besonders hohe Anforderungen im Motorsport belegen die Leistungsfähigkeit derartiger Schichten. Des Weiteren sind sie in Windkraftanlagen zu finden, bei denen sie aufgrund der erzielbaren Einsparung an Bauteilmasse, sowie der guten Korrosionsbeständigkeit durch den Einsatz der Nickel-Phosphor-Legierung als Schichtwerkstoff überzeugen können. Durch den Einsatz der DIAGRIP®-Beschichtungen lassen sich vibrationsbeständige und dauerfeste Flanschverbindungen erzielen.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Kennwerte
Die Dispersionsschichten zur Erhöhung der Reibwerte stehen mit unterschiedlichen Größen an polyederförmigen, scharfkantigen Diamanten zur Verfügung. Die einzusetzende Größe der Diamanten richtet sich nach der Rauheit der Oberfläche der Reibpaarungen. Bestmögliche Ergebnisse werden bei Oberflächen mit geringer Rauheit und geringer Welligkeit – Resultat der Metallbearbeitung durch mechanische Verfahren wie Drehen, Fräsen, Schleifen – erzielt.
Sowohl raue als auch wellige Oberflächen reduzieren die tatsächliche wirksame Kontaktfläche zwischen der reibwerterhöhenden Dispersionsschicht und den Bauteiloberflächen der Reibpaarung. Folgende Diamantkörnungen und Füllgrade werden standardmäßig angeboten:
| Funktionale Eigenschaften | Reibwerterhöhende Diamantbeschichtung DIAGRIP® |
| Bezeichnung | DIAGRIP® | DIAGRIP®25 | DIAGRIP®35 |
| Mittlere Partikelgröße | 10 μm | 25 μm | 35 μm |
| Einlagerungsrate | 15 % und 30 % | 15 % und 30 % | 15 % und 30 % |
| Schichtmaterial | Chemisch abgeschiedenes Nickel-Phosphoroder galvanisch abgeschiedenes Nickel oder Nickel-Phosphor |
| Härte Schichtmatrix | 550 – 950 HV0,1 |
| Schichtdicke der Matrix (chemisch Nickel) | 5 – 8 μm | 13 – 17 μm | 14 – 22 μm |
| Schichtdicke der Matrix (galvanisch Nickel) | bis zu mehreren hundert Mikrometer |
| Basismaterial für Scheiben und Folien | Kupfer, Kupfer mit isolierender Zwischenlage, Stahl und Federstahl von 0,05 bis zu mehreren Millimetern Materialstärke |
Die Dicke der Nickelschicht ist so gewählt, dass die Diamantpartikel ausreichend weit aus der Nickelschicht herausragen und damit zuverlässig einen stoffschlüssigen Verbund mit dem Gegenstück der Reibpaarung erzeugen können.
Einen weiterer Kennwert der Dispersionsschicht liefert die verwendete chemisch abgeschiedene Nickelschicht mit Phosphorgehalten zwischen 1 % und bis zu 13 %, verfügbar in drei Zustandsformen:
> Niedriger Phosphorgehalt – 1 % bis 5 % / hohe Abscheidehärte / geringere Korrosionsbeständigkeit
> Mittlerer Phosphorgehalt – 5 % bis 10 % / mittlere Abscheidehärte / höhere Korrosionsbeständigkeit
> Hoher Phosphorgehalt – 10 % bis 13 % / geringere Abscheidehärte / hohe Korrosionsbeständigkeit
Der Phosphorgehalt bestimmt die Grundhärte der Nickelschicht, die erzielbare Maximalhärte unter Anwendung einer Temperaturbehandlung und die Korrosionsbeständigkeit.
Für spezielle Anwendungen beziehungsweise für besondere Formgebungsnotwendigkeiten der Reibpaarung ist es möglich, die Nickeldispersionsschicht direkt auf Bauteile zur Herstellung der Reibpaarung aufzubringen. Es empfiehlt sich dringend, die Auswahl der Werkstoffe und die Formgebung mit dem Hersteller der Nickeldispersionsschicht abzustimmen.
Als Kennwert für die Qualität der reibwerterhöhenden Dispersionsbeschichtung DIAGRIP® kann der Reibwert für die Oberfläche herangezogen werden. Allerdings hängt dieser Wert in erster Linie von der aufgebrachten Anpresskraft ab. Übliche Kennwerte liegen zwischen etwa
μ = 0,5 und μ = 0,7. Damit wird eine Erhöhung der Reibwerte gegenüber etwa μ = 0,3 ohne Einsatz der Schichten erzielt, der eine Steigerung der übertragbaren Kräfte beziehungsweise Drehmomente um den Faktor 3 bis 4 bewirkt.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Voraussetzungen
VORAUSSETZUNGEN FÜR REIBWERTERHÖHUNG DURCH DISPERSIONSSCHICHTEN
> Kontaktflächen für die Übertragung von Kräften und Drehmomenten – die Höhe der zu übertragenden Kräfte und
Momente steht in direktem Zusammenhang mit den (makroskopischen) Flächenanteilen der Bauteilpartner beziehungsweise mit der geometrischen Anpassung der beiden Bauteilpartner
> Ausführung der Kontaktflächen – die Effizienz der Übertragung von Kräften und Drehmomenten richtet sich nach den tatsächlichen (mikroskopischen) Kontaktflächen. Hier spielen die Rauheiten der Kontaktflächen sowie die Orientierung von Bearbeitungsstrukturen wie Dreh- oder Schleifriefen eine Rolle.
> Härte der Oberfläche der Kontaktflächen – die Verzahnung zwischen den Diamanten der reibwerterhöhenden Dispersionsbeschichtung (in der Regel eine Nickel- oder Nickel-Phosphor-Schicht) und der Oberfläche des Bauteils
> Belegung der Kontaktflächen mit Fremdstoffen – die Art der Verzahnung zwischen reibwerterhöhender Oberflächen und
Kontaktpartner wird nicht oder unwesentlich durch vorhandene Fremdstoffe (Öl, Fett, Schmutz) beeinträchtigt
> Montage und Demontage der Kontaktflächen – die Kontaktflächen lassen sich nach Lösen von Verschraubungen oder Wegnahme von Anpressdruck leicht voneinander trennen
> Konstruktion – der Einsatz von Dispersionsschichten zur Kraft- und Drehmomentübertragung erfordert keine konstruktive Änderungen der Bauteile. Dies gilt im besonderen für den Einsatz von Folien mit ein- oder vorzugsweise beidseitig aufgebrachter Dispersionsschicht.
Aufsicht auf die Nickeldispersionsschicht als Reibfolie DIAGRIP® 35 mit eingelagerten Diamantpartikeln
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Lösungsbeispiele
ES GIBT IMMER EINE MASSGESCHNEIDERTE LÖSUNG
Für jedes Bauteil sind die Anforderungen unterschiedlich. Unser DIAGRIP Beschichtungsverfahren ist flexibel.
Wir passen uns Ihren Bedürfnissen an. Sprechen Sie uns an.
Kleine und mittlere Scheiben bis ca. 200 mm Durchmesser können als Stanzteile in Groß-Serie (Mio.) produziert werden und als Laserteile ab Stückzahl 1. Die Fertigung von Folien als Basismaterial ermöglicht es innerhalb von Tagen kurzfristig Sonderteile zur Verfügung zu stellen.
Die Scheibenrohlinge können auch als Stanzbiegeteile mit 3 D Konturen gefertigt werden, um z.B. Klips oder Befestigungsösen herzustellen.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Formen und Größen der Scheiben variieren je nach Bedarf. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
Großformatige Reibscheiben kommen bis zu Durchmessern von über 2000 mm zum Einsatz. Durch die Segmentierung der Scheiben und intelligente Fixierprofile in den Segmenten lassen sich diese in der Montage problemlos handhaben. Die Stärke der Scheiben kann hierbei von 0,1 mm – bis zu 50 mm betragen. Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben und der Segmente ist bei sachgerechter Handhabung möglich.
Die Wiederverwendbarkeit der Scheiben ist bei sachgerechter Handhabung möglich. Scheiben und Folien können beliebige Konturen haben und müssen nicht zwingend rundgeometrisch sein.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Auf einen Blick
ART:
Dispersionsschicht aus Nickel-Phosphor mit Diamant auf Substratwerkstoff
EIGENSCHAFT:
> Erhöhte Haftung, lösbare Kontaktfläche
> Einstellbare Härte der Nickel-Phosphor-Schicht (ca. 550 HV0,1 bis ca. 950 HV0,1) > Hohe Korrosionsbeständigkeit
> Gute Konturtreue bzw. sehr gleichmäßige Dicke der Nickelschicht
> Einsetzbar bei bestehenden Konstruktionen
EINSATZ:
Übertragung von Kräften und Drehmomenten in funktionellen Systemen zur Herstellung von stoffschlüssigen Verbunden Systeme mit Schraubverbindung oder Pressverbindung
SCHICHTCHARAKTERISTIKA:
Nickel-Phosphor-Schicht von ca.5 μm bis ca. 22 μm mit Diamantkörnung zwischen 10 μm und 35 μm (Schichtdicke und Körnung aufeinander abgestimmt)
Reibwert μ = 0,6 – 0,7
SUBSTRATCHARAKTERISTIKA:
galvanisch beschichtbarer Grundwerkstoff mit angepasster, definierter Rauheit
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Vorteile
+ Erhöhung der übertragbaren Kräfte und Momente einer Verbindung pro Flächeneinheit und daraus folgende Verringerung der Bauteilgrößen und -ge-wichte
+ Erhöhung des Sicherheitsfaktors
+ Kostenreduktion der Einzelkomponenten
+ Einfache Handhabung
+ Unempfindlichkeit gegenüber Schmierstoffen
+ Grundsätzlich wiederverwendbar nach Demontage
+ Einsatz ohne konstruktivem Änderungsaufwand
Die Dispersionsschichten auf Basis von Nickel und Nickel-Phosphor zeichnen sich dadurch aus, dass sie mehrere wichtige Eigenschaften besitzen beziehungsweise dass sich die Eigenschaften je nach Zusammensetzung und/oder Wärmebehandlung den Anforderungen zum Einsatz anpassen lassen. Dies lässt sich anhand eines Netzdiagrammes zur qualitativen Bewertung verdeutlichen, auf dessen Basis der Anwender die benötigten Eigenschaften auswählen kann.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Anwendungen
Die dynamische Übertragung von mechanischen Kräften und Drehmomenten bei Maschinen kann unter anderem dadurch erfolgen, dass Antrieb und anzutreibendes Maschinenelemente durch das Aufeinanderpressen zweier (meist rotierender) Flächen verbunden werden. Je nach Ausführung der Maschinen kommen dauerhaft arbeitende, aber lösbare Übertragungsausführungen oder zyklische arbeitende zum Einsatz. Beispiele dafür können Flanschverbindungen, Stirnpressverbindungen, Welle-Nabe-Verbindungen, aber auch Schraubverbindungen sein, die in der Regel zu den dauerhaften zählen. Zyklisch arbeitende Systeme zur Kraft- und Drehmomentübertragen bestehen beispielsweise aus zwei aufeinander gepressten Scheiben.
In allen Fällen unterliegt die Effizienz der Kraft- oder Drehmomentübertragung der Forderung, Reibung weitgehend zu unterbinden. Zu den relevanten Kenngrößen der Kraftübertragung zählt vor allem die zur Verfügung stehende Fläche der beiden Kontaktpartner (Antrieb und Gegenstück). Je effizienter Reibung oder Schlupf unterbunden wird, um so kleiner und damit leichter können die beiden Kontaktpartner konstruktiv gestaltet werden – Reibwerterhöhung bietet damit einen entscheidenden Anteil an der Energie- und Materialeinsparung im Anlagen- und Maschinenbau! Erreicht wird die Reibwerterhöhung durch die DIAGRIP® Dispersionsbeschichtungen aus chemisch oder galvanisch abgeschiedenen Nickel- und Nickel-Phosphor-Schichten mit eingelagerten Hartstoffen. Als Hartstoff hat sich insbesondere Diamant in Körnungen von etwa 5 μm bis zu 35 μm bewährt.
Zur Anwendung kommen reiberhöhende Oberflächen in verschiedenen Ausführungsformen vor allem in der Automobilindustrie
in Kurbelwellen beziehungsweise für Nockenwellen. Bei den Premiumherstellern werden diese Oberflächen zudem in Lenkung,
Fahrwerk oder Getriebe genutzt. Besonders hohe Anforderungen im Motorsport belegen die Leistungsfähigkeit derartiger Schichten. Des Weiteren sind sie in Windkraftanlagen zu finden, bei denen sie aufgrund der erzielbaren Einsparung an Bauteilmasse
sowie der guten Korrosionsbeständigkeit durch den Einsatz der Nickel-Phosphor-Legierung als Schichtwerkstoff überzeugen
können. Durch den Einsatz der DIAGRIP®-Beschichtungen lassen sich vibrationsbeständige und dauerfeste Flanschverbindungen
erzielen.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Kennwerte
Die Dispersionsschichten zur Erhöhung der Reibwerte stehen mit unterschiedlichen Größen an polyederförmigen, scharfkantigen Diamanten zur Verfügung. Die einzusetzende Größe der Diamanten richtet sich nach der Rauheit der Oberfläche der Reibpaarungen. Bestmögliche Ergebnisse werden bei Oberflächen mit geringer Rauheit und geringer Welligkeit – Resultat der Metallbearbeitung durch mechanische Verfahren wie Drehen, Fräsen, Schleifen – erzielt.
Sowohl raue als auch wellige Oberflächen reduzieren die tatsächliche wirksame Kontaktfläche zwischen der reibwerterhöhenden Dispersionsschicht und den Bauteiloberflächen der Reibpaarung. Folgende Diamantkörnungen und Füllgrade werden standardmäßig angeboten:
| Funktionale Eigenschaften | Reibwerterhöhende Diamantbeschichtung DIAGRIP® |
| Bezeichnung | DIAGRIP® | DIAGRIP®25 | DIAGRIP®35 |
| Mittlere Partikelgröße | 10 μm | 25 μm | 35 μm |
| Einlagerungsrate | 15 % und 30 % | 15 % und 30 % | 15 % und 30 % |
| Schichtmaterial | Chemisch abgeschiedenes Nickel-Phosphoroder galvanisch abgeschiedenes Nickel oder Nickel-Phosphor |
| Härte Schichtmatrix | 550 – 950 HV0,1 |
| Schichtdicke der Matrix (chemisch Nickel) | 5 – 8 μm | 13 – 17 μm | 14 – 22 μm |
| Schichtdicke der Matrix (galvanisch Nickel) | bis zu mehreren hundert Mikrometer |
| Basismaterial für Scheiben und Folien | Kupfer, Kupfer mit isolierender Zwischenlage, Stahl und Federstahl von 0,05 bis zu mehreren Millimetern Materialstärke |
Die Dicke der Nickelschicht ist so gewählt, dass die Diamantpartikel ausreichend weit aus der Nickelschicht herausragen und damit zuverlässig einen stoffschlüssigen Verbund mit dem Gegenstück der Reibpaarung erzeugen können.
Einen weiterer Kennwert der Dispersionsschicht liefert die verwendete chemisch abgeschiedene Nickelschicht mit Phosphorgehalten zwischen 1 % und bis zu 13 %, verfügbar in drei Zustandsformen:
> Niedriger Phosphorgehalt – 1 % bis 5 % / hohe Abscheidehärte / geringere Korrosionsbeständigkeit
> Mittlerer Phosphorgehalt – 5 % bis 10 % / mittlere Abscheidehärte / höhere Korrosionsbeständigkeit
> Hoher Phosphorgehalt – 10 % bis 13 % / geringere Abscheidehärte / hohe Korrosionsbeständigkeit
Der Phosphorgehalt bestimmt die Grundhärte der Nickelschicht, die erzielbare Maximalhärte unter Anwendung einer Temperaturbehandlung und die Korrosionsbeständigkeit.
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Für spezielle Anwendungen beziehungsweise für besondere Formgebungsnotwendigkeiten der Reibpaarung ist es möglich, die Nickeldispersionsschicht direkt auf Bauteile zur Herstellung der Reibpaarung aufzubringen. Es empfiehlt sich dringend, die Auswahl der Werkstoffe und die Formgebung mit dem Hersteller der Nickeldispersionsschicht abzustimmen.
Als Kennwert für die Qualität der reibwerterhöhenden Dispersionsbeschichtung DIAGRIP® kann der Reibwert für die Oberfläche herangezogen werden. Allerdings hängt dieser Wert in erster Linie von der aufgebrachten Anpresskraft ab. Übliche Kennwerte liegen zwischen etwa
μ = 0,5 und μ = 0,7. Damit wird eine Erhöhung der Reibwerte gegenüber etwa μ = 0,3 ohne Einsatz der Schichten erzielt, der eine Steigerung der übertragbaren Kräfte beziehungsweise Drehmomente um den Faktor 3 bis 4 bewirkt.
Voraussetzungen
VORAUSSETZUNGEN FÜR REIBWERTERHÖHUNG DURCH DISPERSIONSSCHICHTEN
> Kontaktflächen für die Übertragung von Kräften und Drehmomenten – die Höhe der zu übertragenden Kräfte und
Momente steht in direktem Zusammenhang mit den (makroskopischen) Flächenanteilen der Bauteilpartner beziehungsweise mit der geometrischen Anpassung der beiden Bauteilpartner
> Ausführung der Kontaktflächen – die Effizienz der Übertragung von Kräften und Drehmomenten richtet sich nach den tatsächlichen (mikroskopischen) Kontaktflächen. Hier spielen die Rauheiten der Kontaktflächen sowie die Orientierung von Bearbeitungsstrukturen wie Dreh- oder Schleifriefen eine Rolle.
> Härte der Oberfläche der Kontaktflächen – die Verzahnung zwischen den Diamanten der reibwerterhöhenden Dispersionsbeschichtung (in der Regel eine Nickel- oder Nickel-Phosphor-Schicht) und der Oberfläche des Bauteils
> Belegung der Kontaktflächen mit Fremdstoffen – die Art der Verzahnung zwischen reibwerterhöhender Oberflächen und
Kontaktpartner wird nicht oder unwesentlich durch vorhandene Fremdstoffe (Öl, Fett, Schmutz) beeinträchtigt
> Montage und Demontage der Kontaktflächen – die Kontaktflächen lassen sich nach Lösen von Verschraubungen oder Wegnahme von Anpressdruck leicht voneinander trennen
> Konstruktion – der Einsatz von Dispersionsschichten zur Kraft- und Drehmomentübertragung erfordert keine konstruktive Änderungen der Bauteile. Dies gilt im besonderen für den Einsatz von Folien mit ein- oder vorzugsweise beidseitig aufgebrachter Dispersionsschicht.
Aufsicht auf die Nickeldispersionsschicht als Reibfolie DIAGRIP® 35 mit eingelagerten Diamantpartikeln
PRODUKT
SYSTEMBLATT
Schematische Darstellung des reibwerterhöhenden Systems aus Dispersionsschicht und Gegenstück der Reibpaarung
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