CH237239A - Verfahren zur Herstellung eines mit einer Reibfläche verschenen Maschinenelementes. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines mit einer Reibfläche     versehenen        Maschinenelementes.       Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur Herstellung eines mit einer Reib  fläche versehenen Maschinenelementes, bei  spielsweise einer Freilaufbremsnabe für ein  Fahrrad oder einer     Kupplung,    die natürlich  auch mehrere Reibflächen aufweisen kann.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist da  durch gekennzeichnet, dass     auf    der Reib  fläche eine in das     Grundmetall    eingreifende  Phosphatschicht gebildet wird. Eine derartige  Schicht nützt sich auch bei starker Erwär  mung nicht merkbar ab und frisst auch bei  mangelnder Schmierung nicht an.  



  Im nachstehenden werden Durchführungs  beispiele des erfindungsgemässen Verfahrens  erläutert:  Die Bildung der Phosphatschicht auf den  Reibflächen von Bremsen und Kupplungen  kann in bekannter Weise durch Behandeln  des Grundmetalles mit Phosphat bildenden  Phosphorsäuren, gegebenenfalls zuerst auch  mit andern starken Säuren, in einer und bei  Bedarf auch mehreren Arbeitsstufen ge  schehen. Zweckmässig wird ein möglichst  tiefes Atzen ausgeführt, damit die entstehen-    den Phosphatkristalle sich in die Oberfläche  tief einlagern, wobei stets als letzte.     Stufe     eine Behandlung mit Phosphorsäure ange  wendet wird. Hierdurch kann erreicht wer  den, dass die Kristalle einen festen Sitz  erhalten     und    wegen ihrer Härte die Ab  nutzung der Schicht sehr verzögern.

   Die       Phösphatschicht    hat, wie Versuche ergeben  haben, die Eigenschaft, dass sie auch bei un  genügender Schmierung und bei starker Er  wärmung der Bremse fest haftet und deshalb  eine Beschädigung der Bremse verhütet. Das  gleiche gilt für Kupplungsflächen. Ausser  dem entstehen bei manchen Herstellungsver  fahren, besonders wenn die Oberfläche vorher  in bekannter Weise mit Sandstrahl auf  geraubt     ist,    bei längerem Gebrauch zwischen  den Vertiefungen in die Bremsfläche ragende  Vorsprünge, die die Bremsfähigkeit der  Bremse erhöhen.

   Ferner hat es sich gezeigt,  dass bei der Bildung der Schicht     zwischen     den     Kristallen    Vertiefungen     und    Spalten ent  stehen,     in    denen eine gewisse Ölmenge sich  sammelt, die eine Wärmeableitung begün  stigt. Diese Vorteile werden dadurch erzielt,      dass die Phosphatschicht nicht nur aufgela  gert ist und deshalb leicht abgerieben werden  kann, sondern dass das Gefüge der Reib  flächen geändert ist, in Verbindung mit der  glättenden Eigenschaft der in die aufgeätzte  Oberfläche des Grundmetalles eingelagerten  Phosphatkristalle. Es wird dazu noch der  hohe Widerstand der Phosphatverbindungen  gegen Wärme ausgenützt, da deren Zerstö  rung durch Wärme erst bei     500     beginnt.

    Die Folge davon ist, dass die Betriebs  temperaturen der Bremsnaben gegenüber den  bisher angewendeten Temperaturen hinauf  gesetzt werden können.  



  Diese Eigenschaften und Wirkungen sind  namentlich bei Nabeninnenbremsen von gro  sser Bedeutung, weil die Bremse in der Nabe  eingeschlossen ist und wegen der Kleinheit  der Flächen bei längerem Bremsen hohen  Temperaturen ausgesetzt wird.  



  Es können nicht nur die oben genannten  Massnahmen angewendet werden, die in er  ster Linie auf den Korrosionsschutz aufge  baut sind, und deren Aufgabe es in erster  Linie ist, Phosphatkristalle an der Ober  fläche des Grundmetalles zu bilden, sondern  es können auch andere geeignete Massnahmen  angewandt werden, bei denen eine möglichst  feingegliederte Ätzung der Oberfläche des  Grundmetalles erzielt wird und durch die  in die möglichst starken Ätzvertiefungen  Phosphate eingelagert werden. Es können  nicht allein die     bekannten    Doppelsalze der  Metaphosphorsäure auf Zn-, Mn- und     Fe-          Basis    benutzt werden, sondern auch andere  Phosphate. Die Schicht auf der Bremsfläche  kann auch aus der Verbindung mehrerer  Phosphorsäuren mit dem Grundmetall gebil  det sein.

   Es können hierzu     zum    Beispiel  Ortho- und Metaphosphorsäuren, unter Um  ständen auch Salze der Pyrophosphorsäure  verwendet werden.,    Als besonders günstig hat sich heraus  gestellt die chemische Vorbehandlung der  Reibflächen durch Ätzen, z. B. mit HCl, um  eine möglichst feine Aufteilung     der        Ober-          fläehe    des Grundmetalles zu erhalten und    um ein möglichst gleichmässiges Angreifen  der Oberfläche bei der Phosphatbehandlung  zu erreichen, was durch eine entsprechende  Härtebehandlung unterstützt werden kann.  Es ist auch möglich, eine feine Oberflächen  rauhigkeit durch mechanische Verfahren, wie  Sandstrahl, vor der Phosphatbehandlung zu  erzielen. Mit der Auswahl eines Grund  metalles von besonderer Feinkörnigkeit, z.

   B.  von mit Aluminium, Chrom und dergleichen  Metallen legierten Stählen, lässt sich eben  falls eine sehr feine Aufteilung der Reib  flächen erzielen, unter Umständen unter  Weglassung jeder besonderen Wärmebehand  lung. Oft ist es zweckmässig vor der Bildung  der Phosphatschicht das Grundmetall der  Reibfläche zu erwärmen.  



  Die Vorteile dieser Massnahme sind eine  bessere Ausnützungsfähigkeit der so behan  delten Bremsteile, da die Bremstemperatur  grenzen gegenüber allen andern üblichen  Reibstoffen wesentlich erhöht sind. Die ober  sten Grenzen sind durch die Temperaturen  gegeben, bei denen eine chemische Verände  rung der Phosphatschicht, zum Beispiel Eisen  phosphat, auftritt, und auch durch die Tem  peratur, die bereits eine wesentliche Gefüge  änderung der Bremskörper verursachen würde.  Es hat sieh bei praktischen Versuchen tat  sächlich auch bei hohen Temperaturen und  bei grossem Schmiermittelmangel eine nahezu  vollkommene     Fresssicherheit    auch im Dauer  betrieb gezeigt. Ein weiterer Vorteil ist die  Ersparnis an teuren Rohstoffen, wie sie  Kupfer und dessen Legierungen, gegebenen  falls auch Asbest, darstellen.  



  Vorteilhaft ist auch noch die Möglichkeit  einer     einfacheren        Gestaltung    der Bremsteile  und die Möglichkeit einer Stahlauswahl, die  sowohl in der Beschaffenheit wie in der Be  handlung     Ersparnisse    bringt, z. B. Ersatz der  bisher üblichen Einsatzstähle durch Vergü  tungsstähle sowie Ersatz des bisher üblichen       Einsatzhärteverfahrens    durch das einfachere  der Vergütungshärtung. Es kann auch eine       Wärmebehandlung    vollkommen weggelassen   -erden. Es ist auch     miiglich,    an Stelle der       stählernen    Bremsteile solche aus gegossenem      Eisen, z. B. Grau-, Temper- oder Stahlguss,  zu verwenden.  



  Ausser Freilaufbremsnaben lassen sich  auch andere Maschinenelemente mit minde  stens einer Reibfläche nach dem Verfahren  herstellen, z. B. Kupplungen. Vorteilhaft ist  die Anwendung dort, wo hohe Anpressdrücke  bei     beschränkten    Raumverhältnissen und  hohe Temperaturen vorkommen, wobei das  Schmiermittel ganz und auch teilweise fehlen  kann.  



  Es ist nicht nötig, dass auf beiden Reib  flächen eine Phosphatschicht gebildet wird,  es genügt vielmehr, wenn nur eine der Reib  flächen behandelt wird, während die gegen  überliegende in ihrem bisherigen Zustande  bleiben kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines mit einer Reibfläche versehenen Maschinenelementes, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Reib fläche eine in das Grundmetall eingreifende Phosphatschicht gebildet wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass vor der Bildung der Phosphatschicht das Grundmetall der Reibfläche chemisch aufgelockert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass vor der Bildung der Phosphatschicht das Grundmetall der Reibfläche mechanisch aufgerauht wird, d.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass vor der Bildung der Phosphatschicht das Grundmetall der Reibfläche erwärmt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass auf der Reibfläche eine Phosphatschicht aus der Verbindung mehrerer Phosphorsäuren mit dem Grund metall gebildet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, das Doppelsalze der Metaphosphorsäure gebildet werden.