DE3810626A1 - Maschinenelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Maschinenelement zur thermischen Steuerung der Reibungskraft enthaltend eine flüssigkristalline Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkristalline Phase mindestens eine Verbindung der Formel I enthält

R¹-A-(Z¹A¹) _l -(Z²A²) _m -(Z³A³) _n -R² (I)

worin

R¹ und R² jeweils eine unsubstituierte oder substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -CHOH-, -CHCN-, -OOC-, -COO-, -CH=CH- und oder -C≡C- ersetzt sein können, eine Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei CF₂-Gruppen durch -O-, -CHF-, -CH₂- und/oder -CHOH- und/oder eine CF₃-Gruppe durch -CF₂H- oder -CH₂OH- ersetzt sein können,
R² auch H, F, Cl, -CN oder -COOH,
A, A¹, A², A³ jeweils unsubstituiertes oder durch ein bis zwei CN-Gruppen, F- oder Cl-Atome substituiertes 1,4-Phenylen, worin auch eine oder zwei CH- Gruppen durch N-Atome ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei CH₂-Gruppen durch O-Atome oder CHF- oder CF₂-Gruppen ersetzt sein können und 1,4-Bicyclo[2.2.2]octylen,
Z¹, Z², Z³ jeweils -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OOC-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -CH=CH-, -C≡C- oder die Einfachbindung und
l, m, n jeweils 0 oder 1
bedeuten, und Maschinenelemente, die Mischungen aus Verbindungen der Formel I enthalten, sowie Maschinenelemente, die als Mischungs­ komponenten eine oder mehrere Verbindungen der Formel I enthalten, und die Verwendung der Verbindung der Formel I als Komponenten flüssig­ kristalliner Phasen für thermisch steuerbare Maschinenelemente.

Die Bewegung fester Körper innerhalb von Maschinen sowie die Bewegung einer Maschine gegenüber einer festen Unterlage werden mitbestimmt durch die Reibung, die zwischen den beteiligten Körpern jeweils anzu­ setzen ist. Dabei ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob die Körper aufeinander gleiten oder aufeinander abrollen. Die Größe der Gleit­ reibung ist davon abhängig, ob die Körper direkt aufeinander gleiten oder vollständig durch ein Schmiermittel voneinander getrennt sind. Im ersten Fall spricht man von trockener, im zweiten von flüssiger Reibung. Eine sog. halbflüssige Reibung tritt auf, wenn der Schmierfilm nicht vollständig ausgebildet ist. Gleitreibung erfolgt grundsätzlich auch in Wälzlagern zwischen den abrollenden Wälzkörpern und ihren Führungs­ elementen. Es ist elementar, die Reibungsverluste in Lagern durch die Wahl eines geeigneten Schmiermittels gering zu halten. Es sind heute eine Vielzahl flüssiger Schmierstoffe - zumeist sind es organische Verbindungen - in Gebrauch. Ebenso elementar ist es, durch Auswahl der Werkstoffe für eine hohe Reibungskraft zu sorgen, wenn ein Kupplungs- oder Bremsvorgang ermöglicht werden soll.

Seit etwa 40 Jahren gibt es Bemühungen, die Viskosität von Schichten aus kolloidalen Lösungen zwischen festen Körpern durch ein angelegtes elektrisches Feld zu verändern. So ist es beispielsweise möglich, zwischen einer weitgehend reibungsverlustfreien Bewegung und einer Brems- bzw. Kupplungswirkung zu entscheiden. Diese Arbeiten werden unter dem Begriff Elektrorheologie zusammengefaßt (J. E. Stangroom, Electrorheological Fluids, Phys. Technl. Bd. 14, S. 290-296 (1093)).

Manche organischen Verbindungen gehen beim Erwärmen nicht direkt von der kristallinen in die isotrop-flüssige Phase über, sondern durch­ laufen innerhalb eindeutig begrenzter Temperaturbereiche eine oder mehrere zusätzliche Phasen. Diese Phasen haben anisotrope physikalische Eigenschaften, wie es bei Kristallen beobachtet wird, lassen sich aber zugleich wie gewöhnliche isotrope Flüssigkeiten bewegen. Die von länglich geformten Molekülen gebildeten Phasen werden auch als rod­ like ode calamitische Phasen bezeichnet. Anders als in der völlig ungeordneten isotropen Phase herrscht hier eine Fernordnung der Orien­ tierung. In den nematischen Phasen bisher bekannter niedermolekularer Verbindungen können die Moleküle frei um ihre Längsachse rotieren.

Eng verwandt mit der nematischen ist die cholesterische Phase, die von optisch aktiven langgestreckten Molekülen gebildet wird oder die durch Zugabe von optisch aktiven Verbindungen zu nematischen Verbindungen erhalten wird. Für die voliegende Erfindung sind cholesterische Phasen im Begriff der nematischen Phase eingeschlossen. Durch inter­ molekulare Wechselwirkungen können parallel ausgerichtete stäbchen­ förmige Moleküle zu Schichten zusammengefügt und diese mit jeweils gleichen Abständen im Raum angeordnet werden. Diese Schichtstruktur ist typisch für die smektische Phasen. Es können verschiedene smektische Phasen auftreten, die sich durch die Anordnung ihrer Bausteine innerhalb der Schichten unterscheiden. Die Schwerpunkte der Moleküle innerhalb einer Schicht können statistisch (z. B. bei der smektischen A- und der smektischen C-Phase (abgekürzt S_A- und S_C- Phase)) oder regelmäßig (z. B. bei der S_B-Phase) angeordnet sein. Die Bezeichnung der Phasen erfolgt etwa in der Reihenfolge ihrer Entdeckung. Man kennt heute die smektischen Phasen S_A bis S_K. Die Merkmale solcher calamitischer Phasen sind beschrieben (G. W. Gray, J. W. Goodby, Smectic Liquid Crystals, Leonard Hill, Glasgow, 1984). Die Verwendung von organischen Materialien mit thermotropen flüssigkristallinen Phasen als Schmiermittel für Laufwerke von Uhren wurde bereits ver­ sucht, allerdings wurden keine Phasenänderungen zur Steuerung von Reibungskräften beschrieben (EP 00 92 682).

Herkömmliche Schmierstoffe sind zur Steuerung der Reibungskraft zwischen zwei gegeneinander beweglichen festen Körpern wenig geeignet, weil keine einfache Möglichkeit bekannt ist, durch Einwirkung eines äußeren Einflusses ihre Viskosität schnell und reversibel zu verändern. Auch die elektrorheologischen Flüssigkeiten sind bisher nicht einsetz­ bar, weil sie zur Sedimentation neigen. Ferner unterliegen die beweg­ ten Maschinenteile einem Abrieb. Allgemein ist die Realisierung hoher elektrischer Feldstärken zwischen beweglichen, elektrisch leitenden Maschinenteilen ohne Kurzschlüsse nicht einfach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, in technisch einfacher Weise die Änderung der zwischen zwei gegeneinander bewegten festen Körpern innerhalb eines Maschinenelements wirksamen Reibungskraft zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß zwischen die gegeneinander beweglichen Körper eines Maschinenelements eine fluide Schicht aus einer Verbindung der Formel I oder einer Mischung von Verbindungen der Formel I oder einer Mischung, enthaltend mindestens 5 Gewichtsprozent an Verbindungen der Formel I, gebracht wird und durch Erniedrigung der Temperatur der fluiden Schicht ein Übergang von einer isotropen oder nematischen Phase in eine smektische Phase oder von einer smektischen Phase in eine andere smektische Phase bzw. durch Erhöhung der Temperatur ein Übergang von einer smektischen Phase in eine nematische oder isotrope Phase (abgekürzt mit N und I) oder von einer smektischen Phase in eine andere smektische Phase herbeigeführt wird. Typische Phasenübergänge, die in solchen Maschinenelementen herbeigeführt werden, sind: N-S_A, N-S_B, N-S_C, I-S_A, I-S_B, I-S_C, S_A-S_B, S_A-S_C und S_B-S_E. Erschwert wird die Aufgabe dadurch, daß sich die Reibungskräfte, die sich in kompliziert strömenden, anisotropen Medien einstellen, nicht vorausberechnen lassen und nicht angebbar ist, welche der zahlreichen Viskositätskoeffizienten ausschlaggebend sind.

Es wurde gefunden, daß sich erfindungsgemäße Maschinenelemente mit Verbindungen der Formel I oder Mischungen von Verbindungen der Formel I oder Mischungen, enthaltend mindestens 5 Gewichtsprozent an Verbindungen der Formel I, herstellen lassen.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Maschinenelement enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formel I zur thermischen Steuerung der Reibungskraft. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwen­ dung der Verbindungen der Formel I als Komponenten flüssigkristalliner Phasen zur thermischen Steuerung der Reibungskraft in Maschinenele­ menten.

Eingeschlossen in der vorliegenden Erfindung sind Maschinenelemente, die sich mehrfach abgestufte Änderungen der Reibungskraft zunuzte machen, wenn bei steigender oder fallender Temperatur in der fluiden Schicht mehrere Phasenumwandlungen hintereinander durchlaufen werden. Durch Auswahl der eingesetzten Verbindungen und die Wahl ihrer Anteile in Mischungen können Phasenfolge und Temperaturintervalle der Phasen in weiten Temperaturbereichen eingestellt werden. Typische Phasen­ abfolgen sind N-S_A-S_B, I-S_A-S_B, I-S_C-S_B, I-S_A-S_C-S_B, N-S_A-S_C-S_B und S_A-S_C-S_G.

Ebenfalls eingeschlossen in der vorliegenden Erfindung sind Maschinen­ elemente, deren fluide Schichten aus Verbindungen oder Mischungen aus Verbindungen bestehen, die sog. Reentrant-Phasen bilden, also bei Temperaturerhöhung z. B. die Phasenabfolge N-S_A-N oder I-S_A-N durchlaufen, wobei der Existenzbereich z. B. der S_A-Phase oberhalb des Temperaturintervall einer nematischen Phase liegt. Die Existenz solcher Flüssigkristalle ist beschrieben (L. Longa, W. H. de Jeu, Phys. Rev. A26, 1632 (1982)).

Die Bedeutung der Abkürzungen R¹, R², A, A¹, A², A³, Z¹, Z², Z³, l, m und n ist die oben aufgeführte und wird im gesamten Text beibehalten. Die ringförmigen Strukturelemente der Formel I A, A¹, A² und A³ werden wie folgt vereinfacht: PE steht für eine 1,4-Phenylengruppe, CY für eine 1,4-Cyclohexylengruppe und BO für eine 1,4-Bicyclo[2.2.2.]octylengruppe.

Die Verbindungen der Formel I umfassen also Verbindungen der Teil­ formeln Ia, Ib, Ic, Id:

R¹-A-R² (Ia)

R¹-A-Z¹-A¹-R² (Ib)

R¹-A-Z¹-A¹-Z²-A²-R² (Ic)

R¹-A-Z¹-A¹-Z²-A²-Z³-A³-R² (Id)

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel Ib. In den Formeln Ib, Ic und Id bedeuten die Gruppen Z¹, Z² und Z³ vorzugsweise Einfach­ bindungen, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO- oder -OOC-.

Die Verbindungen der Formel Ia umfassen die der bevorzugten Teilfor­ meln Iaα und Iaβ.

R¹-PE-R² (Iaα )

R¹-CY-R² (Iaβ )

Formel Ib umfassen die der bevorzugten Teilformeln Ibα bis Ibγ:

R¹-PE-Z¹-PE-R² (Ibα )

R¹-CY-Z¹-CY-R² (Ibβ )

R¹-BO-Z¹-BO-R² (Ibγ )

Darunter sind die Verbindungen der Teilformel Ibβ besonders bevorzugt.

Die Verbindungen der Formel 1c umfassen die der bevorzugten Teil­ formel 1cα bis 1cε:

R¹-PE-Z¹-PE-Z²-PE-R² (1ca )

R¹-CY-Z¹-PE-Z²-PE-R² (1cβ )

R¹-CY-Z¹-CY-Z²-PE-R² (1cγ )

R¹-CY-Z¹-CY-Z²-CY-R² (1cδ )

R¹-PE-Z¹-CY-Z²-PE-R² (1cε )

Darunter sind die Verbindungen der Teilformel Icβ und 1cε besonders bevorzugt.

Die Verbindungen der Formel 1d umfassen die bevorzugten Teilformeln Idα bis Idδ:

R¹-PE-Z¹-PE-Z²-PE-Z³-PE-R² (1dα )

R¹-CY-Z¹-PE-Z²-PE-Z³-PE-R² (1dβ )

R¹-CY-Z¹-PE-Z²-PE-Z³-CY-R² (1dγ )

R¹-CY-Z¹-CY-Z²-CY-Z³-CY-R² (1dδ )

Darunter sind die Verbindungen der Teilformel Idβ besonders bevorzugt.

Die Reste R¹ und R² in den Teilformeln der Formel I sind vorzugsweise Alkyl, Alkyloxy oder Perfluoralkyl, für R² sind außerdem die Carbonitrilgruppe und ein Fluoratom bevorzugt.

A, A¹, A² und A³ sind vorzugsweise CY, PE oder BO. Die Alkylreste in den Resten R¹ und R² können unverzweigt oder verzweigt sein. Vorzugsweise sind sie unverzweigt und bedeuten Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl oder Octadecyl. Die Perfluoralkylreste in den Resten R¹ und R² der Teilformeln der Formel I können unverzweigt oder verzweigt sein. Vorzugsweise sind sie unverzweigt und bedeuten Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Heptafluorpropyl, Nonafluorbutyl, Undecafluorpentyl, Tridecafluorhexyl, Pentadecafluorheptyl, Heptadecafluoroctyl, Nonadecafluornonyl, Heneicosafluordecyl, Tricosafluorundecyl oder Pentacosafluordodecyl.

Die Verbindungen der Formel I sind teilweise noch nicht beschrieben. Sie werden nach allgemein bekannten Methoden hergestellt. Sie sind beispielsweise der Reihe Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, zu entnehmen.

Verbindungen der Formel I können eines oder mehrere asymmetrische C- Atome enthalten. In diesem Fall werden von der Formel I neben optisch aktiven Enantiomeren auch Enantiomerengemische und Racemate umfaßt.

Die ansich stabilen Verbindungen der Formel I können zur Verlangsamung von Autoxidationsreaktionen, die bei Luftzutritt in bei hohen Tem­ peraturen betriebenen Maschinenelementen stattfinden, bis zu 1 Ge­ wichtsprozent eines Antioxidants, wie Hydrochinon oder 2,6-Di-tert.- butyl-4-methylphenol enthalten.

Die erfindungsmäßigen Mischungen nach Anspruch 2 enthalten zwei bis 15, vorzugsweise 2 bis 5 Verbindungen der Formel I.

Die erfindungsmäßigen Mischungen nach Anspruch 3 enthalten 5 bis 99,9 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 99 Gewichtsprozent einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I. Die zusätzlichen Komponenten solcher Mischungen können cyclische und nichtcyclische Kohlenwasserstoffe, die einen bis fünf gleiche oder verschiedene Reste aus der Gruppe

-OH, -F, -Cl, -CN,

enthalten oder unsubstituiert sind, flüssigkristalline Haupt- oder Seitenkettenpolymere (beschrieben von H. Finkelmann in Thermotropic Liquid Crystals, John Wiley & Sons, New York 1987, S. 145-170) oder die o. g. Antioxidantien sein.

Günstig für die Anwendung von Verbindungen der Formel I und ihren Mischungen in dem erfindungsmäßigen Maschinenelement ist die Tat­ sache, daß die Übergänge zwischen verschiedenen flüssigkristtallinen Phasen sowie zwischen flüssigkristallinen Phasen und der isotropen Phase mit nur geringen zeitlichen Verzögerungen erfolgen. Metastabile Phasen durch Unterkühlung, wie sie beim Übergang von der flüssigen zur kristallinen Phase nichtmesomorpher Verbindungen auftreten, können also ausgeschlossen werden, wenn die Anordnung oberhalb der Kristalli­ sationstemperatur betrieben wird. Diese Temperatur kann durch Verwendung von eutektischen oder nichteutecktischen Mischungen von Verbindungen mit flüssigkristallinen Phasen ausreichend tief eingestellt werden. Ein weiterer günstiger Aspekt ist, daß bei den Phasenübergängen isotrop - flüssigkristallin oder flüssigkristallin - flüssigkristallin im Vergleich zu den Schmelzenthalpien nur geringe Übergangsenthalpien anzusetzen sind.

Die Wahl der Wärmezu- bzw. Wärmeabfuhr hängt von der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb einer Maschine ab. Die Übertragung von Wärmeenergie von der Oberfläche der metallischen oder nichtmetallischen gegeneinander beweglichen Körper auf die fluide Schicht kann durch Konvektion mittels einer Flüssigkeit oder einem Gas erfolgen. Möglich ist ferner die Wärmezufuhr durch elektrische Widerstandsheizung, durch elektromagnetische Wellen, wenn mindestens einer der gegeneinander beweglichen Körper transparent ist, oder durch ein elektrisches Wechselfeld zwischen zwei elektrisch leitenden Körpern erfolgen. Die Abführung von Wärmeenergie aus der fluiden Schicht kann durch eine Kühlflüssigkeit oder ein Gas erfolgen. Auch die Abführung durch Wärmestrahlung allein ist möglich. Darüberhinaus kann in besonderen Fällen Wärmeenergie durch Peltier-Elemente abgeführt werden.

Wird in der unterhalb der jeweiligen Umwandlungstemperatur befind­ lichen Schicht ausreichende Reibungswärme erzeugt und dabei für eine schlechte Wärmeabführung gesorgt, so erfolgt die Phasenumwandlung ohne Heizung.

Die in der flüssigkristallinen Masse eines erfindungsmäßigen Maschinen­ elements auftretenden Reibungskräfte hängen von der Ausrichtung der Moleküle gegenüber der Richtung der Bewegung der festen Körper des Elementes ab. Diese Ausrichtung kann durch Vorbehandlung der Körper­ oberflächen durch Reiben in einer Vorzugsrichtung oder durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem organischen oder anor­ ganischen Material beeinflußt werden.

Das erfindungsmäßige Maschinenelement kann als Kupplung, Bremse, mechanische Überlastungssicherung, hydraulisches Dämpfungselement oder Element zur hydraulischen Kraftübertragung (die beiden letzteren Maschinenelemente lassen sich unter dem Begriff hydraulische Vorrich­ tung zusammenfassen) verwendet werden. Ebenso ist eine Verwendung als Gleitlager mit einer für den vorgesehenen Anwendungszweck einstellbaren Abhängigkeit der Verlustreibung von der Temperatur möglich. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Einsparung von mechanischer Energie, weil bei niederen Drehfrequenzen in einem Radial- oder Axiallager eine hohe effektive Viskosität und somit eine niedrigere Übergangsdrehfrequenz n _ü von der halbflüssigen Reibung zur flüssigen Reibung gewählt werden kann. Wird die Drehfrequenz erhöht, so kann die Temperatur durch die Reibungswärme allein oder durch zusätzliche Zuführung von Wärmeenergie soweit angehoben werden, daß ein Übergang zu einer Phase mit einer niedrigeren effektiven Viskosität erfolgt. Die Zusammenhänge zwischen Reibungsverlust, Viskosität und n _ü sind bekannt (R. Stribeck, VDI-Zeitschr. Bd. 46, S. 1341 (1902).

Die vorliegende Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise die Herbeiführung einer Änderung der zwischen zwei gegeneinander bewegten festen Körpern wirksamen Reibungskraft. Ein erfindungsmäßiges Ma­ schinenelement zeichnet sich durch besonders einfachen und störungs­ unanfälligen Aufbau aus und benötigt keine, den Verschleiß fördernde kolloidalen Lösungen. Ferner läßt sich mit ihm eine beträchtliche Energieeinsparung erzielen. Die Verbindung der Formel I und die mit ihnen hergestellten Mischungen sind hierzu wegen ihrer Stabilität und der Möglichkeit, mit ihnen innerhalb weiter Temperaturbereiche geeignete Phasenübergänge einzustellen, hervorragend geeignet.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Das Reibungsmoment (Reibungskraft · Hebelarm) ist dasjenige Drehmoment in N · m, das aufgewendet werden muß, um eine bestehende Drebewegung aufrechzuerhalten. Seine Bestimmung erfolgt über die Messung der Verlustleistung in der dem Fachmann bekannten Weise.

Beispiel 1

Ein Maschinenelement (Fig. 1), dessen Funktion wahlweise die eines Gleitlagers oder die einer effektiven Bremse sein kann, besteht aus einer ummantelten und temperierbaren Schliffhülse (1) aus Duranglas und einer auf einer Länge von 70 mm geführten Welle (2) mit einem Durchmesser von 10 mm, ebenfalls aus Duranglas (Hersteller Schott Glaswerke, Mainz). Die Welle wird über ein Stück dickwandigen Gummi­ schlauch mit einem Antriebsaggregat verbunden (in Fig. 1 nicht auf­ geführt), das mit einer Meßvorrichtung ausgestattet ist, die die auf das Maschinenelement entfallende Verlustleistung in Abhängigkeit von der Drehfrequenz der Welle zu messen gestattet. (4) ist eine Haltevor­ richtung. Vor Inbetriebnahme werden die getrennten Schliffelemente mit heißer Luft erwärmt und mit einer ausreichenden Menge von

trans, trans-4-Ethoxy-4′-butyl-bicyclohexyl
(Übergang S_B nach isotrop bei 51°C)
bestrichen, so daß sich beim Zusammenführen ein luftblasenfreier Film auf der gesamten Reibungsfläche bildet. Durch den Mantel wird Paraffinöl mit einer Temperatur von 56°C geleitet und die Welle mit 1 Hz gedreht. Das Reibungsmoment der Gleitvorrichtung ergibt sich zu 4 · 10^-4 N · m. Nun wird Paraffinöl mit einer Temperatur von 44°C mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml · s^-1 eingespeist. Nach 30 s wird ein Reibungsmoment von 2 · 10^-1 N · m gemessen. Nach Anheben der Öltemperatur auf 56°C stellt sich der ursprüngliche Wert des Rei­ bungsmomentes wieder ein. Analog werden verwendet (Angabe der Temperaturen, die zur Änderung des Reibungsmomentes durchlaufen werden müssen in °C):

trans, trans-4-Methoxy-4′-pentyl-bicyclohexyl
29
trans, trans-4,4′-Dipentyl-bicyclohexyl	110
trans, trans-4-(2-Cyanoethyl)-4′-pentyl-bicyclohexyl	30/109
trans, trans-4-(2-Cyanobutyl)-4′-pentyl-bicyclohexyl	80

4,4′-Dipentyl-bipenyl|52
4-Heptyl-4′-propyl-biphenyl	51
4-Hexyl-4′-hexyloxy-biphenyl	68/84
4′-Octyloxy-biphenyl-4-carbonsäureethylester	88/96/112
4-Pentyl-4′-(propinyl-1)-biphenyl	83
4′-Decyl-biphenyl-4-carbonsäure	247

1,2-Bis[trans-4-pentylcyclohexyl)ethan
109
1,2-Bis[trans-4-ethylcyclohexyl]ethan	29

4,4′-Diethyl-bicyclo[2.2.2]octan

209

4-trans-(4-Pentylcyclohexyl)-2-hydroxyethyl-benzol|59/73

4-Hexylphenyl-4-trifluormethoxybenzoat
110
4-Heptadecafluoroctylphenyl-4-cyanophenylbenzoat	145

1,2-Bis[4-butylphenyl]cyclohexan
107
1,2-Bis[4-dodecylphenyl]cyclohexan	109

trans-1,4-Bis[4-pentylphenoxymethyl]cyclohexan

4,4′-Bis[trans-4-pentylcyclohexyl]biphenyl|247/275

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 64,5 Gewichtprozent 4,4′-Dipentyl-bicyclo[2.2.2]octan und 35,5 Gewichtsprozent 1,2-Bis[trans-4-pentylcyclohexyl]ethan hat eine Übergangstemperatur von 168°C zwischen einer S_B- und einer I- Phase und kann in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise zur thermi­ schen Änderung des Reibungsmomentes herangezogen werden.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 42,2 Gewichtsprozent 4′-Hexyloxy-biphenyl-4-carbonitril und 57,8 Gewichtsprozent 4-(trans-4-Oxtylcyclohexyl)-1-(2-cyano= ethenyl)benzol durchläuft beim Abkühlen die Phasenfolge N-S_A-N. In einem Maschinenelement nach Beispiel 1 wird unterhalb von 19°C ein kleineres Reibungsmoment gemessen als oberhalb dieser Temperatur.

Claims (4)

1. Maschinenelement zur thermischen Steuerung der Reibungskraft ent­ haltend eine flüssigkristalline Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkristalline Phase mindestens eine Verbindung der Formel I enthält R₁-A-(Z¹A¹) _l -(Z²A²) _m -(Z³A³) _n -R² (I)worin
R¹ und R² jeweils eine unsubstituierte oder substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -CHOH-, -CHCN-, -OOC-, -COO-, -CH=CH- und oder -C≡C- ersetzt sein können, eine Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei CF₂-Gruppen durch -O-, -CHF-, -CH₂- und/oder -CHOH- und/oder eine CF₃-Gruppe durch -CF₂H- oder -CH₂OH- ersetzt sein können,
R² auch H, F, Cl, -CN oder -COOH,
A, A¹, A², A³ jeweils unsubstituiertes oder durch ein bis zwei CN-Gruppen, F- oder Cl-Atome substituiertes 1,4-Phenylen, worin auch eine oder zwei CH- Gruppen durch N-Atome ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei CH₂-Gruppen durch O-Atome oder CHF- oder CF₂-Gruppen ersetzt sein können und 1,4-Bicyclo[2.2.2]octylen,
Z¹, Z², Z³ jeweils -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OOC-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -CH=CH-, -C≡C- oder die Einfachbindung und
l, m, n jeweils 0 oder 1
bedeuten.

2. Maschinenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der flüssigkristallinen Phase um ein Gemisch mehrerer Ver­ bindungen der Formel I handelt.

3. Maschinenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkristalline Phase aus einem Gemisch besteht, dessen Gesamt­ anteil an Verbindungen der Formel I mindestens 5 Gewichtsprozent beträgt.

4. Verwendung der Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1 als Komponenten flüssigkristalliner Phasen thermisch steuerbarer Maschinenelemente.