DE934381C

DE934381C - Reibungskupplung oder -bremse

Info

Publication number: DE934381C
Application number: DEO1406A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Obermoser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-01-21
Filing date: 1951-01-21
Publication date: 1955-10-20

Description

Reibungskupplung oder -bremse Reibungskupplungen oder -bremsen, bei denen unter der Wirkung der Kupplungs- bzw. Bremskräfte stehende, aufeinander gleitende Flächen ein Moment erzeugen, leiden bisher ganz allgemein unter dem Nachteil einer mehr oder weniger großen Unzuverlässigkeit dieser Reibungserzeugung. Auch mit den Reibbelägen, wie sie seither zur Ausgestaltung völlig trocken arbeitender Reibflächen Anwendung finden, gelingt es nicht, Reibungsverhältnisse wirklich präzisen Charakters zu schaffen. Diese zu erreichen, ist Gegenstand der Erfindung.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen allein die Oberflächenbeschaffenheit der Reibflächen für den Wert des Reibungskoeffizienten maßgebend wird. Die bisher verwendeten Reibbeläge haben mehr oder weniger die Eigenschaft, die Flächen ganz oder teilweise anfressen zu lassen oder zum mindesten mehr oder weniger aufzurauhen. Die daraus entspringende, fortwährend im Fluß befindliche Umgestaltung der Oberflächenbeschaffenheit macht von vornherein das Auftreten eines konstanten Reibungskoeffizienten unmöglich, ganz abgesehen von der zugehörigen Abnutzung, die bisher dazu gezwungen 'hat, mit ,relativ kleinen Flächendrücken zu arbeiten( und an den Reibbelägen ein entsprechend großes. Verschleißvolumen vorzusehen.
Da eine Schmierung - abgesehen von ihrer Sinnwidrigkeit - wegen der Inkonstanz, die durch das Schmiermittel neu, hineingetragen wird (gleichgültig, ob es sich dabei um flüssige oder halbflüssige Reibung handelt) zu verwerfen ist, so liegt die Lösung darin, ein Reibmaterial zu verwenden, das die Oberflächentrotz ungewöhnlich hoher Flächendrücke nicht mehr aufrauht, sondern im Polierzustande arbeiten läßt. Wenn so der Reibvorgang gewissermaßen zu einem Poliervorgang wird, dann läßt sich ein stationärer Endzustand der Oberflächenbeschaffenheit erreichen, der unverändert bestehenbleibt, da die Flächen schließlich nicht polierter als poliert werden können.
Physikalisch gesehen bedeutet dies, daß die Reibungserzeugung an Flächen geschieht, deren Oberflächenstruktur die schließlich als Ergebnis eines nicht mehr spanabhebenden Poliervorganges auftretende Veränderung erfahren hat, die vorwiegend als feinstkristallin bezeichnet zu werden pflegt. Wird gegen eine solche metallische Oberfläche ein an ihr nicht mehr spanabhebend wirkender Reibkörper unter hohen Flächendrücken angepreßt, dann graben sich die Kriställchen als zahllose submikroskopische Zähnchen in die Molekülketten des Reibkörpers, so daß eine Verzahnung entsteht, in der die beiden Oberflächen der Reibpaarung, sich bis zu einem gewissen Grade gegenseitig durchdringend, kraftübertragend zusammengreifen. Diese gegenüber dem beiderseitigen Grundmaterial zu elastischen Deformationen befähigte Reibpaarung vermag nun im Gleitvorgang eine elastische Deformationsarbeit zu leisten, die dann als Reibkraft in Erscheinung tritt.
Bei dieser Art der Reibungserzeugung wird einmal der Reibungskoeffizient weitgehend konstant, zum anderen wird auch noch der Verschleiß auf den Kleinstwert herabgesetzt, wie er zu einem Poliervorgang gehört. Bei dem durch die starke Pressung zwischen den beiden Hälften bestehenden innigen Kontakt und dem Umstand, daß ein nichtmetallischer Reibbelag, gemessen an der hohen Wärmeleitfähigkeit des Metalls, praktisch einen Wärmeisolator darstellt, wird dabei die Reibungswärme fast ausschließlich vom Metall aufgenommen.
Die neuen Maßnahmen seien in der erfindungsgemäß besonders vorteilhaften Anwendung relativ kleiner Reibkörper an Hand des Beispiels einer Innenbackenbremse in der Abbildung näher erläutert. Diese zeigt im Schnitt senkrecht zur Rotationsachse schematisch den einen von zwei im Innern des metallischen Reibkranzes I, an dessen zylindrischer Innenfläche sich der Reibvorgang abspielt, gleichartig angeordneten Bremsbacken 2, der sich etwa über einen Halbkreis erstreckt. Er ist symmetrisch mit Bezug auf eine durch die Rotationsachse gehende Ebene gestaltet, in -der die Wirkungslinie der den Anpreßdruck hervorrufenden Kraft K verläuft, die, am Bolzen 3 angreifend, radial nach außen gerichtet ist. Dieser Bolzen 3, der am Bremsbacken 2 drehbar eingesetzt ist, nimmt zugleich auch die resultierende Reibkraft P auf, indem er sich an der festen Anschlagfläche 4 abstützt, die um den Winkel ß geneigt ist. Die Kraft K wirkt dabei nicht auf einen Reibbelag, der sich, wie bekannt, längs des gesamten Außenumfanges des Reibbackens :2 nahezu über den Halbkreis erstreckt, sondern auf jeder Seite ihrer Wirkungslinie jeweils auf einen längs des Umfanges nur verhältnismäßig schmalen, im wesentlichen im Punkt B angreifenden Reibkörper 5, der dafür in der Achsrichtung beliebig lang sein kann. Dadurch wird bewirkt, daß die Reibungserzeugung an den Reibbelägen 5 völlig eindeutig wird, so daß auf Grund der mit der erfindungsgemäßen Reibungserzeugung erzielbaren Konstanz im Auftreten des Reibungskoeffizienten die Aufgabe, präzise Verhältnisse zu schaffen, gelöst ist.
Während man bei den bisherigen Reibbelägen durch den Einbau von Drahtgeweben, Einbringen von Metallspänen, Metallpulver od. dgl. durch Verschleiß einen hohen Reibungskoeffizienten zu erzielen trachtete, sieht die Erfindung für ihre polierte Gegenfläche, sei es um sie erst zu schaffen oder um sie nur aufrechtzuerhalten, die Anwendung von Poliermitteln vor, wie z. B. Polierrot, Wiener Kalk od. dgl. Das Poliermittel kann in beliebiger Zusammensetzung und mit beliebigen Bindemitteln, etwa dem Grundmaterial des Reibkörpers, gleich beigemischt und die Reibbeläge damit z. B. in beliebiger Form, etwa in einem Preßverfahren mit oder ohne Wärmebehandlung hergestellt werden. Der Reibbelag könnte auch unter Einfügung ausgesprochener Polierzonen in mehrere Zonen aufgeteilt werden.
Es bleibt auch unbenommen, z. B. bei einer Anordnung nach der Abbildung nur einen oder einige der Reibkörper 5 mit besonderen Poliereigenschaften auszustatten, während die übrigen Reibkörper nur-.die Eigenschaft haben müßten, die erzeugte Oberflächenstruktur nicht zunichte zu machen. Schließlich können auch Filzpolster od. dgl. vorgesehen werden, die die Flächen von unerwünschtem Staub freifegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Reibungskupplung oder -bremse, insbesondere Innenbackenkupplung bzw. -bremse, dadurch gekennzeichnet, daß die reibenden Teile ganz oder teibweise aus polierend wirkenden Werkstoffen bestehen.
2. Reibbackenkupplung oder -bremse nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß jede Reibbacke je einen verhältnismäßig kleinen Reibklotz zu jeder Seite der Wirkungslinie der Backenanpreßkraft trägt.
3. Kupplung: oder Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibklötze unsymmetrisch zur Wirkungslinie der Backenanpreßkraft liegen.
4. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibklötze halbzylindrisch sind und mit zur Kupplwngs- bzw. Bremsenachse parallelen Zylinderachsen beweglich. in entsprechenden Lagern liegen.. . Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reibenden Teile ganz oder teilweise aus relativ harten Reibstoffen, z. B. Polierrot, Wiener Kalk od. dgl. in feiner Verteilung mit einem bekannten Bindemittel, bestehen. 6. Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenreibfläche glattpoliert ist. 7. Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche I bis 6, gekennzeichnet durch die Anwendung von Filzpolstern od. dgl., die die Reibflächen reinfegen.