AT504336B1 - SPROCKET - Google Patents
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Description
2 AT 504 336 B12 AT 504 336 B1
Die Erfindung betrifft ein Kettenrad mit einem Kettenradkörper mit zumindest einer Fläche, die zur Anlage an einen weiteren Bauteil zur Ausbildung einer Stirnpressverbindung ausgebildet ist und zumindest einer in axialer Richtung sich erstreckenden Ausnehmung, die von einer Innenfläche umgeben ist, wobei die Fläche des Kettenradkörpers und/oder die Innenfläche der Ausnehmung zumindest bereichsweise mit einem Reibbelag beschichtet ist bzw. sind, der Reib-bzw. Hartpartikel aufweist, einen Kettenradtrieb mit zumindest einem Kettenrad, das auf einer Welle angeordnet ist sowie ein Verfahren zur Herstellung einer die Haftreibung zwischen einem Kettenrad und zumindest einem weiteren damit in Wirkverbindung stehenden Bauteil erhöhenden Beschichtung auf einem Kettenrad und/oder dem Bauteil.The invention relates to a sprocket with a sprocket body having at least one surface which is designed to bear on a further component for forming a Stirnpressverbindung and at least one axially extending recess which is surrounded by an inner surface, wherein the surface of the Kettenradkörpers and / or the inner surface of the recess is at least partially coated with a friction lining or are, the friction or. Having hard particles, a Kettenradtrieb with at least one sprocket which is arranged on a shaft and a method for producing a static friction between a sprocket and at least one further standing in operative connection component increasing coating on a sprocket and / or the component.
Zur Erhöhung der Verdrehsicherheit von Kettenrädern werden unterschiedlichste Methoden angewandt. Beispielsweise besteht die Möglichkeit diese Kettenräder mit leicht kegeligen Stirnflächen - mit Winkeln bis zu 1 0 30' - auszubilden. Eine Erhöhung der Verdrehsicherheit wird damit zwar erreicht, allerdings ist diese in der Regel zu gering.To increase the security against rotation of sprockets various methods are used. For example, there is the possibility these sprockets with slightly tapered faces - with angles up to 1 0 30 '- form. An increase in the security against twisting is thus achieved, but this is usually too low.
Im Stand der Technik wurde weiters beschrieben, Scheiben mit reibungserhöhenden Oberflächenschichten anzuordnen. Diese weisen einen Belag aus einer Nickelmatrix mit darin eingelagerten Diamantkristallen auf. Die mittlere Diamantkorngröße bewegt sich im Bereich zwischen 6 pm und 20 pm und die Diamantkonzentration beträgt ca. 10 Flächenprozent. Der Kornüber-stand der äußeren Diamantkristalle beträgt etwa 50 % der mittleren Diamantkorngröße. Es kann damit eine Erhöhung der Kraftübertragung erzielt werden, wobei dieser Effekt darauf basiert, dass die Diamantkristalle in die Gegenfläche des jeweiligen Bauteils bei Aufbringen einer entsprechenden Anpresskraft eindringen. Dabei kommt es zu einem Mikroformschluss zwischen dem Grund- und dem Gegenkörper, der dem Verschieben der beiden Flächen gegeneinander entgegenwirkt.It has also been described in the prior art to arrange disks with friction-increasing surface layers. These have a coating of a nickel matrix with embedded therein diamond crystals. The mean diamond grain size ranges between 6 pm and 20 pm and the diamond concentration is about 10 area percent. The grain diameter of the outer diamond crystals is about 50% of the mean diamond grain size. It can thus be achieved an increase in the power transmission, this effect being based on the fact that the diamond crystals penetrate into the mating surface of the respective component upon application of a corresponding contact pressure. This results in a microforming between the base and the counter body, which counteracts the displacement of the two surfaces against each other.
Mit diesen Scheiben werden zwar höhere Verdrehsicherheiten erreicht, allerdings sind diese Scheiben relativ teuer und erfordern zudem einen höheren logistischen Aufwand bei der Fertigung von Serienprodukten.With these discs, although higher security against rotation is achieved, but these discs are relatively expensive and also require a higher logistic effort in the production of mass-produced.
Aus der KR 2002-0028605 A ist ein Verfahren zur Verbesserung des Presssitzes einer Kurbelwelle auf einem Achszapfen bekannt. Dazu wird am Achszapfen eine Hinterschneidung hergestellt und diese mit einer reibungserhöhenden Beschichtung aus Chromcarbid-Nickelchrom-Pulver durch Sprühen oder in Form einer Lotschicht versehen.From KR 2002-0028605 A a method for improving the press fit of a crankshaft on a journal is known. For this purpose, an undercut is made on the journal and this provided with a friction-increasing coating of chromium carbide nickel chromium powder by spraying or in the form of a solder layer.
Die GB 1 283 999 A beschreibt ein Verfahren zur Erhöhung der Öldichtheit eines Presssitzes eines Maschinenelementes. Es wird dazu an einer inneren Oberfläche eine Beschichtung umfassend einen natürlichen oder synthetischen Gummilatex hergestellt.GB 1 283 999 A describes a method for increasing the oil-tightness of a press fit of a machine element. For this purpose, a coating comprising a natural or synthetic rubber latex is produced on an inner surface.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, zu den bekannten Methoden der Erhöhung der Verdrehsicherheit an Kettenrädern eine zumindest annähernd gleichwertige Alternativlösung zu finden, die allerdings im Hinblick auf die Serienproduktion von Kettenrädern kostengünstiger ist.Object of the present invention is to find an at least approximately equivalent alternative solution to the known methods of increasing the resistance to rotation of sprockets, but which is cheaper in terms of mass production of sprockets.
Diese Aufgabe wird jeweils eigenständig dadurch gelöst, dass bei dem eingangs erwähnten Kettenrad der Reibbelag in trockenem Zustand zumindest aus einem synthetischen Bindemittel besteht, in dem die Reib- bzw. Hartpartikel eingelagert bzw. auf das diese aufgestreut sind, bzw. dass bei dem Kettenradtrieb das Kettenrad erfindungsgemäß ausgebildet ist und gegebenenfalls die Welle zumindest in jenem Bereich ihrer Oberfläche, der zur Anlage an das Kettenrad ausgebildet ist, mit einem Reibbelag beschichtet ist sowie weiters durch das Verfahren, bei dem auf dem Kettenrad und/oder dem Bauteil eine Beschichtung aus zumindest einem synthetischen Bindemittel und darin zumindest teilweise enthaltenen bzw. mit diesem verbundenen Reib- bzw. Hartpartikel gebildet wird, wobei zuerst das Bindemittel in einem Nassverfahren aufgebracht wird und die Reib- bzw. Hartpartikel auf die Bindemittelschicht aufgebracht werden.This object is achieved independently that in the above-mentioned sprocket friction lining in a dry state at least consists of a synthetic binder in which the friction or hard particles embedded or on which they are sprinkled, or that in the sprocket drive the Sprocket is formed according to the invention and, where appropriate, the shaft is coated at least in that area of its surface, which is designed to rest against the sprocket with a friction lining and further by the method in which on the sprocket and / or the component a coating of at least one synthetic binder and therein at least partially contained or associated with this friction or hard particles is formed, wherein first the binder is applied in a wet process and the friction or hard particles are applied to the binder layer.
Als Reibbelag im Sinne der Erfindung wird eine Beschichtung verstanden, die die Haftreibungs- 3 AT 504 336 B1 zahl zwischen einer Werkstoffpaarung erhöht.A friction lining in the sense of the invention is understood to mean a coating which increases the static friction coefficient between a material combination.
Durch die Verwendung eines Reibbelages zur Erhöhung der Verdrehsicherheit von Kettenrädern ist es möglich, dass diese Kettenräder direkt beschichtet werden, wodurch ein hoher Vorfertigungsgrad der Bauteile, beispielsweise für die Automobilindustrie, erreicht wird, sodass also bei der endgültigen Montage auf zusätzliche Schritte, beispielsweise durch das Anbringen oben genannter Scheiben, verzichtet werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, diesen Reibbelag mit einem Nassverfahren aufzutragen, wobei prinzipiell sämtliche Verfahren, welche aus dem Stand der Technik zur Verarbeitung von Lacken bekannt sind, angewandt werden können. Es wird damit auch möglich, komplexere Geometrien mit derartigen die Haftreibungszahl erhöhenden Beschichtungen kostengünstig zu versehen. Zudem kann durch die Verwendung eines Reibbelages dessen Konditionierung ohne großen Aufwand stufenlos abgeändert werden, sodass auf unterschiedlichste Erfordernisse an Verdrehsicherheit bzw. Erfordernisse von Baugruppen mit Kettenrädern relativ rasch reagiert werden kann, wobei auch hierbei eine Optimierung des Kosteneinsatzes durch entsprechende Optimierung des Materialeinsatzes möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass anstelle oder zusätzlich zum Kettenrad der weitere Bauteil, also beispielsweise eine Welle auf der das Kettenrad angeordnet ist, mit dem Reibbelag zumindest teilweise zu versehen, wodurch die Variabilität in Hinblick auf die verwendbaren Kettenräder erhöht werden kann.By using a friction lining to increase the resistance to rotation of sprockets, it is possible that these sprockets are coated directly, whereby a high degree of prefabrication of the components, for example, for the automotive industry is achieved, so so in the final assembly on additional steps, for example by the Attaching the above-mentioned discs, can be dispensed with. In addition, it is possible to apply this friction lining with a wet process, wherein in principle all methods which are known from the prior art for the processing of paints, can be applied. It is thus also possible to provide more costly geometries with such a friction coefficient increasing coatings. In addition, the use of a friction lining whose conditioning can be changed continuously without much effort, so that can be responded to a variety of requirements for security against rotation or requirements of assemblies with sprockets relatively quickly, with an optimization of the cost of use by appropriate optimization of the use of materials is also possible. But it is also possible that instead of or in addition to the sprocket of the further component, so for example a shaft on which the sprocket is arranged to be at least partially provided with the friction lining, whereby the variability can be increased with respect to the usable sprockets.
Der Reibbelag besteht in trockenem Zustand, also im gehärteten Zustand ohne Lösungsmittel, aus zumindest einem polymerisierten, synthetischen Bindemittel und darauf aufgebrachten Reib- bzw. Hartpartikeln, von denen zumindest ein Anteil zumindest teilweise in der gebildeten Bindemittelschicht eingebettet sind, sich also in oberflächennahen Bereichen eine Bindemittelmatrix mit darin enthaltenen Reib- bzw. Hartpartikel ausbildet, wobei die Reib- bzw. Hartpartikel über die Oberflächenschicht der Bindemittelmatrix zumindest teilweise vorragen. Durch die Verwendung eines synthetischen Bindemittels ist es möglich, den Reibbelag hinsichtlich seiner Eigenschaften, beispielsweise durch Änderungen in der Kettenlänge der bzw. von Seitenketten oder funktionellen Gruppen an den Polymerfäden, anzupassen, wobei diese Bindemittel kostengünstig erhältlich sind. Darüber hinaus ist damit auch eine gewisse Restelastizität des Reibbelages erzielbar, wodurch die Anpassfähigkeit der Beschichtung an die damit in Eingriff gebrachte Oberfläche eines weiteren Bauteils zur Herstellung der Stirnpressverbindung, z.B. zwischen zwei Kettenrädern, verbessert wird.The friction lining is in the dry state, ie in the cured state without solvent, of at least one polymerized, synthetic binder and applied thereto friction or hard particles, of which at least a proportion are at least partially embedded in the binder layer formed, ie in near-surface areas a Forming binder matrix with friction or hard particles contained therein, wherein the friction or hard particles at least partially project beyond the surface layer of the binder matrix. By using a synthetic binder, it is possible to adapt the friction lining with regard to its properties, for example by changes in the chain length of the side chains or functional groups on the polymer threads, these binders being available at low cost. Moreover, it also achieves a certain residual elasticity of the friction lining, whereby the adaptability of the coating to the surface of another component engaged therewith for producing the end press connection, e.g. between two sprockets, is improved.
Im Hinblick auf die Haftfestigkeit des Reibbelages auf dem Kettenrad bzw. der Welle oder dem weiteren Bauteil bzw. der Haftung der Reib- bzw. Hartpartikel im bzw. am Bindemittel ist es von Vorteil, wenn das Bindemittel ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polyesterimide, Polyimidharze, wie z.B. Carboranimide, aromatische Polyimidharze, wasserstofffreie Polyimidharze, Poly-triazo-Pyromellithimide, Polyamidimide, insbesondere aromatische, Polyaryletherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, Polyethe-rimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, Acrylharze, Epoxyharze, Epoxyharzester, Phenolharze, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyoxymethylen, Polyarylether, Polyarylketone, Polyaryletherketone, Polyarylether-etherketone, Polyetheretherketone, Polyetherketone, Polyethylensulfide, Allylensulfid, Poly-triazo-Pyromellithimide, Polyesterimide, Polyarylsulfide, Polyvinylen-sulfide, Polyphenylensulfide, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyarylsulfone, Polyaryloxide, Polyarylsulfide oder Copolymere davon.With regard to the adhesive strength of the friction lining on the sprocket or the shaft or the further component or the adhesion of the friction or hard particles in or on the binder, it is advantageous if the binder is selected from a group comprising polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride , Polyesterimides, polyimide resins, such as Carborane imides, aromatic polyimide resins, hydrogen-free polyimide resins, polytriazo-pyromellithimides, polyamideimides, especially aromatic, polyaryletherimides, optionally modified with isocyanates, polyetherimides, optionally modified with isocyanates, acrylic resins, epoxy resins, epoxy resin esters, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66, polyoxymethylene , Polyarylethers, polyarylketones, polyaryletherketones, polyaryletherketones, polyetheretherketones, polyetherketones, polyethylene-sulfides, allylene-sulfide, polytriazo-pyromellithimides, polyesterimides, polyarylsulfides, polyvinylene-sulfides, polyphenylene-sulfides, polysulfones, polyethersulfones, polyarylsulfones, polyaryloxides, polyarylsulfides or copolymers thereof.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, Mischungen aus zumindest zwei dieser Bindemittel im Reibbelag zu verwenden, wie z.B. Polyvinylfluorid und/oder Polyvinylidenfluorid und/oder Polyesterimide und/oder Polyimidharze, wie z.B. Carboranimide, und/oder aromatische Polyimidharze und/oder wasserstofffreie Polyimidharze und/oder Poly-triazo-Pyromellithimide und/oder Polyamidimide, insbesondere aromatische, und/oder Polyaryletherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, und/oder Polyetherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, und/oder Acrylharze und/oder Epoxyharze und/oder Epoxyharzester und/oder Phenolharze und/oder Polyamid 6 und/oder Polyamid 66 und/oder Polyoxy- 4 AT 504 336 B1 methylen und/oder Polyarylether und/oder Polyarylketone und/oder Polyaryletherketone und/oder Polyarylether-etherketone und/oder Polyetheretherketone und/oder Polyetherketone und/oder Polyethylensulfide und/oder Allylensulfid und/oder Poly-triazo-Pyromellithimide und/oder Polyesterimide und/oder Polyarylsulfide und/oder Polyvinylensulfide und/oder Po-lyphenylensulfide und/oder Polysulfone und/oder Polyethersulfone und/oder Polyarylsulfone und/oder Polyaryloxide und/oder Polyarylsulfide mit Polyvinylfluorid und/oder Polyvinylidenfluo-rid und/oder Polyesterimiden und/oder Polyimidharzen, wie z.B. Carboranimiden, und/oder aromatischen Polyimidharzen und/oder wasserstofffreien Polyimidharzen und/oder Poly-triazo-Pyromellithimiden und/oder Polyamidimiden, insbesondere aromatische, und/oder Polyarylethe-rimiden, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, und/oder Polyetherimiden, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, und/oder Acrylharzen und/oder Epoxyharzen und/oder Epoxyhar-zestem und/oder Phenolharzen und/oder Polyamid 6 und/oder Polyamid 66 und/oder Polyoxy-methylen und/oder Polyarylethern und/oder Polyarylketonen und/oder Polyaryletherketonen und/oder Polyarylether-etherketonen und/oder Polyetheretherketonen und/oder Polyetherketonen und/oder Polyethylensulfiden und/oder Allylensulfid und/oder Poly-triazo-Pyromellithimiden und/oder Polyesterimiden und/oder Polyarylsulfiden und/oder Polyvinylensulfiden und/oder Polyphenylensulfiden und/oder Polysulfonen und/oder Polyethersulfonen und/oder Polyarylsul-fonen und/oder Polyaryloxiden und/oder Polyarylsulfiden zu mischen.Within the scope of the invention it is also possible to use mixtures of at least two of these binders in the friction lining, such as e.g. Polyvinyl fluoride and / or polyvinylidene fluoride and / or polyester imides and / or polyimide resins, e.g. Carboranimides, and / or aromatic polyimide resins and / or hydrogen-free polyimide resins and / or polytriazo-pyromellithimides and / or polyamideimides, in particular aromatic, and / or polyaryletherimides, optionally modified with isocyanates, and / or polyetherimides, optionally modified with isocyanates, and / or acrylic resins and / or epoxy resins and / or epoxy resin esters and / or phenolic resins and / or polyamide 6 and / or polyamide 66 and / or polyoxyethylene and / or polyaryl ethers and / or polyaryl ketones and / or polyaryl ether ketones and / or Polyaryl ether ether ketones and / or polyether ether ketones and / or polyether ketones and / or polyethylene sulfides and / or allylene sulfide and / or poly-triazo-pyromellithimides and / or polyester imides and / or polyaryl sulfides and / or polyvinyl sulfides and / or polyphenylene sulfides and / or polysulfones and / or polyethersulfones and / or polyarylsulfones and / or polyaryloxides and / or polyarylsulfides with polyvinyl fluoride and / or Polyvinylidene fluoride and / or polyesterimides and / or polyimide resins, e.g. Carborane imides, and / or aromatic polyimide resins and / or hydrogen-free polyimide resins and / or polytriazo-pyromellithimides and / or polyamideimides, in particular aromatic, and / or polyarylene-imides, optionally modified with isocyanates, and / or polyetherimides, optionally modified with isocyanates, and / or acrylic resins and / or epoxy resins and / or epoxy resins and / or phenolic resins and / or polyamide 6 and / or polyamide 66 and / or polyoxy-methylene and / or polyarylethers and / or polyarylketones and / or polyaryletherketones and / or polyarylethers ether ketones and / or polyether ether ketones and / or polyether ketones and / or polyethylene sulfides and / or allylene sulfide and / or polytriazo pyromellithimides and / or polyester imides and / or polyaryl sulfides and / or polyvinyl sulfides and / or polyphenylene sulfides and / or polysulfones and / or polyethersulfones and / or polyarylsulphones and / or polyaryloxides and / or polyarylsulphides.
Die Reib- bzw. Hartpartikel können ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Metalloxide, wie z.B. Cr03, Fe304, ZnO, CdO, AI203 (Korund), MnO, Nitride, wie z.B. Si3N4, AIN, kubisches BN, weiters Si02, spheroidaler Kohlenstoff, Diamant, Carbide, wie z.B. SiC, CaC2, Mo2C, WC, B4C, Metallpartikel, wie z.B. Zn, Ba, Cd, Co, Cu, Stahl, weiters Phosphide, wie z.B. Fe3P, Me-tallboride, wie z.B. Fe2B, Ni2B, FeB, Silizide, Thiophosphate, wie z.B. Zinkthiophosphat, Glas.The friction or hard particles may be selected from a group comprising metal oxides, e.g. CrO 3, Fe 3 O 4, ZnO, CdO, Al 2 O 3 (corundum), MnO, nitrides, e.g. Si 3 N 4, AIN, cubic BN, further SiO 2, spheroidal carbon, diamond, carbides, e.g. SiC, CaC2, Mo2C, WC, B4C, metal particles, e.g. Zn, Ba, Cd, Co, Cu, steel, phosphides, e.g. Fe3P, metal borides, e.g. Fe2B, Ni2B, FeB, silicides, thiophosphates, e.g. Zinc thiophosphate, glass.
Ebenso sind auch hier Kombinationen verschiedener Reib- bzw. Hartpartikel möglich, wie z.B. von Cr03 und/oder Fe304 und/oder ZnO und/oder CdO und/oder Al203 (Korund) und/oder MnO und/oder Si3N4 und/oder AIN und/oder kubisches BN und/oder Si02 und/oder spheroidaler Kohlenstoff und/oder Diamant und/oder SiC und/oder CaC2 und/oder Mo2C und/oder WC und/oder B4C und/oder Zn und/oder Ba und/oder Cd und/oder Co und/oder Cu und/oder Stahl und/oder Fe3Pun d/oder Fe2B und/oder Ni2B und/oder FeB und/oder Silizide und/oder Thi-ophosphaten, wie z.B. Zinkthiophosphat, und/oder Glas mit Cr03 und/oder Fe304 und/oder ZnO und/oder CdO und/oder Al203 (Korund) und/oder MnO und/oder Si3N4 und/oder AIN und/oder kubisches BN und/oder Si02 und/oder spheroidaler Kohlenstoff und/oder Diamant und/oder SiC und/oder CaC2 und/oder Mo2C und/oder WC und/oder B4C und/oder Zn und/oder Ba und/oder Cd und/oder Co und/oder Cu und/oder Stahl und/oder Phosphide wie z.B. Fe3P und/oder Fe2B und/oder Ni2B und/oder FeB und/oder Silizide und/oder Thiophosphaten, wie z.B. Zinkthiophosphat, und/oder Glas.Likewise, combinations of different friction or hard particles are also possible here, such as e.g. of CrO 3 and / or Fe 3 O 4 and / or ZnO and / or CdO and / or Al 2 O 3 (corundum) and / or MnO and / or Si 3 N 4 and / or AIN and / or cubic BN and / or SiO 2 and / or spheroidal carbon and / or Diamond and / or SiC and / or CaC2 and / or Mo2C and / or WC and / or B4C and / or Zn and / or Ba and / or Cd and / or Co and / or Cu and / or steel and / or Fe3Pun d / or Fe2B and / or Ni2B and / or FeB and / or silicides and / or thiophosphates, such as Zinc thiophosphate, and / or glass with CrO 3 and / or Fe 3 O 4 and / or ZnO and / or CdO and / or Al 2 O 3 (corundum) and / or MnO and / or Si 3 N 4 and / or AlN and / or cubic BN and / or SiO 2 and / or spheroidal carbon and / or diamond and / or SiC and / or CaC2 and / or Mo2C and / or WC and / or B4C and / or Zn and / or Ba and / or Cd and / or Co and / or Cu and / or Steel and / or phosphides such as Fe3P and / or Fe2B and / or Ni2B and / or FeB and / or silicides and / or thiophosphates, e.g. Zinc thiophosphate, and / or glass.
Der Anteil des Bindemittels am Reibbelag kann ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 Gew.-% und einer oberen Grenze von 80 Gew.-%. Unterhalb von 5 Gew.-% hat sich gezeigt, dass der Zusammenhalt innerhalb der Reibbelagsschicht verringert ist, wodurch Reib- bzw. Hartpartikel verloren gehen und somit die Wirksamkeit des Reibbelages verringert ist. Oberhalb von 80 Gew.-% hat eine weitere Steigerung des Bindemittelanteils am Reibbelag keine weitere Verbesserung dieses Reibbelages in durchgeführten Versuchen gezeigt. Vielmehr ist anzunehmen, dass aufgrund des verringerten Anteils an Reib- bzw. Hartpartikel im und/oder am Reibbelag die Eigenschaften desselben wiederum verschlechtert werden.The proportion of the binder on the friction lining can be selected from a range with a lower limit of 5 wt .-% and an upper limit of 80 wt .-%. Below 5 wt .-% has been shown that the cohesion is reduced within the friction lining, whereby friction or hard particles are lost and thus the effectiveness of the friction lining is reduced. Above 80% by weight, a further increase in the proportion of binder on the friction lining has not shown any further improvement of this friction lining in tests carried out. Rather, it is to be assumed that due to the reduced proportion of friction or hard particles in and / or on the friction lining, the properties of the same in turn are worsened.
Der Bindemittelanteil kann beispielsweise ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 15 Gew.-% und einer oberen Grenze von 60 Gew.-% bzw. aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 20 Gew.-% und einer oberen Grenze von 40 Gew.-%.The binder content may, for example, be selected from a range with a lower limit of 15% by weight and an upper limit of 60% by weight or out of a range with a lower limit of 20% by weight and an upper limit of 40 wt .-%.
Die Flächenbelegung der Reib- bzw. Hartpartikel an einer äußeren Oberfläche des Reibbelages, also jener Oberfläche, mit der das Kettenrad mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem weiteren Kettenrad oder einer Welle, auf dem das Kettenrad sitzt, in Verbindung steht, 5 AT 504 336 B1 kann ausgewählt werden aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 3 Flächen-% und einer oberen Grenze von 45 Flächen-%. Wiederum konnte beobachtet werden, dass Flächenbelegungen unterhalb von 3 Flächen-% eine Verringerung der Verdrehsicherheit des Kettenrades bewirkt, wohingegen bei einer Flächenbelegung von über 45 Flächen-% keine weitere Steigerung der Verdrehsicherheit beobachtet worden ist.The surface coverage of the friction or hard particles on an outer surface of the friction lining, so that surface with which the sprocket with another component, such as another sprocket or a shaft on which the sprocket sits, is in connection, 5 AT 504 336th B1 can be selected from a range with a lower limit of 3 area% and an upper limit of 45 area%. Again, it could be observed that surface occupancies below 3 area% causes a reduction in the anti-rotation of the sprocket, whereas at a surface coverage of over 45 area% no further increase in security against rotation has been observed.
Diese Flächenbelegung kann beispielsweise ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 8 Flächen-% und einer oberen Grenze von 35 Flächen-% bzw. insbesondere mit einer unteren Grenze von 15 Flächen-% und einer oberen Grenze von 25 Flächen-%.This area occupation can be selected, for example, from an area with a lower limit of 8 area% and an upper limit of 35 area% or, in particular, with a lower limit of 15 area% and an upper limit of 25 area%.
Die Reib- bzw. Hartpartikel können eine mittlere Größe aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 pm und einer oberen Grenze von 200 pm. Es ist damit möglich unterschiedlichste Schichtdicken des Reibbelages am Kettenrad vorzusehen, wobei auch bei höheren Schichtdicken noch eine ausreichende Anzahl an diesen Reib- bzw. Hartpartikel über die Matrix vorragen, um mit einem weiteren Bauteil in Eingriff zu gelangen. Ist die mittlere Größe kleiner als 2 pm, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine genügend große Anzahl an Partikel über die Oberfläche ausreichend hinausragen, da diese insbesondere bei höheren Schichtdicken des Reibbelages innerhalb der Matrix eingebettet werden. Bei Partikelgrößen von über 200 pm wurden keine weiteren Verbesserungen des Reibbelages beobachtet.The friction or hard particles may have an average size selected from a range with a lower limit of 2 pm and an upper limit of 200 pm. It is thus possible to provide a wide variety of layer thicknesses of the friction lining on the sprocket, wherein even at higher layer thicknesses, a sufficient number of these friction or hard particles protrude beyond the matrix in order to engage with another component. If the average size is smaller than 2 μm, the probability that a sufficiently large number of particles protrude sufficiently beyond the surface is reduced, since they are embedded in the matrix, in particular at higher layer thicknesses of the friction lining. With particle sizes of over 200 pm, no further improvements of the friction lining were observed.
Es können im Rahmen der Erfindung also Reib- bzw. Hartpartikel mit einer mittleren Größe verwendet werden, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 20 pm und einer oberen Grenze von 150 pm, insbesondere einer unteren Grenze von 30 pm und einer oberen Grenze von 125 pm, vorzugsweise einer unteren Grenze von 40 pm und einer oberen Grenze von 75 pm.In the context of the invention, it is thus possible to use friction particles or hard particles with an average size which is selected from a range with a lower limit of 20 μm and an upper limit of 150 μm, in particular a lower limit of 30 μm and an upper one Limit of 125 pm, preferably a lower limit of 40 pm and an upper limit of 75 pm.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass unter mittlerer Größe das arithmetische Mittel verstanden wird, sodass es also im Rahmen der Erfindung durchaus möglich ist, dass einzelne Reib- bzw. Hartpartikel auch eine Korngröße aufweisen, die unterhalb bzw. oberhalb den angegebenen Grenzen liegt. Die überwiegende Mehrzahl der Partikel liegt in ihrer Korngröße jedoch in den angegebenen Korngrößenbereichen.It should be noted at this point that the arithmetic mean is understood to mean medium size, so that it is quite possible within the scope of the invention that individual friction or hard particles also have a grain size that is below or above the specified limits , However, the vast majority of the particles are in their grain size in the specified particle size ranges.
Zu weiteren Verbesserung der Eigenschaften des Reibbelages ist gemäß einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass in diesem neben den Reib- bzw. Hartpartikeln auch zumindest ein weiterer Zusatzstoff enthalten ist, der ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Pigmente, wie z.B. Ruß, Eisenoxide oder Titandioxyd, weiters Füllstoffe, wie z.B. Kieselsäuretalkum, Silikate, weiters Korrosionsinhibitoren, wie z.B. Phosphate, beispielsweise Zinkphosphat, weiters rheologiebeeinflussende Mittel, wie z.B. hochdisperse Kieselsäure, Schichtsilikate oder polymere Harnstoffverbindungen sowie weiters Fasern, beispielsweise Metallfasern oder synthetische Fasern, um die Matrixfestigkeit zu steigern. Füllstoffe dienen unter anderem der Kostenminimierung des Reibbelages bzw. können diese auch andere Eigenschaften des Reibbelages selbst verändern.In order to further improve the properties of the friction lining, it is provided according to a variant embodiment that in addition to the friction or hard particles, it also contains at least one further additive which is selected from a group comprising pigments, such as e.g. Carbon black, iron oxides or titanium dioxide, further fillers, e.g. Silica talc, silicates, further corrosion inhibitors, e.g. Phosphates, for example zinc phosphate, further rheology-influencing agents, e.g. highly dispersed silicic acid, phyllosilicates or polymeric urea compounds, as well as fibers, for example metal fibers or synthetic fibers, in order to increase the matrix strength. Among other things, fillers serve to minimize the cost of the friction lining or they can also change other properties of the friction lining itself.
Im Hinblick auf Korrosionsinhibitoren sei angemerkt, dass damit korrosiven Angriffen in der Reibbelagschicht bzw. der darunter liegenden Metalloberfläche des Kettenrades oder der Welle vorgebeugt werden kann.With regard to corrosion inhibitors, it should be noted that this can prevent corrosive attacks in the Reibbelagschicht or the underlying metal surface of the sprocket or the shaft.
Mit rheologiebeeinflussenden Mitteln kann die Verarbeitbarkeit des Reibbelages, d.h. des Bindemittels, verbessert werden.With rheology-influencing agents, the processability of the friction lining, i. of the binder can be improved.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass es im Rahmen der Erfindung möglich ist, weitere Zusatzstoffe bzw. Kombinationen aus einzelnen Zusatzstoffen im Reibbelag vorzusehen, wobei diese weiteren Zusatzstoffe aus der lackverarbeitenden Industrie bekannt sind, sodass sich eine 6 AT 504 336 B1 weitere Erörterung an dieser Stelle erübrigt.It should be mentioned at this point that it is possible within the scope of the invention to provide further additives or combinations of individual additives in the friction lining, these other additives from the paint processing industry being known, so that a further discussion is to be made this place is unnecessary.
Der Anteil des zumindest einen Zusatzstoffes am Reibbelag kann ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 Gew.-% und einer oberen Grenze von 10 Gew.-%, 5 sodass also das Verhalten des Reibbelages bzw. dessen Eigenschaften in weiten Grenzen variiert werden können, ohne dass damit eine Verschlechterung der Stimpressverbindung an sich einhergeht.The proportion of the at least one additive on the friction lining may be selected from a range with a lower limit of 0.5 wt .-% and an upper limit of 10 wt .-%, 5 so that so the behavior of the friction lining or its properties in wide Limits can be varied without this is accompanied by a deterioration of Stimpressverbindung in itself.
Bevorzugt ist ein Summenanteil an mehreren unterschiedlichen Zusatzstoffen im Reibbelag io nicht größer als 25 Gew.-%, da darüber hinaus gehende Anteile unter Umständen verschlechternd im Hinblick auf die Eigenschaften des Reibbelages wirken.Preferably, a total amount of several different additives in the friction lining io is not greater than 25 wt .-%, since beyond going shares may deteriorate in terms of the properties of the friction lining.
Der Reibbelag kann eine Schichtdicke am Kettenrad oder der Welle aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 pm und einer oberen Grenze von 250 pm 15 und es ist innerhalb dieser Grenzen möglich, das Verhalten der Stirnpressverbindung entsprechend zu variieren, sodass also unterschiedlich hohe Kräfte übertragen werden können. Es ist auf diese Weise beispielsweise möglich, einer Bruchgefahr des Kettenrades oder der Welle vorzubeugen, in dem die Schichtdicke des Reibbelages so gewählt wird, dass ab einer gewissen Maximalkraft bzw. ab einem gewissen maximalen Moment zuerst die Reibbelagschicht 20 bricht.The friction lining may have a layer thickness at the sprocket or the shaft which is selected from a range with a lower limit of 5 pm and an upper limit of 250 pm 15 and within these limits it is possible to vary the behavior of the end press connection accordingly So different levels of power can be transmitted. It is possible in this way, for example, to prevent a risk of fracture of the sprocket or the shaft in which the layer thickness of the friction lining is chosen so that from a certain maximum force or from a certain maximum moment first the friction lining 20 breaks.
Es ist weiters möglich, dass die Reib- bzw. Hartpartikel in unterschiedlichen Korngrößenfraktionen enthalten sind. Vorzugsweise weist dabei eine erste Fraktion eine Korngrößenverteilung von 3 pm bis 8 pm auf, eine zweite Fraktion von 15 pm bis 25 pm und eine dritte Fraktion von 25 30 pm bis 50 pm. Die kleineren Korngrößen können dabei durch den Reibbelag hindurch dif fundieren und können die Verankerung des Reibbelages an der Oberfläche des Kettenrades oder der Welle verbessern. Die Partikel der mittleren Größe können wiederum die Haftung sowohl zu den größeren als auch zu den kleineren Partikeln verbessern. Die größeren Partikel schließlich dienen der Verbesserung der Verdrehsicherheit zu einem weiteren Bauteil. Aufgrund 30 ihrer Größe verbleiben sie zumeist während der Polymerisierung des Bindemittels oder aber auch durch Schrumpfungen des Reibbelages an der Reibbelagoberfläche. Es ist weiters möglich, dass mehr als drei unterschiedliche Korngrößenfraktionen oder auch nur zwei im Reibbelag enthalten sind. 35 Vorzugsweise bestehen der Kettenradkörper und/oder die Welle aus einem Sintermetall bzw. Sintermetallgemisch, beispielsweise aus Sintereisen oder Sinterstahl, Sinterbronzelegierungen, Legierungen von Eisen mit Kupfer, Nickel oder dgl. Es ist damit möglich, eine gewisse Porosität an der Oberfläche des Kettenradkörpers zu erzeugen, wodurch die Verankerung und damit die Haftfestigkeit des Reibbelages am Sinterradkörper über die Hart- bzw. Reibpartikel verbessert 40 werden kann. Im Falle von dünneren Reibbelagschichten ist zudem eine gewisse Oberflächenrauhigkeit an der Oberfläche des Reibbelages zusätzlich erzielbar, wodurch also auch zu einem weiteren Bauteil eine bessere Stimpressverbindung möglich ist, in dem die Rauhigkeit nicht nur über den Reibbelag, d.h. über das Bindemittel vorstehende Reib- bzw. Hartpartikel erzeugt wird. 45It is also possible that the friction or hard particles are contained in different particle size fractions. Preferably, a first fraction has a particle size distribution of 3 pm to 8 pm, a second fraction of 15 pm to 25 pm and a third fraction of 25 30 pm to 50 pm. The smaller grain sizes can substantiate dif through the friction lining and can improve the anchoring of the friction lining on the surface of the sprocket or the shaft. In turn, the medium size particles can improve adhesion to both the larger and smaller particles. Finally, the larger particles serve to improve the security against twisting to form another component. Because of their size they usually remain during the polymerization of the binder or by shrinkage of the friction lining on the friction lining surface. It is also possible that more than three different particle size fractions or even only two are contained in the friction lining. Preferably, the sprocket body and / or the shaft are made of a sintered metal or sintered metal mixture, for example of sintered or sintered steel, sintered bronze alloys, alloys of iron with copper, nickel or the like. It is thus possible to produce a certain porosity on the surface of the sprocket body whereby the anchoring and thus the adhesive strength of the friction lining on the sintered wheel body can be improved via the hard or friction particles. In the case of thinner friction lining layers, moreover, a certain surface roughness on the surface of the friction lining can additionally be achieved, as a result of which a better stimulus connection is also possible for a further component in which the roughness is not limited to the friction lining, i. produced via the binder protruding friction or hard particles. 45
Zur Erhöhung der Haftreibung kann es auch von Vorteil sein, wenn bei einem Kettentrieb mit zwei oder mehreren Kettenrädern beide oder mehrere der Kettenräder mit dem Reibbelag zumindest im Bereich der für die Stimpressverbindung vorgesehenen Flächen beschichtet sind. so Für das Aufbringen des Reibbelages sind prinzipiell sämtliche Methoden, welche aus der Lacktechnologie bekannt sind, anwendbar. Vorzugsweise erfolgt das Aufträgen des Bindemittels allerdings durch Aufstreichen, Aufrollen oder Aufsprühen oder durch Druckverfahren, beispielsweise Offsetdruckverfahren oder Tampondruck, oder durch Tauchen des Kettenradkörpers in das Bindemittel, sofern zumindest eine annähernd vollflächige Belegung der Oberfläche des 55 Kettenradkörpers oder der Welle mit dem Reibbelag gewünscht wird. Es ist damit eine kosten- 7 AT 504 336 B1 günstige Großserienproduktion von reibbelagbeschichteten Kettenrädern und Wellen möglich. Zudem sind diese Verfahren auch für Reparaturbeschichtungen etc, einfacher ersetzbar.To increase the static friction, it may also be advantageous if in a chain drive with two or more sprockets both or more of the sprockets are coated with the friction lining at least in the area provided for the Stimpressverbindung surfaces. In principle, all methods which are known from lacquer technology can be used for the application of the friction lining. However, the jobs of the binder is preferably carried out by brushing, rolling or spraying or by printing processes, such as offset printing or pad printing, or by immersing the sprocket body in the binder, if at least an approximately full-area occupancy of the surface of the 55 Kettenradkörpers or the shaft is desired with the friction lining , This makes a cost-effective mass production of friction-coated sprockets and shafts possible. In addition, these methods are also easier to replace for repair coatings etc ..
Die Reibpartikel können auf das noch nicht ausgehärtete Bindemittel aufgestreut werden, wobei durch die nachträgliche Aushärtung des Reibbelages die Partikel in das Bindemittel eingebunden werden.The friction particles can be sprinkled onto the not yet cured binder, whereby the particles are bound into the binder by the subsequent hardening of the friction lining.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:Each shows in a schematically simplified representation:
Fig. 1 ein Kettenrad in Schrägansicht;Figure 1 is a sprocket in an oblique view.
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem mit einem Reibbelag beschichteten Kettenrad;FIG. 2 shows a section of a sprocket coated with a friction lining; FIG.
Fig. 3 eine Baugruppe, bestehend aus zwei Kettenrädern, in Stirnpressverbindung;3 shows an assembly consisting of two sprockets, in Stirnpressverbindung.
Fig. 4 eine mit einem Reibbelag beschichtete Welle.Fig. 4 is a coated with a friction lining shaft.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
In Fig. 1 ist ein Kettenrad 1 dargestellt. Dieses weist einen Kettenradkörper 2 mit diesen seitlich begrenzenden Stirnflächen bzw. Seitenflächen 3, 4 auf. Zentrisch ist bei dieser Ausführungsvariante des Kettenrades 1 eine Bohrung 5 angeordnet, die axial durchgängig ist und durch die beispielsweise eine Welle 6, wie dies in Fig. 1 strichliert angedeutet ist, hindurchgeführt sein kann.In Fig. 1, a sprocket 1 is shown. This has a sprocket body 2 with these laterally delimiting end faces or side surfaces 3, 4. Centric in this embodiment of the sprocket 1, a bore 5 is arranged, which is axially continuous and through which, for example, a shaft 6, as indicated by dashed lines in Fig. 1, may be passed.
Anstelle oder zusätzlich zu dieser zentrischen Bohrung 5 können auch Ausnehmungen in axialer Richtung vorhanden sein, die durchgängig oder nichtdurchgängig, beispielsweise in Form einer Sacklochbohrung, ausgebildet sind. Es sind also nicht nur Kurbelwellenräder von der Erfindung mit umfasst, sondern beispielsweise auch Kettenräder für Nockenwellen mit Mehrfachverschraubungen anstelle einer Zentralverschraubung, Kettenräder mit zumindest einer Vertiefung im Kettenradkörper 2 für die Zentrierung, etc. In Fig. 1 sind diese Vertiefungen bzw. Ausnehmung strichliert im Kettenradkörper 2 angedeutet.Instead of or in addition to this central bore 5 and recesses in the axial direction may be present, which are continuous or non-continuous, for example in the form of a blind hole formed. Thus, not only crankshaft gears of the invention are included, but also, for example, sprockets for camshafts with multiple screwed connections instead of a central screwing, sprockets with at least one recess in the sprocket body 2 for centering, etc. In FIG. 1, these recesses or recesses are dashed in FIG Sprocket 2 indicated.
Bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung ist an zumindest einer der Seitenflächen 3, 4, d.h. jenen Flächen des Kettenradkörpers 2, die zur Anlage an einen weiteren Bauteil, beispielsweise ein weiteres Kettenrad, zur Ausbildung einer Stirnpressverbindung, ein Reibbelag 8, wie dies besser aus Fig. 2 ersichtlich ist, zumindest bereichsweise aufgetragen.In this embodiment of the invention, at least one of the side surfaces 3, 4, i. those surfaces of the sprocket body 2, the at least partially applied to rest on a further component, such as another sprocket to form a Stirnpressverbindung, a friction lining 8, as better seen in FIG. 2.
Bevorzugt wird dieser Reibbelag 8 auf jene Stellen aufgetragen, an welchen eine höhere Haftreibungszahl erwünscht ist, als dies allein durch die Werkstoffpaarung des Werkstoffes des Kettenrades 1 mit einem weiteren Werkstoff eines nicht dargestellten weiteren Bauteils gegeben ist. Es wird damit die Verdrehsicherheit des Kettenrades 1 bei Stirnpressverbindungen erhöht. Der Reibbelag 8 muss also nicht auf der gesamten Oberfläche der Seitenflächen 3, 4 aufgetragen sein, wenngleich dies durchaus möglich ist.Preferably, this friction lining 8 is applied to those places where a higher static friction coefficient is desired than is given solely by the material pairing of the material of the sprocket 1 with a further material of a further component, not shown. It is thus increases the resistance to rotation of the sprocket 1 at Stirnpressverbindungen. The friction lining 8 must therefore not be applied to the entire surface of the side surfaces 3, 4, although this is quite possible.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Reibbelag 8 direkt auf die Oberfläche des Kettenrades 1 8 AT 504 336 B1 bzw. des Kettenradkörpers 2 aufgetragen. Der Reibbelag 8 besteht in der einfachsten Ausführungsvariante aus einem synthetischen Bindemittel 9, das polymerisierbar ist, welches als Matrix für darin eingelagerte bzw. darauf aufgestreute Reib- bzw. Hartpartikel 10 dient. Diese Reib- bzw. Hartpartikel 10 können dabei so eingelagert, dass ein Teil davon über eine Reibbelagoberfläche 11 teilweise vorragt.As can be seen from FIG. 2, the friction lining 8 is applied directly to the surface of the sprocket wheel 1 8 AT 504 336 B1 or the sprocket body 2. The friction lining 8 consists in the simplest embodiment of a synthetic binder 9, which is polymerizable, which serves as a matrix for embedded therein or therefrom scattered friction or hard particles 10. These friction or hard particles 10 can be stored in such a way that a part thereof protrudes partially over a friction lining surface 11.
Es ist in einer Ausführungsvariante hierzu möglich, dass die Reib- bzw. Hartpartikel 10 ausschließlich an der Oberfläche und/oder in oberflächennahen Schichten des Reibbelages 8 aufgebracht bzw. angeordnet sind, beispielsweise durch Aufstreuen derselben auf das Bindemittel 9.In one embodiment variant, it is possible for the friction or hard particles 10 to be applied or arranged exclusively on the surface and / or in near-surface layers of the friction lining 8, for example by sprinkling them on the binder 9.
Der Reibbelag 8 kann direkt auf die Oberfläche des Kettenradkörpers 2 aufgetragen sein, bzw. ist es möglich, dass aus Gründen einer verbesserten Haftfähigkeit zwischen dem Reibbelag 8 und dem Kettenradkörper 2 so genannte Primerschichten, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, aufgetragen werden.The friction lining 8 can be applied directly to the surface of the sprocket body 2, or it is possible for reasons of improved adhesion between the friction lining 8 and the sprocket body 2 so-called primer layers, as known from the prior art, are applied ,
Das Bindemittel 9 sowie die Reib- und/oder Hartpartikel 10 sind bevorzugt entsprechend obigen Ausführungen aus den dort beschriebenen Werkstoffen bzw. Harzen bzw. Gemischen hiervon gebildet. Beispielsweise kann der Reibbelag 8 aus einem Phenolharz gebildet sein, in dem und/oder auf das Carbidpartikel, z.B. SiC-Partikel, enthalten bzw. aufgestreut sind.The binder 9 and the friction and / or hard particles 10 are preferably formed in accordance with the above statements from the materials or resins or mixtures thereof described therein. For example, the friction lining 8 may be formed of a phenolic resin, in and / or on the carbide particle, e.g. SiC particles are contained or scattered.
Auch hinsichtlich der Schichtdicken bzw. der Korngrößen der Reib- bzw. Hartpartikel sei an obige Ausführungen verwiesen.Also with regard to the layer thicknesses or the particle sizes of the friction or hard particles, reference is made to the above statements.
Von Vorteil ist es, wenn die Dimensionierung des Reibbelages 8 hinsichtlich Schichtdicke und Korngröße der Funktionspartikel so gewählt wird, dass zumindest ein Anteil dieser Partikel, also z.B. die Reibpartikel bzw. Hartpartikel 10 einen im Vergleich zur Schichtdicke des Reibbelages größeren Durchmesser aufweisen. Es wird damit eine größere Sicherheit erreicht, dass Partikel über die Oberfläche des Bindemittels 9 vorragen. Dieser Anteil kann dazu ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 30 %, insbesondere 40 %, vorzugsweise 45 %, und einer oberen Grenze von 100 %, insbesondere 90 %, vorzugsweise 80 %, bezogen auf die gesamte Menge der Partikel. Beispielsweise kann der mittlere Partikeldurchmesser ca. 10 pm und die Schichtdicke des Bindemittels 9 ca. 8 betragen.It is advantageous if the dimensioning of the friction lining 8 with respect to layer thickness and grain size of the functional particles is selected so that at least a proportion of these particles, that is, e.g. the friction particles or hard particles 10 have a larger diameter compared to the layer thickness of the friction lining. It is thus achieved a greater certainty that particles protrude beyond the surface of the binder 9. This proportion may be selected from a range with a lower limit of 30%, in particular 40%, preferably 45%, and an upper limit of 100%, in particular 90%, preferably 80%, based on the total amount of the particles. For example, the mean particle diameter may be about 10 μm and the layer thickness of the binder 9 about 8.
Der Kettenradkörper 2 besteht bevorzugt aus einem Sintermetall, wobei dieses entsprechend dem Stand der Technik ausgebildet sein kann. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass anstelle eines Sintermetalls bzw. Sintermetallgemisches ein Metall an sich, beispielsweise Stahl oder dgl., verwendet wird.The sprocket body 2 is preferably made of a sintered metal, which may be formed according to the prior art. Of course, it is also possible that, instead of a sintered metal or sintered metal mixture, a metal itself, for example steel or the like, is used.
In Fig. 3 ist eine Stirnpressverbindung an einem Beispiel dargestellt, bei dem das Kettenrad 1 über den Reibbelag 8 mit einem weiteren Kettenrad 12 diese Stirnpressverbindung eingeht, um z.B. einen Kettenradtrieb zu bilden. Dieses Beispiel ist für den Schutzumfang nicht einschränkend anzusehen, sondern dient; lediglich der Erläuterung der Erfindung.In Fig. 3, an end press connection is illustrated by an example in which the sprocket 1 via the friction lining 8 with another sprocket 12 receives this Stirnpressverbindung to e.g. to form a sprocket drive. This example is not intended to limit the scope of protection but is intended to be limiting; merely the explanation of the invention.
Beide Kettenräder 1,12 sitzen bei diesem Ausführungsbeispiel auf einer gemeinsamen Welle 6.Both sprockets 1.12 sit in this embodiment on a common shaft. 6
Obwohl bei diesem Anwendungsbeispiel lediglich das Kettenrad 1 mit dem Reibbelag 8 beschichtet ist, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, dass sowohl das Kettenrad 1 als auch das Kettenrad 12, insbesondere an den einander zugewandten Oberflächen, mit dem erfindungsgemäßen Reibbelag 8 beschichtet werden.Although only the sprocket 1 is coated with the friction lining 8 in this application example, it is of course possible that both the sprocket 1 and the sprocket 12, in particular on the mutually facing surfaces, are coated with the friction lining 8 according to the invention.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, bei der die Welle 6 zumindest im Bereich, der für die Wirkverbindung mit einem Kettenrad vorgesehen ist, mit einem Reibbelag 8 beschichtet ist. Bei dieser Ausführungsvariante muss daher das Kettenrad 8 oder müssen die Kettenräder 8, 12 selbst nicht im Bereich der Ausnehmung bzw. Bohrung 5 (Fig. 1) beschichtet 9 AT 504 336 B1 sein, wenngleich dies im Rahmen der Erfindung möglich ist.4 shows a further embodiment variant of the invention, in which the shaft 6 is coated with a friction lining 8 at least in the region which is provided for the operative connection with a sprocket wheel. In this embodiment, therefore, the sprocket 8 or the sprockets 8, 12 need not even be coated in the region of the recess or bore 5 (FIG. 1), although this is possible within the scope of the invention.
Anstelle nur eines Bereiches kann die Welle 6 auch mehrere mit dem Reibbelag 8 versehene Bereiche aufweisen, wie dies in Fig. 4 strichliert angedeutet ist. Es besteht weiters die Möglichkeit, dass die gesamte Oberfläche der Welle 6 mit dem erfindungsgemäßen Reibbelag beschichtet ist.Instead of only one area, the shaft 6 may also have a plurality of areas provided with the friction lining 8, as indicated by dashed lines in FIG. 4. There is also the possibility that the entire surface of the shaft 6 is coated with the friction lining according to the invention.
In folgender Tabelle 1 sind einige Beispiele von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen des Reibbelages 8 angeführt, die im Zuge der Erfindung zur Erhöhung der Verdrehsicherheit von Stirnpressverbindungen erprobt wurden. Auch diese Beispiele sind für den Schutzumfang nicht beschränkend anzusehen. Sämtliche Angaben zur Zusammensetzung in der Tabelle 1 sind in Gew.-%. Die relative Verbesserung in Prozent gibt die Verbesserung der Verdrehsicherheit in Hinblick auf eine reine Werkstoff/Werkstoffpaarung ohne Reibbelag 8 an. Als Werkstoff wurden ein Sinterstahl für sowohl für das Kettenrad 1 als auch das Kettenrad 12 verwendet. Der Reibbelag 8 besteht bei diesen Beispielen lediglich aus dem Bindemittel 9 und den darin und/oder darauf verteilt angeordneten Reib- bzw. Hartpartikeln 10. Bei der Zugabe weiterer Additiva sind diese Anteile entsprechend dem Anteil der Additiva zu reduzieren. Weiters beziehen sich die Zusammensetzungen auf den trockenen Zustand des Reibbelages 8, d.h. ohne Lösungsmittel.Table 1 below shows some examples of compositions according to the invention of the friction lining 8, which were tested in the course of the invention to increase the resistance to twisting of end press connections. These examples are not to be considered as limiting the scope of protection. All data on the composition in Table 1 are in% by weight. The relative improvement in percent indicates the improvement in the security against rotation with respect to a pure material / material pairing without friction lining 8. As the material, a sintered steel was used for both the sprocket 1 and the sprocket 12. The friction lining 8 consists in these examples only of the binder 9 and the distributed therein and / or distributed thereon friction or hard particles 10. When adding other additives, these proportions are to be reduced according to the proportion of additives. Furthermore, the compositions refer to the dry state of the friction lining 8, i. without solvents.
Tabelle 1:Table 1:
Bindemittel Hartpartikel relative Verbes serung [%] Nr. PI PA I Acryl- Epo- Phe- SiC ai2o3 Zn Dia- Stahl BN harz xy- nol- mant harz harz 1 30 70 150 2 80 20 175 3 60 40 100 4 10 90 100 5 20 80 100 6 45 55 200 7 40 20 40 250 8 40 60 175 9 30 20 50 200 10 35 25 40 115 1 0 AT 504 336 B1Binder Hard particles relative improvement [%] No. PI PA I Acrylic Epo Phe- SiC ai2o3 Zn Dia- Steel BN resin xy- nolmant resin resin 1 30 70 150 2 80 20 175 3 60 40 100 4 10 90 100 5 20 80 100 6 45 55 200 7 40 20 40 250 8 40 60 175 9 30 20 50 200 10 35 25 40 115 1 0 AT 504 336 B1
Bindemittel Hartpartikel relative Verbes serung [%] Nr. PI PA I Acryl- Epo- Phe- SiC AI2O3 Zn Dia- Stahl BN harz xy- nol- mant harz harz 10 35 25 40 115 11 10 90 120 12 40 60 175 13 25 75 100 14 5 40 55 75 15 50 50 150Binder Hard particles Relative improvement [%] No. PI PA I acrylic Epo Phe- SiC Al2O3 Zn dia- steel BN resin xy- nolant resin resin 10 35 25 40 115 11 10 90 120 12 40 60 175 13 25 75 100 14 5 40 55 75 15 50 50 150
Wie bereits oben ausgeführt, kann zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit bzw. um weitere Funktionen in den Reibbelag 8 einzubringen, dieser neben den Reib- bzw. Hartpartikeln 10 auch weitere Zusatzstoffe enthalten. Auch hierzu sei wiederum auf obige Ausführungen verwiesen.As already stated above, in order to improve the processability or to introduce further functions into the friction lining 8, it may contain, in addition to the friction or hard particles 10, further additives. Again, reference is made to the above statements.
Der Reibbelag 8 wird bevorzugt aus flüssiger Phase aufgetragen, d.h. dass das polymerisierbare, synthetische Bindemittel 9 zusammen mit den weiteren Additiven, in einem Lösungsmittel gelöst bzw. dispergiert werden. Als Lösungsmittel sind übliche lacktechnische Lösungsmittel geeignet, welche entweder von der Herstellung des Bindemittels 9 stammen oder separat zugegeben werden können. Beispielsweise sind Alkohole, Glykolether, Ketone und/oder aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Xylol oder dgl., möglich. Ebenso ist es denkbar, dass als Lösungsmittel Wasser verwendet wird.The friction lining 8 is preferably applied from the liquid phase, i. the polymerizable, synthetic binder 9, together with the further additives, is dissolved or dispersed in a solvent. Suitable solvents are customary coating solvents which originate either from the preparation of the binder 9 or can be added separately. For example, alcohols, glycol ethers, ketones and / or aromatic or aliphatic hydrocarbons, e.g. Xylene or the like, possible. It is also conceivable that water is used as the solvent.
Bevorzugt wird das Bindemittel 9 zusammen mit den weiteren Zusatzstoffen durch Streichen, Rollen, Sprühen, z.B. mit einer Spritzpistole, durch Bedrucken des Kettenrades 1, z.B. im Offsetdruck, oder in einem Tauchverfahren aufgetragen. Um dabei eine ausreichende Filmbildung bzw. entsprechende Viskosität zu erreichen, können dem Bindemittel 9, wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt, entsprechende Additive, insbesondere Viskositätsregler, Entschäumer, etc. zugegeben werden. Danach werden die Reib- bzw. Hartpartikel 10 auf die Bindemittelschicht aufgebracht, beispielsweise aufgestreut und schließlich das Bindemittel gehärtet.Preferably, the binder 9 together with the other additives by brushing, rolling, spraying, e.g. with a spray gun, by printing the sprocket 1, e.g. in offset printing, or applied in a dipping process. In order to achieve a sufficient film formation or corresponding viscosity, the binder 9, as known from the prior art, corresponding additives, in particular viscosity regulators, defoamers, etc. may be added. Thereafter, the friction or hard particles 10 are applied to the binder layer, for example, scattered and finally cured the binder.
Gegebenenfalls kann der Reibbelag 8 in mehreren Schichten aufgetragen werden, beispielsweise wenn eine höhere Schichtdicke des Reibbelages 8 erwünscht ist. Es ist dabei auch möglich, dass die einzelnen Schichten eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen. Beispielsweise könnte eine äußere Schicht, also jene Schicht, welche einem weiteren Bauteil zugewandt ist, einen höheren Anteil an Reib- bzw. Hartpartikeln 10 aufweisen, um damit eine höhere Verdrehsicherheit zu erreichen, da in dieser Schicht mehr Partikel für den Mikroschluss mit der Oberfläche eines weiteren Bauteils zu Verfügung stehen. Ebenso sind Ausbildungen mit Gradientenschichten, also beispielsweise durch die Ausbildung mit einer zunehmenden Konzentration an Reib- bzw. Hartpartikeln 10 in Richtung auf die äußere Oberfläche des Reibbela- 1 1 AT 504 336 B1 ges 8, möglich. Es ist auch möglich, dass bei mehreren Schichten unterschiedliche Bindemittel 9 verwendet werden, beispielsweise um einerseits die Haftung des Reibbelages 8 am Kettenradkörper 2 zu verbessern und andererseits in der äußersten oder den äußersten Schichten die Haftung der Reib- bzw. Hartpartikel 10 im bzw. am Bindemittel 9 zu verbessern.Optionally, the friction lining 8 may be applied in several layers, for example when a higher layer thickness of the friction lining 8 is desired. It is also possible that the individual layers have a different composition. For example, an outer layer, ie, that layer, which faces a further component, could have a higher proportion of friction or hard particles 10, in order to achieve a higher resistance to twisting, since in this layer more particles for the micro-closure with the surface of a further component are available. Likewise, embodiments with gradient layers, that is, for example, by training with an increasing concentration of friction or hard particles 10 in the direction of the outer surface of the friction lining 8, are possible. It is also possible that with different layers different binders 9 are used, for example, on the one hand to improve the adhesion of the friction lining 8 on the sprocket body 2 and on the other hand in the outermost or outermost layers, the adhesion of the friction or hard particles 10 in or on To improve binder 9.
Der Auftrag des Reibbelages 8 bzw. Bindemittels 9, z.B. im Sprüh verfahren, kann so durchgeführt werden, dass das Kettenrad 1 an einem drehbeweglichen Träger angeordnet ist, sodass das Kettenrad 1 durch die Drehbewegung durch den Sprühnebel aus dem Bindemittel 9, z.B. von einer Spritzpistole, hindurchgeführt wird. Es ist ebenfalls möglich, dass die Spritzpistole selbst drehbeweglich ausgeführt ist und das Kettenrad 1 still steht. Weiters besteht die Möglichkeit, dass mehrere Kettenräder 1 gleichzeitig beschichtet werden und auf einem gemeinsamen Träger, der wiederum drehbeweglich sein kann, angeordnet werden.The application of the friction lining 8 or binder 9, e.g. by spraying, can be carried out so that the sprocket 1 is arranged on a rotatable support, so that the sprocket 1 by the rotational movement through the spray mist from the binder 9, e.g. from a spray gun, is passed. It is also possible that the spray gun itself is rotatable and the sprocket 1 is stationary. Furthermore, there is the possibility that several sprockets 1 are coated simultaneously and on a common support, which in turn may be rotatable, are arranged.
Bevorzugt wird der Reibbelag 8 bei Raumtemperatur aufgetragen, es ist aber auch möglich, dass höhere Temperaturen angewandt werden. Für die Aushärtung, d.h. Polymerisation, des Bindemittels 9 kann dieses luftgehärtet werden durch Verdampfen des Lösemittels bzw. ist es möglich, dass eine strahlenchemische Vernetzung durchgeführt wird, beispielsweise durch Anwendung von UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen. In diesem letzteren Falle können dem Reibbelag 8 entsprechende Additive, insbesondere Photoinitiatoren, oder Radikalbildner, etc., zugesetzt sein, welche die Vernetzung initiieren. Ebenso ist es möglich, dass der Reibbelag 8 im Einbrennverfahren gehärtet wird. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.Preferably, the friction lining 8 is applied at room temperature, but it is also possible that higher temperatures are applied. For curing, i. Polymerization of the binder 9, this can be air-cured by evaporation of the solvent or it is possible that a radiation-chemical crosslinking is carried out, for example by application of UV light or electron beams. In this latter case, corresponding additives, in particular photoinitiators, or free-radical formers, etc., may be added to the friction lining 8, which initiate the crosslinking. It is also possible that the friction lining 8 is cured in the baking process. All statements on ranges of values in the description of the present invention should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. is the statement 1 to 10 to be understood that all sub-areas, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, ie. all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Kettenrades 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of the order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the construction, sprocket 1 of this or its components have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.Above all, the individual in Figs. 1, 2; 3 embodiments form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
Bezugszeichenaufstellung 1 Kettenrad 2 Kettenradkörper 3 Seitenfläche 4 Seitenfläche 5 Bohrung 6 Welle 7 Innenfläche 8 Reibbelag 9 Bindemittel 10 Hartpartikel 11 Reibbelagoberfläche 12 KettenradReference numeral 1 Sprocket 2 Sprocket body 3 Side surface 4 Side surface 5 Bore 6 Shaft 7 Inner surface 8 Friction lining 9 Binder 10 Hard particles 11 Friction lining surface 12 Sprocket wheel
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