RS61441B1 - Umetak za povećanje trenja za frikcionu konekciju delova, postupak za proizvodnju umetka za povećanje trenja i postupak za uspostavljanje pritisne veze - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na umetak za uspostavljanje frikcione veze. Frikcione veze se u mnogim oblastima tehnike koriste za prenošenje poprečnih sila i/ili obrtnih momenata između delova (u nastavku se zovu i spojni partneri). Trenje između dva partnera koji su u kontaktu predstavlja reakciju predmetnog tribološkog sistema na opterećenje koje deluje usmereno ka površinama delova dok su pritisnuti jedan uz drugi, kreću se jedan u odnosu na drugi, na primer, okreću se i/ili pomeraju. Pri tome, adhezione sile određuju veličinu poprečnih sila i/ili obrtnih momenata koji mogu da se prenesu između spojnih površina međusobno povezanih frikcionom vezom. Ovde nastala tangencijalna sila Ft linearno zavisi od koeficijenta trenja µ uparenog materijala i primenjene normalne sile F0. Generalno važi: Ft ≤ µ Fn(Kulonov zakon trenja). Kao posledica, visoke vrednosti trenja triboloških sistema imaju veliki potencijal da doprinesu povećanju sila i momenata koji se frikciono prenose. Kod višestrukog povećanja koeficijenta trenja µ tako mogu da se prenesu odgovarajuće veće sile i momenti, odnosno, može da se smanji broj veznih elemenata (ako postoje; na primer, zavrtnji) i njihove dimenzije, odnosno, da se poveća korisna zapremina. Tipični predstavnici frikcione veze su npr. (krajnje) pritisne veze, prirubničke veze, vijčane veze, veze između vratila i glavčine, pritisne konusne veze, itd.

[0002] Koeficijent trenja ili koeficijent adhezije µ je sistemska veličina, i zavisi od uparivanja radnih materijala spojnih partnera primenjenih za frikcionu vezu, od hrapavosti površine spojnih partnera, podmazivanja, temperature, vlažnosti, habanja, itd. Kod suve veze čeličnih površina, koeficijent trenja µ, na primer, iznosi oko 0,15, što kod sve većih zahteva vezanih za mašinske delove najčešće nije dovoljno da bi se osigurala bezbedna frikciona veza između dva spojna partnera.

[0003] Povećanje koeficijenta trenja µ se može postići tako što se na jednog od spojnih partnera nanese premaz koji povećava koeficijent trenja. Takav postupak je, na primer, opisan u DE 10148 831 A1. Međutim, ovo zahteva odgovarajuće tretiranje jednog od spojnih partnera, što može biti povezano sa znatnim naporom, na primer, kada je spojni partner veoma veliki, ima složenu geometriju i/ili oblasti moraju biti na složen način zaštićene tokom procesa premazivanja.

[0004] U DE 102009 023 402 A1 objavljen je odlivak sa podlogom i naneti sloj koji povećava trenje, koji sadrži pretežno neorgansku vezivnu matricu i čestice čvrstog materijala koje su u nju ugrađene. Debljina vezivne matrice je manja od prosečne veličine čestica čvrstog materijala, tako da čestice čvrstog materijala štrče iz vezivne matrice. Čestice čvrstog materijala poželjno imaju prosečnu veličinu čestica od 1-100 µm. Za materijal podloge pogodni su metalni, ali i keramički materijali, staklo, plastična masa, papir, tkanina i drvo. U slučaju metala, plastične mase, papira ili tkanine, debljina podloge može, na primer, biti 0,1 mm.

[0005] Zadatak predmetnog pronalaska je da obezbedi poboljšano rešenje pomoću koga na jednostavan, prilagodljiv i jeftin način može da se dobije pritisna veza sa velikim koeficijentom trenja. Taj zadatak je rešen pomoću umetka za povećanje trenja prema zahtevu 1, postupka za proizvodnju umetka za povećanje trenja prema zahtevu 12, i postupka za uspostavljanje pritisne veze prema zahtevu 15. Poboljšavanje i razvoj pronalaska je predmet podzahteva.

[0006] Prva tačka gledišta se odnosi na umetak za povećanje trenja. On ima kompresibilni kompozitni nosač i više čvrstih jezgara, od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine od najmanje 8 µm. Kompozitni nosač ima s jedne strane staklo i/ili keramiku, sa druge plastični nosač konstruisan kao netkani materijal. Svako čvrsto jezgro je pomoću promotera adhezije koheziono vezano za kompozitni nosač. Nekomprimovani kompozitni nosač ima debljinu u opsegu od 10 µm do 100 µm, i/ili umetak za povećanje trenja kada je kompozitni nosač nekomprimovan ima debljinu manju ili jednaku 420 µm.

[0007] Drugi aspekt se odnosi na postupak kojim se proizvodi umetak za povećanje trenja, koji je napravljen prema prvoj tački gledišta. Pri tom, kompozitni nosač je napravljen tako, da s jedne strane ima staklo i/ili keramiku, sa druge plastični nosač konstruisan kao netkani materijal. Takođe je obezbeđeno i više tvrdih jezgara, od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine od najmanje 8 µm. Tvrda jezgra su pomoću termički i/ili hemijski aktiviranog promotera adhezije koheziono vezana za kompozitni nosač. Promoter adhezije se tokom najmanje jedne, tj. tokom tačno jedne ili tokom poželjne kombinacije sledećih faza može dovesti u kontakt sa tvrdim jezgrima: pre, za vreme, odnosno posle nanošenja tvrdih jezgara na kompozitni nosač.

[0008] Treća tačka gledišta se odnosi na postupak za uspostavljanje pritisne veze između prvog spojnog partnera i drugog spojnog partnera. Pri tome, prvi spojni partner i drugi spojni partner se, dok je između njih raspoređen umetak za povećanje trenja formiran prema prvoj tački gledišta i/ili proizveden prema drugoj tački gledišta, tako pritisnu jedan uz drugi, da je od mnoštva tvrdih jezgara svako delimično utisnuto kako u prvog spojnog partnera, tako i u drugog spojnog partnera.

[0009] Pronalazak je u nastavku objašnjen pomoću primera otelotvorenja s osvrtom na priložene Slike. Prikazano je sledeće:

Slika 1A prikazuje poprečni presek kroz zrno, koje ima tvrdo jezgro, čija površina je potpuno obložena promoterom adhezije.

Slika 1B prikazuje poprečni presek kroz zrno, koje ima tvrdo jezgro, čija površina je delimično obložena promoterom adhezije.

Slika 2 prikazuje neobloženo tvrdo jezgro zrna, kao što je prikazano na Slici 1A i 1B.

Slika 3 prikazuje poprečni presek kroz kompozitni nosač, koji ima netkani materijal.

Slika 4 prikazuje poprečni presek kroz umetak za povećanje trenja, koji sa jedne strane ima tvrda jezgra.

Slika 5 prikazuje poprečni presek kroz dva spojna partnera, između kojih je ubačen umetak za povećanje trenja radi formiranja pritisne veze, pre uspostavljanja pritisne veze.

Slika 6 prikazuje poprečni presek kroz pritisnu vezu uspostavljenu sa oba spojna partnera i umetak za povećanje trenja, pri čemu je kompozitni nosač komprimovan.

Slika 7 prikazuje poprečni presek kroz dva spojna partnera, između kojih je ubačen umetak za povećanje trenja radi formiranja pritisne veze, koji sa obe strane ima tvrda jezgra, pre uspostavljanja pritisne veze.

Slika 8 prikazuje pogled odozgo na umetak za povećanje trenja.

Slika 9 prikazuje pogled odozgo na umetak za povećanje trenja, čiji kompozitni nosač ima plastični nosač, koji je konstruisan kao netkani materijal.

Slika 10 prikazuje postupak u kome se promoter adhezije kojim su obložena tvrda jezgra aktivira pomoću plazme i nanosi na kompozitni nosač.

Slika 11 prikazuje postupak u kome se tvrda jezgra pomoću kalandriranja nanose na kompozitni nosač.

Slika 12 prikazuje postupak u kome se tvrda jezgra pomoću strugaljke nanose na kompozitni nosač.

Slika 13A prikazuje umetak za povećanje trenja prema Slici 4, pri čemu je prikazana i ravan preseka E1-E1.

Slika 13B prikazuje poprečni presek kroz umetak za povećanje trenja prema Slici 13A na ravni preseka E1-E1 prikazanoj na Slici 13A.

Slika 14 prikazuje primer montiranja zupčanika na vratilo uz primenu umetka prema pronalasku.

[0010] Na slikama isti referentni simboli označavaju iste elemente.

[0011] Slika 1A prikazuje poprečni presek kroz zrno 2, koje ima tvrdo jezgro 21, koje je obloženo promoterom adhezije 22. Tvrdo jezgro 21 kasnije služi da poveća trenje između dva spojna partnera koji se frikciono spajaju. Zato je pogodno da tvrdo jezgro 21 ima veliku mehaničku tvrdoću. Na primer, takva tvrda jezgra 21 imaju Mosovu tvrdoću najmanje 8. Takva tvrda jezgra 21 mogu, na primer, da se sastoje od sledećih materijala, ili najmanje jednog od sledećih materijala: dijamant; karbid (npr. silicijum karbid SiC, volfram karbid WC ili bor karbid B4C); nitrid (npr. silicijum nitrid Si3N4ili kubni bor nitrid BN); borid (npr. titan borid); oksid (npr. silicijum dioxid SiO2ili aluminijum oksid Al2O3). Suštinski, mogu da se koriste i drugi tvrdi materijali po želji.

[0012] Materijali, odnosno grupe materijala navedeni za tvrda jezgra 21, odlikuju se time što imaju veću otpornost na pritisak i otpornost na smicanje nego materijali (npr. čelik) koji imaju tipične spojne partnere na svojim spojnim površinama. To omogućava da tvrda jezgra 21 prilikom pritiskanja spojnih površina jednu o drugu omogućavaju dobro prianjanje, delimičnim prodiranjem u svakog spojnog partnera, i time omogućavaju prenošenje sile između spojnih partnera. Nasuprot tome, kompozitni nosač ne izaziva nikakvo prenošenje sile između spojnih partnera.

[0013] Nadalje, može biti korisno kada su tvrda jezgra 21 hemijski inertna, tako da pod odgovarajućim uslovima upotrebe hemijski ne reaguju ni sa materijalima spojnih partnera koji se spajaju, ni sa okolnom atmosferom. Time se može sprečiti pogoršanje kvaliteta frikcione veze koju treba ostvariti usled efekata korozije tokom vremena.

[0014] Kao što je u nastavku opširnije objašnjeno, za proizvodnju umetka za povećanje trenja se na kompozitni nosač 1 nanosi veći broj tvrdih jezgara 21. Da bi se omogućilo prianjanje tvrdih jezgara 21 na kompozitni nosač 1, primenjuje se promoter adhezije 22.

[0015] Prema jednom otelotvorenju, kao promoter adhezije 22 može da se koristi metal.

Metalni promoter adhezije 22 je idealan da bi se sprečilo prevremeno odvajanje tvrdih jezgara 21 sa obložene površine kompozitnog nosača 1. Kao metal za promoter adhezije 22 primenjuje se, na primer, nikl. Suštinski, kao promoter adhezije mogu da se koriste i drugi metali, npr. bakar, kobalt, hrom, cink, legura bakra, legura na bazi bakar-cink ili legura nikla. U slučaju metalnog promotera adhezije 22, on može da se dobije elektrolitičkim i/ili hemijskim (bez struje) taloženjem ili PVD postupkom na tvrdim jezgrima 21.

[0016] Prema drugim otelotvorenjima, kao promoter adhezije mogu da se koriste polimeri ili organske materije, ukoliko su termički stabilni na maksimalnim temperaturama koje se razvijaju u procesu proizvodnje.

[0017] U primeru prema Slici 1A, tvrdo jezgro 21 je potpuno obloženo promoterom adhezije 22, tako da tvrdo jezgro 21 ni na jednom mestu nije slobodno. Tvrdo jezgro 21 takođe može biti samo delimično obloženo promoterom adhezije 22, što je prikazano na Slici 1B.

[0018] Idealno, udeo promotera adhezije 22 zrna 2 je u opsegu od 5 mas. % (maseni procenat) do 80 mas. % mase jezgra 2. U slučaju metalnog promotera adhezije 22, ovaj udeo je poželjno u opsegu od 30 mas. % do 70 mas. %, u slučaju promotera adhezije 22 koji je od plastične mase, u opsegu od 5 mas. % do 50 mas. %. Ako se površina obloži sa manje od 5 mas. %, postoji opasnost da tvrdo jezgro 21 kasnije neće pouzdano prianjati za kompozitni nosač 1.

Nasuprot tome, ako se površina obloži sa više od 80 mas. %, efekat povećanja statičkog trenja će biti oslabljen kroz svojstva klizanja promotera adhezije 22. Alternativno ili dodatno, navedene vrednosti se mogu primeniti i na odgovarajuće srednje vrednosti (aritmetičku sredinu) masenih udela, na primer, na veliki broj zrna 2, čije tvrdo jezgro 21 se kasnije pomoću promotera adhezije 22 nanosi na kompozitni nosač 1, što će kasnije opširnije biti objašnjeno. Drugim rečima, to znači da kod svakog od obezbeđenih zrna 2, promoter adhezije 22 kojim je obloženo dotično zrno 2, ima maseni udeo (izražen masenim procentima), pri čemu je srednja vrednost tog masenog udela u opsegu od 5 mas. % do 80 mas. %, u slučaju metalnog promotera adhezije 22 poželjno u opsegu od 30 mas. % do 70 mas. %, u slučaju promotera adhezije 22 od plastične mase poželjno u opsegu od 5 mas. % do 50 mas. %.

[0019] Kao što je ilustrovano na Slici 2, svakom tvrdom jezgru 21 se može dodeliti prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21. Pri tome, radi se o prečniku D21 kugle koji ima istu zapreminu kao tvrdo jezgro 21.

[0020] Slika 3 prikazuje poprečni presek kroz kompozitni nosač 1. Kompozitni nosač 1 ima nosač koji se sastoji od plastične mase 11 (u nastavku se naziva i „plastični nosač“), kao i stakla i/ili keramike. Staklo i/ili keramika mogu, na primer, biti u obliku čestica 12, od kojih svaka sadrži staklo i/ili keramiku, ili se svaka sastoji od stakla i/ili keramike. Čestice 12 takođe mogu pomoću primene promotera adhezije (nije prikazano) biti povezane sa plastičnom masom 11. Da bi se to postiglo, plastični nosač 11 može, na primer, biti potopljen u emulziju koja sadrži promoter adhezije (na primer, smolasti sistem), rastvarač i čestice 12. Ako rastvarač ispari nakon potapanja, preostali promoter adhezije dovodi do toga da se čestice 12 zalepe za plastični nosač 11.

[0021] Kao što je prikazano, plastični nosač 11 može biti tekstil, odnosno struktura sastavljena od povezanih vlakana. Način na koji su vlakna povezana je u suštini proizvoljan. Pogodne vrste tekstila su, na primer, netkani materijali, tkanine, pletene tkanine, slojevite tkanine, mrežaste tkanine, filc. U primeru prema Slici 3, plastična masa 11 formira nosač u obliku netkanog materijala.

[0022] Kao što je u rezultatu na Slici 4 prikazano samo kao primer na osnovu kompozitnog nosača 1 objašnjenog na Slici 3, tvrda jezgra 21 povezuju se koristeći zrna 2, kao što je prethodno objašnjeno vezano za Slike 1A, 1B i 2. Pri tome su sva tvrda jezgra 21 zrna 2 pre povezivanja potpuno ili delimično obložena promoterom adhezije 22. Zahvaljujući promoteru adhezije 22, tvrda jezgra 21 zrna 2 prianjaju za kompozitni nosač 1. Umesto kompozitnog nosača 1 konstruisanog kao na Slici 3, može da se koristi i bilo koji drugi pogodan kompozitni nosač 1, naročito svaki od prethodno opisanih kompozitnih nosača 1. Debljina d3, koju ima gotov umetak 3 u nekomprimovanom stanju kompozitnog nosača 1, može, i kod svih drugih otelotvorenja pronalaska, da bude veoma mala, na primer, može biti manja ili jednaka 420 µm, poželjno manja ili jednaka 320 µm, i posebno poželjno manja ili jednaka 200 µm. Što je debljina d3 umetka 3 manja, umetak 3 može da se koristi za više različitih primena, a da dimenzije spojnog partnera 101 i/ili 102 (vidite slike 4, 5, 6 i 14) ne moraju da se prilagođavaju umetku 3, odnosno njegovoj debljini d3.

[0023] Debljina d1 samog kompozitnog nosača 1 data je preko najmanjeg mogućeg rastojanja koje mogu imati dve paralelne ravni, između kojih može da se rasporedi nekomprimovani kompozitni nosač 1, i koje su tangencijalne na kompozitni nosač 1.

[0024] Analogno tome, debljina d3 umetka 3 je data preko najmanjeg mogućeg rastojanja koje mogu imati dve paralelne ravni, između kojih može da se rasporedi umetak 3 kada je kompozitni nosač 1 nekomprimovan, i koje su tangencijalne na umetak 3.

[0025] Slika 5 prikazuje poprečni presek kroz dva spojna partnera 101 i 102, koji imaju spojnu površinu 101f, odnosno 102f, na kojoj treba da se formira frikciona veza između spojnih partnera 101 i 102. U tu svrhu, umetak za povećanje trenja 3, kao što je prethodno objašnjeno, ubačen je između spojnih površina 101f i 102f, pa tako i između spojnih partnera 101 i 102. Zatim su spojni partneri 101 i 102 sa spojnim površinama 101f i 102f pritisnuti jedan uz drugi, dok se umetak za povećanje trenja 3 nalazi između njih. Tako tvrda jezgra 21 u području spojnih površina 101f i 102f delimično prodiru u spojne partnere 101, odnosno 102. Ako se spojne površine 101f i 102f dovoljno približe jedna drugoj i pritisnu se jedna uz drugu dovoljnim pritiskom, može se postići da mnoštvo tvrdih jezgara 21 bude malo utisnuto kako u prvog spojnog partnera 101, tako i u drugog spojnog partnera 102, pa lokalno u području tvrdih jezgara 21 nastaje uklapanje mikrooblika, što ukupno daje izvanrednu frikcionu vezu između spojnih partnera 101 i 102. Veoma tanak kompozitni nosač 1 može uzajamnim pritiskanjem prvo da se komprimuje, a zatim uništi, pošto njegova funkcija da fiksira zrna 2 na način kojim se može upravljati više nije potrebna. Zato je generalno, tj. nezavisno od ostatka konstrukcije kompozitnog nosača 1, pogodno kada nosač može dobro da se komprimuje. Pri tome je pogodno da kompozitni nosač 1 ima veliku poroznost. Pri tome, pod „poroznošću“ se podrazumeva odnos VH/VGizmeđu zapremine šupljina VHkoje se nalaze u kompozitnom nosaču 1 i ukupne zapremine VGkompozitnog nosača 1. Zapremina šupljina VHje ukupna zapremina gasa (npr. vazduha) u kompozitnom nosaču 1. Što je manja poroznost, to je generalno veća ostvarljiva mehanička stabilnost kompozitnog nosača 1. Sa druge strane, kompresibilnost kompozitnog nosača 1 je veća, što je veća poroznost. Na osnovu eksperimenata se može reći da je pogodan opseg poroznosti kompozitnog nosača 1 najmanje 15%. Na primer, poroznost kompozitnog nosača 1 može biti od 30% do 70%. Što je manja poroznost, to je generalno veća ostvarljiva mehanička stabilnost kompozitnog nosača 1. Sa druge strane, kompresibilnost kompozitnog nosača 1 je veća, što je veća poroznost.

[0026] Kompozitni nosač 1 tako ne učestvuje u prenošenju sile između spojnih partnera 101 i 102. U slučaju metalnog promotera adhezije 22, on dodatno obezbeđuje pričvršćivanje tvrdih jezgara 21 u spojnim partnerima 101 i 102, tako da veza između spojnih partnera 101 i 102 može bez gubitka performansi reverzibilno da se raskine i ponovo spoji.

[0027] Na stranama okrenutim ka kompozitnom nosaču 1, tvrda jezgra 21 mogu da leže slobodno, tj. ne moraju nužno biti obložena promoterom adhezije 22. Ako postoji takva konfiguracija, pri procesu spajanja, tvrda jezgra 21 pritiskaju svojim slobodnim površinama unapred u slobodne površine spojnog partnera 102 koje se pri procesu spajanja nalaze na strani zrna 2 okrenutoj od kompozitnog nosača 1.

[0028] Da bi se postigla dobra frikciona veza između spojnih partnera 101 i 102, takođe je pogodno da prečnici kugle ekvivalentne zapremine D21 tvrdog jezgra 21 umetka za povećanje trenja 3 ne budu previše različiti. Ako posmatramo sva tvrda jezgra 21 umetka za povećanje trenja 3, od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm (vidi Sliku 2), može da se dobije prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine <D21> ovih tvrdih jezgara 21, koji predstavlja aritmetičku sredinu prečnika kugle ekvivalentne zapremine D21 pojedinačnih tvrdih jezgara 21. Pokazalo se da se povoljan prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine <D21> svih tvrdih jezgara 21 nalazi u opsegu od 8 µm do 150 µm, poželjno u opsegu od 15 µm do 100 µm. Ako je prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine <D21> manji od 8 µm, tvrda jezgra 21 u proseku više ne prodiru dovoljno duboko u spojne partnere 101 i 102, da bi se postigla optimalna frikciona veza između spojnih partnera 101 i 102. Ako je prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine <D21> veći od 150 µm, najveći deo tvrdih jezgara 21 ima veoma veliki prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21, tako da se kod određenih primena može desiti da raspoloživa i/ili dozvoljena sila pritiska više nije dovoljna da se tvrda jezgra 21 utisnu duboko u spojne partnere 101 i 102.

[0029] Određivanje prosečnog prečnika kugle ekvivalentne zapremine <D21>, odnosno raspodele veličine prečnika kugle ekvivalentne zapremine D21 tvrdih jezgara 21 može, na primer, da se izvede na osnovu verzije ISO 13320:2009 važeće od 13.01.2016. putem laserske difrakcije. Za merenje je, na primer, prikladan uređaj za merenje veličine čestica Mastersizer 3000, proizvođača Malvern Instruments Ltd. (UK). Tako dobijene veličine čestica mogu u dovoljno dobroj aproksimaciji da se preračunaju u prečnik kugle ekvivalentne zapremine.

[0030] Veličina čestica (npr. tvrdih jezgara 21 ili zrna 2), odnosno njihova raspodela veličine, može, na primer, pre nanošenja čestica na kompozitni nosač 1, da se odredi, na primer, pomoću laserske difrakcije. Pri tome se meri intenzitet svetlosti laserskog zraka rasutog dispergovanim česticama uzorka. Na osnovu dobijenog difrakcionog uzorka, izračunava se veličina čestica.

[0031] Da bi se postiglo da se tvrda jezgra 21 dobro utiskuju u spojne partnere 101 i 102, tvrda jezgra 21 mogu da imaju otpornost na pritisak i otpornost na smicanje veću od otpornosti na pritisak i otpornosti na smicanje koju ima svaki od spojnih partnera 101 i 102 na svojoj spojnoj površini 101f, odnosno 102f. Na primer, takva tvrda jezgra 21 imaju Mosovu tvrdoću najmanje 8, što je dovoljno da mogu da se utisnu i u tehnički čelik, koji se obično koristi u mašinstvu.

[0032] U pogledu optimalnog dejstva za povećanje trenja, tj. dobrog povezivanja dovoljnog za prenošenje sile između spojnih partnera 101 i 102, pokazalo se da je pogodno da ona tvrda jezgra 21 od ukupnih tvrdih jezgara 21 koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm, koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 manji od 35 µm grade prvi podskup, a ona tvrda jezgra 21 od ukupnih tvrdih jezgara 21 koja imaju prečnik

1

kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm, koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 veći ili jednak 35 µm grade drugi podskup, tako da tvrda jezgra 21 iz prvog podskupa imaju prvi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 u opsegu od 10 µm do 30 µm, i tvrda jezgra 21 iz drugog podskupa imaju drugi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 u opsegu od više od 30 µm do 145 µm. Prvi i drugi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine se dobija iz aritmetičke sredine svih prečnika kugle ekvivalentne zapremine D21 iz prvog, odnosno drugog podskupa. Takva raspodela veličine tvrdih jezgara 21 koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm može se takođe nazvati „bimodalnom“.

[0033] Takva bimodalna raspodela veličine tvrdih jezgara 21 može znatno da poveća trenje između oba spojna partnere 101 i 102 u poređenju sa jednostavnom unimodalnom raspodelom veličine. Ako se dva spojna partnera 101 i 102 povežu koristeći umetak 3 kod koga kompozitni nosač 1 ima samo tvrda jezgra 21 čija raspodela veličine odgovara raspodeli veličine drugog podskupa, potrebna je izvesna sila pritiska da bi se relativno velika tvrda jezgra 21 dovoljno utisnula u spojne partnere 101 i 102. Kada se broj relativno velikih tvrdih jezgara 21 poveća, u nekom trenutku raspoloživa sila pritiska više nije dovoljna da bi se relativno velika tvrda jezgra 21 toliko utisnula u spojne partnere 101 i 102, da spojni partneri 101 i 102 naležu, ili gotovo da naležu jedan uz drugog. U tom slučaju, ne bi bilo spajanja kada je zazor nula ili blizak nuli. Ako sada odaberemo broj relativno velikih tvrdih jezgara 21 umetka 3 tako da je spoj još uvek moguć kada je zazor nula ili blizak nuli pri raspoloživoj sili pritiska, i u umetak 3 teoretski još dodamo relativno mala tvrda jezgra 21 prvog podskupa, ova relativno mala tvrda jezgra 21 tako mogu relativno malom silom da se utisnu u spojne partnere 101 i 102, pošto relativno mala tvrda jezgra 21 zbog svoje male veličine istiskuju manje materijala spojnih partnera 101 i 102, i procesi sleganja povezani sa utiskivanjem relativno malih tvrdih jezgara 21 nisu tako snažni kao kod relativno velikih tvrdih jezgara 21. Kada se dakle u umetak 3 dodaju relativno mala tvrda jezgra 21, ona mogu relativno lako da se utisnu u spojne partnere 101 i 102, i time doprinesu da se trenje između spojnih partnera 101 i 102 poveća.

[0034] Kao što je već pomenuto, ona tvrda jezgra 21 umetka za povećanje trenja 3 čiji prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 je najmanje 8 µm, imaju prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine <D21>. Opciono, raspodela veličine tih tvrdih jezgara 21 može biti tako odabrana da najviše 10% tih tvrdih jezgara 21 ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21, koji je za više od 5 µm manji od prosečnog prečnika kugle ekvivalentne zapremine <D21>, i da najviše 10 % tih tvrdih jezgara 21 ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21, koji je za više od 5 µm veći od prosečnog prečnika kugle ekvivalentne zapremine <D21>. Time se može doprineti da značajan podskup tvrdih jezgara 21 takođe delotvorno doprinosi da se trenje između spojnih partnera 101 i 102 poveća. Prilikom uzajamnog pritiskanja spojnih partnera 101 i 102 sa umetkom 3 koji se između njih nalazi, prvo se relativno veoma velika tvrda jezgra 21 utiskuju u spojne partnere 101 i 102, dok na manja tvrda jezgra 21 još uvek ne deluje sila pritiska. Kada postoji veoma mnogo relativno velikih tvrdih jezgara 21, može se desiti da ona preuzmu raspoloživu silu pritiska, i da manja tvrda jezgra 21 ne budu, ili ne budu u znatnoj meri utisnuta u spojne partnere 101 i 102, pa više ne mogu da doprinesu povećanju trenja. Sa druge strane, kada postoji veoma malo relativno velikih tvrdih jezgara 21, raspoloživa sila pritiska se tokom uzajamnog pritiskanja prvo raspoređuje na ta relativno velika tvrda jezgra 21. To dovodi do toga da ta relativno velika tvrda jezgra 21 budu skoro potpuno utisnuta u spojne partnere 101 i 102, što ima za posledicu da u daljem toku uzajamnog pritiskanja i na manja tvrda jezgra 21 deluje sila pritiska, kojom se ona utiskuju u spojne partnere 101 i 102, i time doprinose povećanju trenja.

[0035] Opciono, sva tvrda jezgra 21 umetka za povećanje trenja 3 mogu biti odabrana tako da nijedno od njih nema prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 veći od 100 µm. Time se smanjuje opasnost od nastajanja pukotina u spojnim partnerima 101 i 102, koje polaze od tvrdih jezgara 21 utisnutih u spojne partnere 101 i 102 i šire se.

[0036] Kao što se vidi sa Slika 3 i 4, kompozitni nosač 1 ima prvu glavnu stranu 1t i drugu glavnu stranu 1b okrenutu suprotno od prve glavne strane 1t. Glavnim stranama 1t, 1b smatraju se pri tome one strane kompozitnog nosača 1 sa najvećom površinom. Kao što je na Slici 4 prikazano na osnovu umetka za povećanje trenja 3, ukupna tvrda jezgra 21 umetka za povećanje trenja 3, koja sva imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm, mogu biti raspoređena samo pri i/ili na prvoj glavnoj strani 1t, a ne pri i/ili na drugoj glavnoj strani 1b. To je dovoljno da se postigne dejstvo povećanja trenja, pošto se kompozitni nosač 1 prilikom uzajamnog pritiskanja prvog spojnog partnera 101 i drugog spojnog partnera 102 komprimuje, tako da zrna 2, odnosno njihova tvrda jezgra 21 na drugoj strani 1b komprimovanog kompozitnog nosača 1 štrče iz njega, jer su praktično pritisnuta kroz kompozitni nosač 1. Na taj način, tvrdo jezgro 21 nakon uzajamnog pritiskanja prvog spojnog partnera 101 i drugog spojnog partnera 102 može da ima prvi deo 21-1, koji je utisnut u prvog spojnog partnera 101, i drugi deo 21-2, koji je utisnut u drugog spojnog partnera 102, što je prikazano na Slici 6. Kada su ukupna zrna 2 umetka 3, čija tvrda jezgra 21 sva imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm raspoređena samo pri i/ili na prvoj glavnoj strani 1t, a ne pri i/ili na drugoj glavnoj strani 1b, to može da pojednostavi proces proizvodnje.

[0037] Naravno, od ukupnih zrna 2 umetka 3, čija tvrda jezgra 21 sva imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm, prvi podskup je raspoređen pri i/ili na prvoj glavnoj strani 1t, a drugi podskup pri ili na drugoj glavnoj strani 1b. Primer za ovo je prikazan na Slici 7, u kojoj je takav umetak za povećanje trenja već postavljen između spojnih partnera 101 i 102.

[0038] Nezavisno od toga u kojoj prostornoj raspodeli su raspoređena tvrda jezgra 21 na kompozitnom nosaču 1, nekomprimovani kompozitni nosač 1, nezavisno od svoje druge konstrukcije, može da ima debljinu d1, koja je manja od prosečnog prečnika kugle ekvivalentne zapremine <D21> ukupnih tvrdih jezgara 21 umetka 3 koja sva imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm. Time se može postići da ni kompozitni nosač 1 ne ometa proces spajanja između spojnih partnera 101 i 102, posebno onda kada je odabran mehanički stabilan kompozitni nosač 1, što suštinski nije moguće. Na primer, taj prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine <D21> može da bude najmanje 35 µm, i debljina d1 nekomprimovanog kompozitnog nosača 3 može biti manja od 30 µm.

[0039] Suštinski, nekomprimovani kompozitni nosač 1 može imati i debljinu sloja d1 koja je veća ili jednaka pomenutom prosečnom prečniku kugle ekvivalentne zapremine <D21>. Kada je debljina sloja d1 nekomprimovanog kompozitnog nosača 1 znatno veća od pomenutog prosečnog prečnika kugle ekvivalentne zapremine <D21>, kompozitni nosač 1 se komprimuje prilikom uzajamnog pritiskanja spojnih partnera 101 i 102, i materijal kompozitnog nosača 1 može da izađe iz spojnog zazora između spojnih partnera 101 i 102.

1

[0040] Nezavisno od prostorne raspodele zrna 2 na kompozitnom nosaču 1, određeno je da je svrsishodna (tj. optimalna za prenošenje sile između dva spojna partnera 101 i 102) debljina d1 nekomprimovanog kompozitnog nosača 1 u opsegu od 10 µm do 100 µm.

[0041] Prilikom uzajamnog pritiskanja spojnih partnera 101 i 102 kada se između njih nalazi umetak za povećanje trenja 3, kompozitni nosač 1 se komprimuje i raspoređuje se u spojnom zazoru između spojnih partnera 101 i 102. Ako radna temperatura dostigne vrednost između 250°C i 300°C, onda se plastična masa 11 kompozitnog nosača 1 razlaže, između ostalog, na ugljenik. Pri još višoj kontinualnoj radnoj temperaturi višoj od 350°C, plastični nosač 11 se gotovo sasvim razlaže. Zaostaju tvrda jezgra 21 koja se nalaze u spojnom zazoru, i možda komponente promotera adhezije 22, posebno ako je on metalni, kao i sitni ostaci razloženog plastičnog nosača 11. Tvrda jezgra 21 zadržavaju svoje karakteristike čak i pri ponovljenom demontiranju i ponovnom montiranju.

[0042] Ispitivanja su pokazala da se performanse, tj. postignuta vrednost trenja između spojnih partnera 101 i 102, povećava kako pri promeni opterećenja, tako i pri ponovnom montiranju. Kod takvog ponovnog montiranja, spojni partneri 101 i 102 se razdvajaju, pri čemu manji broj tvrdih jezgara 21 može da otpadne. Preostala tvrda jezgra 21 ostaju na jednom od spojnih partnera, 101 ili 102. Spojni partneri 101 i 102 mogu onda ponovo da se spoje, a da se između njih ne postavi novi umetak za povećanje trenja 3. Frikcionu vezu između spojnih partnera 101 i 102 naime izazivaju ukupna tvrda jezgra 21 koja su preostala na spojnim partnerima 101 i 102.

[0043] Deformaciono dejstvo tvrdih jezgara 21 se može povećati efektom obuke nakon prvog montiranja. To je zato što nakon prvog spajanja treba da se prevaziđu sile sleganja prilikom utiskivanja tvrdih jezgara 21 u spojne partnere 101 i 102. Kod sledećih postupaka spajanja, te sile sleganja onda oslabe. Usled dinamičkih efekata, pored toga se dešava poboljšano učvršćivanje tvrdih jezgara 21 na spojnim površinama 101f, 102f spojnih partnera 101 i 102. Testovima se može pokazati da se ponovnim montiranjem može postići do 50% veća vrednost trenja u odnosu na jednokratno montiranje.

[0044] Nadalje, za dobro dejstvo umetka 3 vezano za povećanje trenja, pogodno je da pokrivenost površine, sa kompozitnim nosačem 1 koji ima tvrda jezgra 21 prečnika kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm, bude u opsegu od 5% do 70%, ili čak u opsegu od 10% do 40%. To je ilustrovano na Slici 8, na primeru umetka za povećanje trenja 3, koji, kao što je prikazano na Slikama 4, 5 i 7, na i/ili pri tačno jednoj od svoje dve glavne strane 1t, 1b ili na i/ili pri obe svoje dve glavne strane 1t, 1b ima tvrda jezgra 21, od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm. Zbog preglednosti, nije prikazan promoter adhezije 22, pomoću koga su tvrda jezgra 21 pričvršćena za kompozitni nosač 1. Tvrda jezgra 21 koja se nalaze pri i/ili na prvoj glavnoj strani 1t, predstavljena su punim linijama, a tvrda jezgra 21 koja se nalaze pri i/ili na drugoj glavnoj strani 1b predstavljena su isprekidanim linijama.

[0045] Kompozitni nosač 1 prisutan je kao suštinski ravan sloj. Ako projektujemo spoljne ivice kompozitnog nosača 1 pomoću ortogonalne projekcije u smeru projekcije upravnom na ovaj ravan sloj (na Slici 8, ovaj smer projekcije je upravan na ravan crteža) na projekcionu ravan paralelnu sa ovim ravnim slojem, dobija se osnovica A1 kompozitnog nosača 1.

[0046] Ako se projektuju sva tvrda jezgra 21 umetka 3 koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm, putem prethodno objašnjene projekcije na pomenutu projekcionu ravan, ona imaju ukupnu osnovicu A21UK. To jest, A21UKje zbir osnovica A21 svih tvrdih jezgara 21, čiji prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 je najmanje 8 µm.

[0047] Odnos A21UK÷ A1 između ukupne osnovice A21UKi osnovice A1 kompozitnog nosača 1, kao što je pomenuto, može biti u opsegu od 0,05 (što odgovara pokrivenosti površine od 5%) i 0,70 (što odgovara pokrivenosti površine od 70%), i poželjno u opsegu od 0,10 (što odgovara pokrivenosti površine od 10%) i 0,40 (što odgovara pokrivenosti površine od 40%).

[0048] Kao što se može videti sa prethodnih slika, zrna 2 umetka 3 ne grade zatvoreni sloj. Opciono, umetak za povećanje trenja 3 može biti tako konstruisan da promoteri adhezije 22 različitih zrna 2 ne grade kontinualni sloj. Pored toga, najmanje za mnoštvo (tj. > 50%) tvrdih jezgara 21 koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm važi da su komponente promotera adhezije 22, pomoću koga su tvrda jezgra 21 pričvršćena za kompozitni nosač 1, razdvojene u parovima, za bilo koji par ovih komponenata promotera

1

adhezije. To je, na primer, prikazano na Slikama 4, 5, 7 i 8, kao i na sledećoj Slici 9, koju ćemo tek objasniti.

[0049] Slika 9 prikazuje pogled odozgo na umetak za povećanje trenja 3, kod koga je plastična masa 11 konstruisana kao plastični nosač 11. Na slici 9, plastični nosač je napravljen od netkanog materijala.

[0050] U nastavku su opisana još tri primera za proizvodnju umetka za povećanje trenja 3.

[0051] Prema prvom primeru, prikazanom na Slici 10, u tu svrhu se koristi plazma 303, na primer, plazma na atmosferskom pritisku, koja se proizvodi pomoću izvora plazme 300.

Tvrda jezgra 21, potpuno ili delimično obložena promoterom adhezije 22, koja se mogu kupiti već obložena i spremna za upotrebu, dovode se u plazmu 303, i/ili se provode kroz luk plazme 303. Usled toplotne izloženosti putem plazme 303 ili plazminog luka, promoter adhezije 22 se topi. U slučaju plazma zraka 303, njihovi elektroni prskaju promoter adhezije 22 i stapaju ga i/ili rastapaju usled još uvek relativno visoke temperature plazme 303, posebno visoke temperature elektrona. I svetlosni zrak deluje na stapanje i/ili rastapanje promotera adhezije 22. Putem stapanja i/ili rastapanja, promoter adhezije 22 se aktivira.

[0052] Usled potrošnje energije za stapanje i/ili rastapanje i na daljem putu obloženih tvrdih jezgara 21 zajedno sa plazmom 303 ka otvoru mlaznice 302 mlaznice za izlaz plazme 301 dolazi do hlađenja, tako da obložena tvrda jezgra 21 termički ne oštećuju površinu kompozitnog nosača 1. Kompozitni nosač 1, dok se na njega nanose zrna 2 sa promoterom adhezije 22 aktiviranim pomoću plazme 303, može da se kreće u odnosu na izvor plazme 300. Na osnovu brzine relativnog kretanja, može da se podesi raspodela (debljina sloja) koju imaju tvrda jezgra 21 na gotovom kompozitnom nosaču 1.

[0053] Prema drugom postupku, objašnjenom na osnovu Slike 11, tvrda jezgra 21, potpuno ili delimično obložena promoterom adhezije 22, mogu što ravnomernije da se rasporede na kompozitnom nosaču 1. Pomoću fizičkog postupka, promoter adhezije 22 se termički aktivira, tj. zagreva i time stapa i opciono takođe rastapa. Kod termičke aktivacije polimernog promotera adhezije, on se zagreva na temperaturu od najmanje 60°C, dok se metalni promoter adhezije radi termičke aktivacije zagreva na temperaturu od najmanje 200°C.

1

[0054] Zagrevanje i time aktiviranje promotera adhezije 22 može u principu da se izvede na bilo koji način, na primer kalandriranjem, kao što je prikazano na Slici 11. Ovde su tvrda jezgra 21 obložena promoterom adhezije 22, na primer, zagrejana pomoću (najmanje) jednog zagrejanog valjka 201, 202, i pritisnuta uz kompozitni nosač 1. Putem naknadnog hlađenja i očvršćavanja promotera adhezije 22, tvrda jezgra 21 pomoću promotera adhezije 22, u slučaju metalnog promotera adhezije 22, bivaju prividno „zalemljena“ ili „zapečena“ za kompozitni nosač 1 (ne odigrava se pravi proces lemljenja), ili u slučaju promotera adhezije 22 napravljenog od polimera ili organskog materijala, bivaju „zalepljena“, i to ne samo kod kalandriranja, već i pri svim drugim postupcima kod kojih se promoter adhezije 22 termički aktivira.

[0055] Polimerni promoter adhezije 22 može, pre nego što se zrna 2 nanesu na kompozitni nosač 1, umesto ili pored termičke aktivacije da se aktivira i hemijskim putem, tako da promoter adhezije 22 gradi funkcionalne grupe koje podržavaju nastajanje adhezionih veza između promotera adhezije 22 i kompozitnog nosača 1, i time između tvrdih jezgara 21 i kompozitnog nosača 1.

[0056] Prema trećem postupku, prikazanom na Slici 12, suspenzija 401, koja sadrži promoter adhezije 22, tvrda jezgra 21 i rastvarač 402 koji aktivira promoter adhezije 22, pomoću strugaljke 400 nanosi se na kompozitni nosač 1, ravnomerno se raspoređuje na kompozitnom nosaču 1, i zatim se suši isparavanjem rastvarača 402.

[0057] Nezavisno od toga kojim postupkom se tvrda jezgra 21 nanose na kompozitni nosač 1 i sa njime se povezuju, kompozitni nosač 1 homogeno pokriven tvrdim jezgrima 21, tj. umetak za povećanje trenja 3, pomoću mehaničkog (npr., probijanje, sečenje) ili termičkog (lasersko sečenje) postupka može tačno prema konturi precizno da se iseče, odnosno proseče, i da se postavi na jednog od spojnih partnera, 101 ili 102, tako da je jedna od glavnih strana 1t, 2t kompozitnog nosača 1 okrenuta ka tom spojnom partneru 101, 102. Pri tome je u principu nebitno, ako se tvrda jezgra 21 sva nalaze samo pri i/ili na prvoj glavnoj strani 1t, 1b, da li je ka spojnom partneru 101, 102, na koji je stavljen umetak za povećanje trenja 3, okrenuta glavna strana 1t ili glavna strana 1b. Na primer, umetak za povećanje trenja 3 može biti postavljen na jednog od spojnih partnera, 101 ili 102 ili zalepljen za njega. Ako se tvrda

1

jezgra 21 nalaze samo pri i/ili na glavnim stranama 1t, 1b kompozitnog nosača 1 (vidite, na primer, Slike 4 i 5), i ako je umetak za povećanje trenja 3 zalepljen za jednog od spojnih partnera 101, 102, umetak za povećanje trenja 3 će poželjno biti tako raspoređen na dotičnom spojnom partneru 101, 102, da se tvrda jezgra 21 nalaze pri i/ili na strani tog spojnog partnera 101, 102 okrenutoj od kompozitnog nosača 1, tako da lepak tog spojnog partnera 101, 102 i strana umetka za povećanje trenja 3 koja je ka njemu okrenuta (koja nema tvrda jezgra 21) dolaze u kontakt. Tako se izbegava da tvrda jezgra 21 budu neposredno pokrivena lepkom, jer bi to oslabilo vezu između tvrdih jezgara 21 pokrivenih lepkom i spojnog partnera 101, odnosno 102 koji dolazi sa pokrivene strane. Da bi se takvo slabljenje izbeglo ili da bi bilo malo, nezavisno od toga u kojoj orijentaciji je umetak 3 zalepljen za jednog od spojnih partnera 101,i 102, povoljno je da umetak 3 bude fiksiran samo pojedinačnim lepljenjem u malim tačkama na dotičnom spojnom partneru 101 ili 102.

[0058] Međutim, iz predostrožnosti se ukazuje na to da se može i odustati od primene lepka, na primer, kada je umetak 3 labavo (tj. bez materijalnog povezivanja sa jednim od spojnih partnera 101, 102) ubačen između spojnih partnera 101 i 102. Na primer, umetak 3 može biti labavo postavljen na jednog od spojnih partnera 101 ili 102 ili držan između njih, i spojni partneri 101 i 102 mogu biti pritisnuti zajedno sa umetkom 3 koji se nalazi između njih, kao što je opisano.

[0059] U nastavku je pomoću slika 13A i 13B objašnjen još jedan postupak, pomoću koga u dobroj aproksimaciji može da se odredi već objašnjena pokrivenost površine kompozitnog nosača 1 tvrdim jezgrima 21. Slika 13A još jednom prikazuje umetak 3 koji je već predstavljen na Slici 4. Takođe je prikazana ravan preseka E1-E1, koja ide paralelno sa ravnim umetkom 3 kroz najmanje jedno tvrdo jezgro 21 i razmaknuta je od kompozitnog nosača 1. Ravan preseka E1-E1 ima rastojanje d0 od tačke (tačaka) jednog ili više tvrdih jezgara 21, odnosno zrna 2 koja su najviše udaljena od kompozitnog nosača 1. Rastojanje d0 ovde se odnosi na „najveću visinu“ u odnosu na (ovde prvu) glavnu stranu 1t kompozitnog nosača 1. Ravan preseka prikaza prema Slici 13A označena je sa E2-E2 na Slici 13B.

[0060] Kako su tvrda jezgra 21 presečena pomoću ravni preseka E1-E1, tvrda jezgra 21 imaju površinu poprečnog preseka Q21, koja zavisi od d0 i zato je na Slici 13B za jedno tvrdo jezgro 21 (gore levo) označena sa Q21(d0). Zbir svih tih površina poprečnog preseka Q21(d0)

1

na celom umetku 3 u nastavku je označen sa Q21UK(d0). On takođe zavisi od rastojanja d0. Pošto tvrda jezgra 21 u suštini leže na kompozitnom nosaču 1 (tj. nisu, ili su samo malo u njega „uronjena“), počevši od d0=0, Q21UK(d0) u početku raste sa porastom d0. Ravan preseka E1-E1 dodeljena maksimalnoj vrednosti Q21UK(d0) prolazi izvan (na Slici 13A iznad) kompozitnog nosača 1.

[0061] Q21UK(d0) sada može da se odredi tako što se umetak 3 optički detektuje, tako da njegova površinska kontura barem u oblasti izvan kompozitnog nosača 1 može sa velikom tačnošću da bude određena i izračunata pomoću računara. Tako rastojanje d0 može da se menja, i može da se odredi poprečni presek zrna 2. Pošto je poznata vrsta i udeo promotera adhezije 22, statistički može da se proceni koliko treba smanjiti površinu poprečnog preseka pojedinačnih zrna 2 da bi se dobile pripadajuće površine poprečnog preseka A21(d0) njihovih tvrdih jezgara 21. Na taj način može da se odredi i vrednost d0 pri kojoj Q21UK(d0) ima maksimalnu vrednost. Zauzvrat, iz te maksimalne vrednosti može da se izvede zaključak o pokrivenosti površine koju ima jedna od glavnih strana 1t, 1b kompozitnog nosača 1 sa tvrdim jezgrima 21. Pored toga, iz maksimalne vrednosti može da se izvede zaključak o raspodeli veličine tvrdih jezgara 21. Pod uslovom da su obe glavne strane 1t, 1b snabdevene tvrdim jezgrima 21, objašnjeno ispitivanje treba da se sprovede za obe glavne strane 1t, 1b. Iz dobijenih vrednosti se može statistički odrediti pokrivenost površine, koju ima kompozitni nosač 1 ukupno sa tvrdim jezgrima 21. Mora se statistički uzeti u obzir da ortogonalne projekcije tvrdih jezgara 21 koja se nalaze na različitim glavnim stranama 1t i 1b kompozitnog nosača 1, mogu da se superponiraju na istoj projekcionoj ravni.

[0062] Ako ovde u projekcionoj ravni dolazi do preklapanja, treba voditi računa da se eventualne ravni preseka projekcionih površina različitih tvrdih jezgara 21 broje samo jednom, a ne dva puta.

[0063] Slika 14 kao primer prikazuje primenu umetka 3 prema pronalasku na osnovu veze između prvog spojnog partnera 101 konstruisanog kao vratilo i drugog spojnog partnera 102 konstruisanog kao zupčanik. Kao što se vidi, umetak 3 može da ima otvor 30, kroz koji se tokom montiranja provlači zavrtanj 103. Radi montiranja, umetak 3 se uvodi između spojnih partnera 101 i 102, kao što je već objašnjeno sa osvrtom na Slike 5 do 7. Pri tome je umetak 3 tako raspoređen između spojnih partnera 101 i 102, da je njegov otvor 30 poravnat sa lozom

1

131 prvog spojnog partnera 101 i sa otvorom 132 drugog spojnog partnera 102, i zavrtanj 103 sa svojom lozom 133 može da se uvede kroz otvore 132 i 30 i zavrne u lozu 131, tako da spojni partneri 101 i 102 budu pritisnuti, sa umetkom 3 koji se nalazi između njih. Pri tome se uglavnom jedan deo tvrdih jezgara 21 utiskuje u prvog spojnog partnera 101, a drugi deo u drugog spojnog partnera 102, tako da tvrda jezgra 21 koja ulaze u oba spojna partnera 101 i 102 izazivaju prenos sile između spojnih partnera 101 i 102. To ima za posledicu da, kada se aktivnim obrtanjem jednog od spojnih partnera 101 ili 102 oko osne linije (prikazana isprekidano) rotira taj spojni partner 101 ili 102, drugi spojni partner 102 ili 101 će sigurno rotirati zajedno sa njim.

[0064] Umetak 3 prema pronalasku može generalno da se koristi za prenošenje obrtnog momenta između dva spojna partnera 101 i 102, i pri tome da obezbedi spojne partnere 101 i 102 od nenamernog zakretanja jednog prema drugom. Generalno, umetak 3 prema pronalasku može da se koristi za sprečavanje relativnog klizanja između dva spojna partnera 101 i 102, kada se između spojnih partnera 101 i 102 prenosi sila i/ili obrtni momenat.

[0065] Umetak za povećanje trenja 3, kako je prethodno opisan, ima niz prednosti:

Kao prvo, pogodan je za primenu u vezi sa spojnim partnerima 101, 102, kod kojih, na primer, na osnovu dimenzija komponenata, pristupačnosti, zahteva vezanih za preostale nečistoće, troškova rukovanja i logistike, i slično, ne dolazi u obzir direktno oblaganje tvrdim jezgrima 21.

[0066] Kao drugo, tvrda jezgra 21 koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine D21 od najmanje 8 µm suštinski potpuno doprinose frikcionoj vezi između spojnih partnera 101 i 102, jer ona skoro celom svojom zapreminom ulaze u spojne partnere 101 i 102. Pri tome, kada su spojni partneri 101 i 102 od čelika ili drugih metala, mogu se dobiti povećanja koeficijenta trenja µ do 6-strukog koeficijenta trenja koji bi imali dotični metali pri direktnom ravnom kontaktu bez tvrdih jezgara 21 (kod direktnog ravnog kontakta podrazumevaju se ravne kontaktne površine metala). Ostvareni učinak je sličan klasičnom postupku, kod koga se zrna ili tvrda jezgra nanose direktno na jednog ili oba spojna partnera 101, 102.

[0067] Kao treće, umetak za povećanje trenja 3 može da se proizvodi na ekonomičan način zahvaljujući primeni standardizovane serijske obrade. To važi kako za proizvodnju plastičnog

2

nosača 11, tako i za vezivanje čestica 12 za plastični nosač 11, i za vezivanje tvrdih jezgara 21 za kompozitni nosač 1.

[0068] Kao četvrto, umetak za povećanje trenja 3 može lako da se prilagodi spojnim površinama spojnih partnera 101, 102 koje su složene strukture ili nisu ravne, čak i u 3D (tri dimenzije).

[0069] Kao peto, za razliku od mnogih klasičnih postupaka, nije potrebno razmatrati dimenzije prilikom konstrukcije spojnih partnera 101 i 102 primenjenih za ostvarivanje dotične pritisne veze, jer se veza ostvaruje kada je zazor praktično nula.

[0070] Kao šesto, umetak za povećanje trenja 3 može pomoću tačaka za lepljenje da se fiksira za spojnu površinu jednog od spojnih partnera 101 ili 102, pre nego što se spojni partneri 101 i 102 uzajamno pritisnu sa umetkom 3 koji se nalazi između njih.

[0071] Kao sedmo, primenom inertnih materijala, kako za tvrda jezgra 21 tako i za kompozitni nosač 1, izbegava se ili se barem smanjuje opasnost od korozije sklopa, odnosno elektrohemijske korozije.

[0072] Kao osmo, prostorna orijentacija tvrdih jezgara 21 na spojnim partnerima 101, 102 ne utiče na povećanje koeficijenta trenja koje se može postići.

[0073] Umetak za povećanje trenja 3 može da se koristi sa gotovo svakom frikcionom vezom, na primer, kod prirubničke veze, krajnje pritisne veze, vijčane veze, sistema za privršćivanje, veze između vratila i glavčine.

[0074] Neki aspekti otelotvorenja će biti sažeti u pregledu u nastavku:

Prvi aspekt se odnosi na umetak za povećanje trenja (3). On ima: kompozitni nosač (1) sa plastičnom masom (11) kao i staklom i/ili keramikom, i više tvrdih jezgara (21), od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm i pomoću promotera adhezije (22) je vezano za kompozitni nosač (1). Nekomprimovani kompozitni nosač (1) ima debljinu (d1) u opsegu od 10 µm do 100 µm, i/ili umetak za povećanje trenja (3) kada je kompozitni nosač (1) nekomprimovan ima debljinu (d3) manju ili jednaku 420 µm.

[0075] Prema drugom aspektu, koji se odnosi na umetak za povećanje trenja (3) prema prvom aspektu, srednja vrednost (<D21>) prečnika kugle ekvivalentne zapremine (D21) svih tvrdih jezgara (21) umetka (3) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, veća je od debljine (d1) nekomprimovanog kompozitnog nosača (1).

[0076] Prema trećem aspektu, koji se odnosi na umetak za povećanje trenja (3) prema drugom aspektu, prečnici kugle ekvivalentne zapremine (D21) svih tvrdih jezgara (21) umetka (3) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, imaju srednju vrednost (<D21>). Od svih tvrdih jezgara (21) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, najviše 10% ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) koji je za više od 5 µm manji od srednje vrednosti (<D21>), i najviše 10% ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) koji je za više od 5 µm veći od srednje vrednosti (<D21>).

[0077] Prema četvrtom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do tri, srednja vrednost (<D21>) prečnika kugle ekvivalentne zapremine (D21) svih tvrdih jezgara (21) umetka (3) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, nalazi se u opsegu od 8 µm do 150 µm, poželjno u opsegu od 15 µm do 100 µm.

[0078] Prema petom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do četiri, od svih tvrdih jezgara (21) umetka koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, ona koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) manji od 35 µm grade prvi podskup, a ona koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) veći ili jednak 35 µm grade drugi podskup. Tvrda jezgra (21) prvog podskupa imaju prvi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine u opsegu od 10 µm do 30 µm, i tvrda jezgra (21) iz drugog podskupa imaju drugi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine u opsegu od više od 30 µm do 145 µm.

[0079] Prema šestom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do pet, sva tvrda jezgra (21) imaju Mosovu tvrdoću najmanje 8.

[0080] Prema sedmom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do šest, sva tvrda jezgra (21) sastoje se od jednog od sledećih materijala, ili imaju najmanje jedan od sledećih materijala: dijamant; karbid; nitrid; borid; oksid.

[0081] Prema osmom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do sedam, promoter adhezije (22) se sastoji od jednog od sledećih materijala, ili ima najmanje jedan od sledećih materijala: metal; leguru; plastičnu masu; organski materijal.

[0082] Prema devetom aspektu, kompozitni nosač umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do osam, ima prvu glavnu stranu (1t) i drugu glavnu stranu (1b) okrenutu suprotno od prve glavne strane (1t), i sva tvrda jezgra (21) su raspoređena samo pri i/ili na prvoj glavnoj strani (1t), a ne pri i/ili na drugoj glavnoj strani (1b).

[0083] Prema desetom aspektu, kompozitni nosač umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do osam, ima prvu glavnu stranu (1t) i drugu glavnu stranu (1b) okrenutu suprotno od prve glavne strane (1t), i sva tvrda jezgra (21) su raspoređena bilo pri i/ili na prvoj glavnoj strani (1t), kao i pri i/ili na drugoj glavnoj strani (1b).

[0084] Prema jedanaestom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do deset, plastična masa je konstruisana kao plastični nosač (11). Pored toga, on se sastoji od netkanog materijala ili ima netkani materijal.

[0085] Prema dvanaestom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do jedanaest, pokrivenost površine, sa kompozitnim nosačem (1) obloženim tvrdim jezgrima (21) prečnika kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, iznosi od 5% do 70% osnovice (A1) kompozitnog nosača (1).

[0086] Prema trinaestom aspektu, kod umetka za povećanje trenja (3) prema jednom od aspekata jedan do dvanaest, najmanje za mnoštvo tvrdih jezgara (21) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm važi da promoter adhezije (22), pomoću

2

koga su tvrda jezgra (21) tog mnoštva vezana za kompozitni nosač (1), ne gradi kontinualni sloj, nego su, za bilo koji par tvrdih jezgara (21) tog mnoštva, razdvojena u parovima.

[0087] Četrnaesti aspekt se odnosi na postupak kojim se proizvodi umetak za povećanje trenja (3), koji je napravljen prema aspektu jedan do trinaest. Postupkom je obezbeđen kompozitni nosač (1), koji ima plastičnu masu (11), kao i najmanje jedno od stakla i keramike (12).

Takođe je obezbeđeno i više tvrdih jezgara (21), od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm. Tvrda jezgra (21) se nanose na kompozitni nosač (1), i pomoću termički i/ili hemijski aktiviranog promotera adhezije (22) koheziono vezuju za kompozitni nosač (1).

[0088] U postupku prema petnaestom aspektu, u postupku prema četrnaestom aspektu se promoter adhezije (22) termički aktivira zagrevanjem na temperaturu od najmanje 60°C.

[0089] U postupku prema šesnaestom aspektu, u postupku prema četrnaestom ili petnaestom aspektu se promoter adhezije (22) termički aktivira, izlaganjem tvrdih jezgara (21) obloženih promoterom adhezije (22) termičkoj plazmi (303) i/ili luku plazme (303).

[0090] U postupku prema sedamnaestom aspektu, u postupku prema četrnaestom ili petnaestom aspektu se promoter adhezije (22) termički aktivira, prethodnim oblaganjem tvrdih jezgara (1) promoterom adhezije (22), tako da je prisutno mnoštvo zrna (2) od kojih svako ima tvrdo jezgro (21) obloženo promoterom adhezije (22); i zagrevanjem zrna (2) pomoću zagrejanog valjka (201, 202) i pritiskanjem na kompozitni nosač (1), pri čemu se promoter adhezije (22) termički aktivira.

[0091] U postupku prema osamnaestom aspektu, u postupku prema jednom od aspekata četrnaest do šesnaest, suspenzija (401) koja sadrži promoter adhezije (22), tvrda jezgra (21) i rastvarač (402) koji aktivira promoter adhezije (22), nanosi se pomoću strugaljke (400) na kompozitni nosač (1), i zatim se suši.

[0092] U postupku prema devetnaestom aspektu, u postupku prema jednom od aspekata četrnaest do osamnaest, kod svakog od obezbeđenih zrna (2), promoter adhezije (22) kojim je obloženo dotično zrno (2) ima maseni udeo u masi dotičnog zrna (2), pri čemu je srednja vrednost tog masenog udela u opsegu od 5 mas. % do 80 mas. %, u slučaju metalnog promotera adhezije (22) poželjno u opsegu od 30 mas. % do 70 mas. %, i u slučaju promotera adhezije (22) od plastične mase poželjno u opsegu od 5 mas. % do 50 mas. %.

[0093] Dvadeseti aspekt se odnosi na postupak za uspostavljanje pritisne veze između prvog spojnog partnera (101) i drugog spojnog partnera (102). Pri tome, prvi spojni partner (101) i drugi spojni partner (102) se, dok je između njih raspoređen umetak za povećanje trenja (3) koji je konstruisan prema jednom od aspekata jedan do trinaest i/ili proizveden prema jednom od aspekata četrnaest do devetnaest, tako pritisnu jedan uz drugi, da je od mnoštva tvrdih jezgara (21) svako delimično utisnuto kako u prvog spojnog partnera (101), tako i u drugog spojnog partnera (102).

2

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Umetak za povećanje trenja, koji ima:

kompresibilni kompozitni nosač (1), koji ima:

staklo i/ili keramiku (12); kao i

plastični nosač konstruisan kao netkani materijal (11); i

više tvrdih jezgara (21), od kojih svako

- ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm; i

- pomoću promotera adhezije (22) je vezano za kompozitni nosač (1); i

pri čemu, nekomprimovani kompozitni nosač (1) ima debljinu (d1) u opsegu od 10 µm do 100 µm; i/ili umetak za povećanje trenja (3) kada je kompozitni nosač (1) nekomprimovan ima debljinu (d3) manju ili jednaku 420 µm.

2. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga je aritmetička sredina (<D21>) prečnika kugle ekvivalentne zapremine (D21) svih tvrdih jezgara (21) umetka (3) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, veća od debljine (d1) nekomprimovanog kompozitnog nosača (1).

3. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 2, kod koga

prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) svih tvrdih jezgara (21) umetka (3) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, ima aritmetičku sredinu (<D21>); od svih tvrdih jezgara (21) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm

- najviše 10% ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) koji je za više od 5 µm manji od aritmetičke sredine (<D21>); i

- najviše 10% ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) koji je za više od 5 µm veći od aritmetičke sredine (<D21>).

4. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga je aritmetička sredina (<D21>) prečnika kugle ekvivalentne zapremine (D21) svih tvrdih jezgara (21) umetka (3) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm, u opsegu od 8 µm do 150 µm, poželjno u opsegu od 15 µm do 100 µm.

2

5. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga od svih tvrdih jezgara (21) umetka koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm,

ona koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) manji od 35 µm grade prvi podskup;

ona koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) veći ili jednak 35 µm grade drugi podskup;

tvrda jezgra (21) iz prvog podskupa imaju prvi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine u opsegu od 10 µm do 30 µm; i

tvrda jezgra (21) iz drugog podskupa imaju drugi prosečni prečnik kugle ekvivalentne zapremine u opsegu od više od 30 µm do 145 µm.

6. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga sva tvrda jezgra (21) imaju Mosovu tvrdoću najmanje 8.

7. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga se promoter adhezije (22) sastoji od jednog od sledećih materijala, ili barem ima najmanje jedan od sledećih materijala: metal; leguru; plastičnu masu; organski materijal.

8. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga kompozitni nosač (1) ima prvu glavnu stranu (1t) i drugu glavnu stranu (1b) okrenutu suprotno od prve glavne strane (1t), pri čemu, sva tvrda jezgra (21) su raspoređena samo pri i/ili na prvoj glavnoj strani (1t), a ne pri i/ili na drugoj glavnoj strani (1b).

9. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga kompozitni nosač (1) ima prvu glavnu stranu (1t) i drugu glavnu stranu (1b) okrenutu suprotno od prve glavne strane (1t), pri čemu, sva tvrda jezgra (21) su raspoređena bilo pri i/ili na prvoj glavnoj strani (1t), kao i pri i/ili na drugoj glavnoj strani (1b).

10. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga pokrivenost površine kojom je obložen kompozitni nosač (1) sa tvrdim jezgrima (21), čiji prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) je najmanje 8 µm, iznosi od 5% do 70% osnovice (A1) kompozitnog nosača (1).

11. Umetak za povećanje trenja prema zahtevu 1, kod koga za mnoštvo tvrdih jezgara (21) koja imaju prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm važi da promoter adhezije (22), pomoću koga su tvrda jezgra (21) tog mnoštva vezana za kompozitni nosač (1), ne gradi kontinualni sloj, nego su, za bilo koji par tvrdih jezgara (21) tog mnoštva, razdvojena u parovima.

12. Postupak kojim se proizvodi umetak za povećanje trenja (3) sa kompozitnim nosačem (1), koji ima:

staklo i/ili keramiku (12); kao i

plastični nosač konstruisan kao netkani materijal (11); i

više tvrdih jezgara (21), od kojih svako

- ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm; i

- pomoću promotera adhezije (22) je vezano za kompozitni nosač (1); i

pri čemu, nekomprimovani kompozitni nosač (1) ima debljinu (d1) u opsegu od 10 µm do 100 µm; i/ili umetak za povećanje trenja (3) kada je kompozitni nosač (1) nekomprimovan, ima debljinu (d3) manju ili jednaku 420 µm;

pri čemu postupak ima sledeće korake:

obezbeđivanje kompozitnog nosača (1), koji ima:

staklo i/ili keramiku (12); kao i

plastičnu masu (11);

obezbeđivanje više tvrdih jezgara (21), od kojih svako ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm;

nanošenje tvrdih jezgara (21) na kompozitni nosač (1); i

koheziono vezivanje tvrdih jezgara (21) sa kompozitnim nosačem (1) pomoću termički i/ili hemijski aktiviranog promotera adhezije (22).

13. Umetak za povećanje trenja prema jednom od prethodnih zahteva, kod koga kompozitni nosač (1) ima poroznost najmanje 15%, posebno od 30% do 70%.

14. Postupak prema zahtevu 12, kod koga je svako od tvrdih jezgara (21) obloženo promoterom adhezije (22) i sa njim gradi zrno (2), pri čemu za svako od zrna (2) promoter adhezije (22) kojim je obloženo dotično zrno (2) ima maseni udeo u masi dotičnog zrna (2), pri čemu je aritmetička sredina tog masenog udela u opsegu od 5 mas. % do 80 mas. %, u

2

slučaju metalnog promotera adhezije (22) poželjno u opsegu od 30 mas. % do 70 mas. %, i u slučaju promotera adhezije (22) od plastične mase poželjno u opsegu od 5 mas. % do 50 mas. %.

15. Postupak za uspostavljanje pritisne veze između prvog spojnog partnera (101) i drugog spojnog partnera (102) uz primenu umetka za povećanje trenja (3), koji ima:

staklo i/ili keramiku (12); kao i

plastični nosač konstruisan kao netkani materijal (11); i

više tvrdih jezgara (21), od kojih svako

- ima prečnik kugle ekvivalentne zapremine (D21) od najmanje 8 µm; i

- pomoću promotera adhezije (22) je vezan za kompresibilni kompozitni nosač (1); i pri čemu, nekomprimovani kompozitni nosač (1) ima debljinu (d1) u opsegu od 10 µm do 100 µm; i/ili umetak za povećanje trenja (3) kada je kompozitni nosač (1) nekomprimovan, ima debljinu (d3) manju ili jednaku 420 µm; i

pri čemu, u postupku prvi spojni partner (101) i drugi spojni partner (102) se, dok je između njih raspoređen umetak za povećanje trenja (3), tako pritisnu jedan uz drugi, da je od mnoštva tvrdih jezgara (21) svako delimično utisnuto kako u prvog spojnog partnera (101), tako i u drugog spojnog partnera (102).

2