DIAGRIP®

Anwendungen

Verbesserte Haftreibung

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.

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.

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.

Voraussetzungen

Voraussetzungen für Reibwerterhöhung durch Dispersionsschichten

Die Eigenschaft der Reibwerterhöhung ist an bestimmte konstruktive Voraussetzung geknüpft, die als Basis für eine optimale Kraftübertragung gelten:

01

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

02

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.

04

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

05

Montage und Demontage der Kontaktflächen

Die Kontaktflächen lassen sich nach Lösen von Verschraubungen oder Wegnahme von Anpressdruck leicht voneinander trennen

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:

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.

Kontakt

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