Reibwerterhöhung mit Keramik

Keramikpartikel als „Bauteile-Festiger“

Feinste Partikel aus technischer Keramik oder Diamant eignen sich besonders gut, um Reibwerte zu erhöhen und damit die Verbindung zwischen zwei Teilen zu stärken: Das liegt vor allem an ihrer außergewöhnlichen Materialhärte. Dabei geht es zwar in erster Linie darum, mehr Leistungsstärke in Form verbesserter Kraftübertragungen zu generieren. Verstärkte Flächenverbindungen versetzen Designer aber auch in die Lage, bei gleichbleibender Performance Bauteile kleiner oder leichter zu bauen oder aber die Sicherheitsfaktoren in ihrer jeweiligen Produktumgebung zu optimieren. Weiterhin können sie den Einsatz neuer Materialien für Anwendungen ermöglichen, sofern diese nämlich nur aufgrund erhöhter Reibungswerte die geforderte Übertragung für Drehmomente leisten können. Last but not least: Diese oder andere Modifikationen, die Reibwerterhöhungen ermöglichen, können in der Kombination: „hohe Leistungsdichte – günstige Konstruktion“ industriellen Anwendern helfen, Kosteneinsparungen zu realisieren.

Reibwerterhöhende Schichten: Leistungssteigernd, mit Schutzfunktion

Eine häufig genutzte Variante, um mit dem Einsatz von keramischen oder diamantenen Partikeln höhere Reibwerte zu erzielen, sind reibwerterhöhende Schichten. Solche Schichten können dabei in den unterschiedlichsten Ausformungen bei einer Vielzahl unterschiedlicher industrieller Anwendungen eingesetzt werden: besonders häufig im Fahrzeugbau (Automobile wie auch Zweiräder, aber auch im Schiffs- und Flugzeugbau), im Bereich Windenergie oder Maschinenbau, z. B. wenn es darum geht, die Leistung von Bauteilgruppen ohne Änderung der Grundkonstruktion zu erhöhen. Spezifische Anwendungsbeispiele sind Zentralverschraubungen an Kurbel- und Nockenwelle, Flanschverbindungen mit einem hohen Maß an Vibrationsbeständigkeit und Dauerfestigkeit sowie Gehäusebefestigungen.

Der Klassiker: Chemisch Nickel-Dispersionsschichten

Besonders häufig werden Chemisch Nickel-Dispersionsschichten bei industriellen Anwendungen von reibwerterhöhenden Schichten eingesetzt. Neben der Erhöhung der Reibungskoeffizienten haben diese den Vorteil, dass sie auch verschleißhemmend wirken und die jeweiligen Oberflächen schützen können. Chemisch Nickel Dispersionsschichten sollten dabei in jedem Fall in nachweislich zertifizierten Prozessen (DIN ISO 9001, DIN EN ISO 14001, TS 16949) gefertigt werden.

Reibwerterhöhende Scheiben: Eindrücklich wirksam

Geht es um eine wirksame Erhöhung des Reibwerts von kraftschlüssigen Schraub-, Flanschverbindungen oder Stirnpressverbänden, werden häufig auch reibwerterhöhende Scheiben eingesetzt. Beim Einsatz solcher Scheiben drücken sich die herausstehenden, keramischen oder diamantenen Hartpartikel im Zuge der Montage jeweils in die weichere Gegenfläche ein. Auf diese Weise entsteht eine Mikroverzahnung, deren Reibwert sich aus den spezifischen Werkstoffen der Flächen, der Rauheit sowie die Flächenpressung im Fügespalt zusammensetzt.

Auch für die Anwendung der Scheiben gilt, was allgemein für alle reibwerterhöhenden Schichten gültig ist. Sie eröffnen neue Räume für Downsizing-Maßnahmen oder Leichtbauanwendung, indem sie bei der Kraftübertragung die Performance steigern. Auch hier gilt es wiederum auf die Qualität der Teile zu achten: Wichtig bei der Auswahl von reibwerterhöhenden Scheiben ist, dass damit Korrosionsbeständigkeit und darüber hinaus ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit gewährleistet werden können.

Besser fahren mit Reibwerterhöhungen: Anwendungen in der Automobilbranche

Die renommiertesten Automobilkonzerne weltweit setzen reibwerterhöhende Schichten und Scheiben mit Keramik- oder Diamantpartikeln ein. Ohne Bauteile verändern zu müssen, erzielen sie dabei im Vergleich zu Normalverbindungen Übertragungen mit bis zu vier Mal höheren Drehmomenten. Die Scheiben werden dabei vor allem in Kurbelwellenverbindungen, Nockenwellen und Ausgleichswellenmodulen, aber auch immer häufiger bei Anwendungen im Fahrwerk, Getriebe oder in der Karosserie eingesetzt.

Windkraft: Mehr Kraft für mehr Energie

Die Anforderungen beim Bau von Windkraftanlagen sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Ziel: Die allgemeine Leistungsdichte soll verbessert, gleichzeitig Einsparungen bei Gewicht und Bauraum bei möglichst geringem Wartungsaufwand und langer Lebensdauer realisiert werden. Der Einsatz von reibwerterhöhenden Scheiben und Beschichtungen etwa bei Schraub- oder Welle-Nabe-Verbindungen erlaubt genau das: nämlich eine sehr hohe und dabei zuverlässige Übertragung von Drehmomenten bei kompakten und leichten Konstruktionen!