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Guten Tag,

ich wäre für Hinweise zu einem nichtmetallischen Material für folgende Anwendung dankbar.

Unter Wasser (Raumtemperatur) sollen Stahlrollen mit max. 10 kg Gewicht mit vertikaler Rotationsachse zwischen zwei "Druckstücken" eingespannt werden und in Rotation (3 Umdrehungen/s) versetzt werden. Dabei muß das Drehmoment über die Kontaktfläche (Reibfläche) übertragen werden.
Die geschliffene Oberfläche der Stahlrollen darf keinerlei Beschädigungen oder Marken erfahren.

Anforderungen an dieses Material für die Druckstempel:
- hoher Reibwert unter Wasser (wichtigstes Kriterium)
- wasserbeständig
- Form- und Druckstabil (> 2,5 N/mm2, damit sich die vertikale Drehachse im gespannten Zustand nicht verändert und die Zentrifugalkräfte zu groß werden)

Das Problem dabei, kein Hersteller kann Reibwerte für unter Wasser nennen. Ein kleiner Versuchsaufbau im Haus soll bei der Qualifizierung eines möglichen Werkstoffes helfen. Jedoch würde ich gerne die Auswahl möglicher Materialien vorher einschränken

Für sachdienliche Hinweise wäre ich dankbar.

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Hallo , ich verstehe das Problem noch nicht ganz.
Soll das eine Schaltkupplung werden ?

Sonst könntest Du einfach Alumium verwenden und die Stahlwelle damit
einklemmen.

Polyamid (PA) nimmt Wasser auf und wird dadurch weicher. Es sollte dann auch besser auf der Oberfläche haften.
Weil bei Kunstoff alles Temperturabhängig ist, sollte sich die  Tempertur des Wassers wenig verändern.

Gummi hat auch einen hohen Reibwert, aber Wasser kann da auch als Schmirmittel wirken.
Deswegen Löcher oder Rillen einplannen, damit sich das Wasser verdrängen kann.

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Klaus

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Hallo Klaus,

nein, das wird keine Schaltkupplung.
Die Stahlrollen werden unter Wasser in großen Stückzahlen geprüft, mehr kann ich nicht verraten.

Aluminium wäre einen evtl. Versuch Wert, wie gesagt die Oberfläche der Stahlrollen darf keinerlei "Beschädigungen" erfahren.
Mit Gummi haben wir schon Versuche gemacht. Jedoch unter Einwirkung von Wasser sinkt der Reibwert rapide.

Die meisten HAlbzeuglieferanten (z.B. Murtfeld) entwickeln Materialien mit dem Ziel der Reduzierung vom Reibwert. Hier bräuchte ich jedoch einen sehr hohen Reibwert, noch dazu unter Wasser.

Das einzige was ich bis jetzt gefunden habe stammt von einem großen deutschen Spannmittelhersteller, dieser bietet Spannbacken aus einem speziellen Kunststoff an. In dieses Material sind gerichtete Glasfasern eingebettet, wodurch sich ein relativ hoher Reibwert einstellt, selbst unter Einsatz von Kühlschmierstoffen können damit hohe Spannkräfte übertragen werden.
Aber dieses Material ist sehr teuer und zudem nicht in brauchbaren Halbzeugprofilen verfügbar.

Gruß Rolf

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Ich kapier jetzt die Anordnung noch nicht ganz:
Wirken die zwei "Druckstücke" axial auf die Rolle (und müssen sich also mitdrehen), oder gegen den Rollenumfang?

Meine Vermutung ginge jedenfalls Richtung Gummi. Der kann auch bei Wasserbenetzung sehr gut reiben (das wissen Mio Autofahrer!), es kommt wahrscheinlich hauptsächlich auf die Gestaltung der Reibfläche an.

Ich hoffe das Wasser ist völlig sauber, und es können keine Schmutzpartikel aufgenommen und von der Reibfläche auf die Rollen gepresst werden?

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mfg - Leo

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Moin moin,

korrekt Leo, die Stahlrolle wird axial an den beiden Stirnflächen mittels besagter Druckstücke gespannt.

Das Wasser wird mit der Zeit schon verschmutzen infolge Anhaftung von Flüssigkeiten an den Stahlrollen aus dem Bearbeitungsprozeß (z.B. Öle).
Dies kommt noch erschwerdend hinzu.

Gespannt werden die Stahlrollen außerhalb vom Wasser, somit können keine Schmutzpartikel zwischen die Druckstücke und die Stahlrollen kommen.

Beim Gummi als Werkstoff für die Druckstücke hab ich insofern Bedenken, daß dieser nicht genug Steifigkeit hat und sich beim Spannen der Rollen verdrückt und somit die Stahlrollen nicht mehr zentrisch zu den Druckstücken rotieren. Dies hätte bei der Rotation auf alle Fälle zusätzliche Zentrifugalkräfte zur Folge. Diese dürfen keinesfalls größer werden als die Reibkräfte, ansonsten fliegt die Rolle während der Rotation herraus.

Gruß Rolf

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Wasser mit Öl-/Emulsionen verschmutzt ist allerdings reibmäßig die Hölle.
Weiß doch auch jeder Auto-/Motorradfahrer der je bei beginnendem Regen auf südländischen Straßen unterwegs war.

Allerdings, 3 U/sec, also 180 min^-1 erzeugt wohl nur recht geringe Fliehkräfte (kommt natürlich noch auf Aussendurchmesser/Masseverteilung/Unwucht drauf an).

Betr. Motorrad fällt mir grad ein:
Wie wären Bremspads von Scheibenbremsen, von Motorrad oder MTB?

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mfg - Leo

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Moin moin,

kurze Rückmeldung zum Stand der Dinge.
Prinzipiell hat kein Hersteller Reibwerte für Materialien im Unterwassereinsatz parat. Mittels eines kleines Testaufbaues werde ich hier versuchen Klarheit zu bekommen.
Der Hinweis von Leo mit Bremspads denke ich war der richtige Anstoß, danke an dieser Stelle
Es gibt einige Reibmaterial - Hersteller (LUK , NB-Parts)mit vielversprechenden Materialien, letztendlich bedarf es hierzu einiger Versuche, insbesondere im Wasser.
Werde Euch auf dem Laufenden halten.

Gruß Rolf

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