DE102006053600B4

DE102006053600B4 - Asbestloses Reibungsglied

Info

Publication number: DE102006053600B4
Application number: DE102006053600.2A
Authority: DE
Inventors: Akira Watanabe; Osamu Nakajima; Daniel Bource
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: US20070117881A1; CN1982739B; DE102006053600A1; FR2893374B1; CN1982739A; JP2007154154A; JP5183900B2; FR2893374A1

Abstract

Asbestfreies Reibungsglied, das umfasst:ein Reibungsmaterial einschließlich eines wärmehärtenden Harzbindemittels, einer Verstärkungsfaser und eines Reibungsmodifikators, undeine Druckplatte, wobei das Reibungsmaterial einstückig mit der Druckplatte ausgebildet ist,wobei das Reibungsmaterial ein Reibungsmaterial für eine erste Schicht auf der Seite einer Reibungsfläche und ein Reibungsmaterial für eine zweite Schicht auf der Seite der Druckplatte umfasst, undwobei das Reibungsmaterial für die zweite Schicht Körner einer Vormischung enthält, die einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 8 mm aufweisen, wobei die Körner der Vormischung wenigstens ein Elastomer, einen Quervernetzer und Fasern enthalten, wobei das Reibungsmaterial für die zweite Schicht 2 bis 60 vol% der Körner der Vormischung enthalten.

Description

Hintergrund der Erfindung
<Erfindungsfeld>
Die vorliegende Erfindung betrifft ein asbestloses Reibungsglied, das für Scheibenbremsen in verschiedenen Fahrzeugen und Industriemaschinen verwendet wird.
<Stand der Technik>
Reibungsmaterialien werden durch das Mischen und Thermoformen verschiedener körniger, pulverförmiger und faseriger Komponenten hergestellt. Es werden verstärkt asbestfreie Reibungsgliedern verwendet, um eine Umweltverschmutzung zu vermeiden. Deshalb sind die verwendbaren Komponenten eingeschränkt, wobei pulverförmige Komponenten mehr als anorganische Füllstoffe in asbestfreien Reibungsgliedern verwendet werden. Dadurch wird die Härte des Reibungsglieds erhöht und die Porosität vermindert. Der anfängliche Reibungskoeffizient wird herabgesetzt, weil dieser von der Härte abhängt, wobei auch die Effektivität bei einer hohen Geschwindigkeit und die Fadingeigenschaft vermindert werden, weil diese von der Porosität abhängen. Außerdem wird die Geräuschentwicklung verstärkt.
Bei Fahrzeug-Scheibenbremsen besteht deshalb allgemein ein Bedarf dafür, die Größe einer Bremse einschließlich eines Systems zu vermindern, um das ungefederte Gewicht zu reduzieren und dadurch die Kraftstoffkosten und die Handhabungseigenschaften zu verbessern. Um die Größe der Bremse zu vermindern, muss der Potenzgrad der Bremse (der Effektivitätsgrad des Reibungsglieds) verbessert werden. Wenn jedoch der Potenzgrad der Bremse (der Effektivitätsgrad des Reibungsglieds) erhöht wird, wird die Mahlbarkeit verstärkt, sodass sich die Quietsch- und Ruckeigenschaften verschlechtern.
Es ist also schwierig, gleichzeitig sowohl einen hohen Effektivitätsgrad als auch einen kommerziell vorteilhaften Wert mit hervorragenden Quietsch- und Ruckeigenschaften zu erhalten. Als Gegenmaßnahme kann eine gummiartige Komponente eine Verbesserung bringen, wobei dadurch jedoch die Wärmebeständigkeit des Reibungsmaterials herabgesetzt wird, was zu einer Verschlechterung der Effektivität und der Anti-Fadingeigenschaften bei einer hohen Geschwindigkeit und/oder einer hohen Temperatur führt.
Um die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen und ein Reibungsglied mit einer hervorragenden Quietscheigenschaft vorzusehen, geben JP H05 - 331 452 A und JP H07 - 292 348 A asbestlose Reibungsglieder mit einem zweifach geschichteten Aufbau an, wobei wenigstens eine der Komponenten des Reibungsmaterials oder das Verhältnis der Komponenten des Reibungsmaterials in den beiden sich parallel zu der Reibungsfläche erstreckenden Schichten jeweils unterschiedlich gewählt sind und wobei ein Kautschukpulver auf einer Seite in Kontakt mit einer Rückplatte (Druckplatte) hinzugefügt ist. Weil nur der Kautschuk in JP H05 - 331 452 A und JP H07 - 292 348 A hinzugefügt ist, sind die Zusatzmenge und die Korngröße des Kautschuks mit Rücksicht auf die Stärke beschränkt.
Weil also das Verhältnis von anorganischen Füllstoffen bei der Verwendung von asbestlosen Reibungsmaterialien für Fahrzeuge erhöht wird, wird es schwierig, Reibungsglieder mit gewünschten Eigenschaften wie etwa einer bestimmten Reibungsleistung zu erhalten. Asbestlose Reibungsglieder werden häufig in Scheibenbremsen und Trommelbremsen verwendet, wobei die Bremsen mit den asbestlosen Reibungsgliedern während des Bremsbetriebs unangenehme Geräusche erzeugen können, die als Quietschen bezeichnet werden.
Das Quietschen wird hauptsächlich durch Reibungsschwingungen zwischen dem Reibungsglied und dem Scheibenrotor oder der Trommel während des Bremsbetriebs erzeugt. Um das Quietschen zu verhindern, wurde ein zusammengesetztes Reibungsglied entwickelt, bei dem eine Zusammensetzung mit einer vorteilhaften Schwindungseigenschaft in einem Teil des Reibungsglied vorgesehen ist oder die Härteverteilung des Reibungsglieds weniger Reibungsschwingungen verursacht, indem die Härteverteilung an der Oberfläche des Reibungsglieds angepasst ist. Dabei ergibt sich jedoch das Problem von hohen Herstellungskosten, usw.
Zudem ist beispielsweise aus der DE 42 31 549 A1 bekannt, dass eine elastische Zwischenschicht bei dem Reibungsglied vorgesehen wird. Die elsatische Zwischenschicht enthält natürlichen Gummi und als Quervernetzer Schwefel. Auch aus der JP H07 - 292 348 A ist eine zweilagige Struktur bekannt bei der in der Zwischenschicht ein Kautschukpulver anwesend ist. Die US 4 628 073 A offenbart eine Verwendung einer Vormischung bei der Produktion von Gummi.Weiterer relevanter Stand der Technik ist in der DE 695 12 957 T2 beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sehen ein asbestloses Reibungsglied mit vorteilhaften Eigenschaften vor, die die Erzeugung von unangenehmen Quietschgeräuschen unterdrücken, ohne dass dabei die Leistung des Reibungsglieds wie etwa die Reibungsverschleißeigenschaft verschlechtert wird oder die Herstellungskosten erhöht werden.
Zur Lösung des oben genannten Problems wird ein asbestfreies Reibungsglied mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in dem Unteranspruch 2 definiert.
Weiterhin kann die Vormischung zwischen 10 und 97 vol% des Elastomers enthalten.
Weiterhin umfasst die Vormischung wenigstens ein Elastomer, Fasern und einen Quervernetzer, die zuvor zu einem Zustand gemischt wurden, der wie ein einzelnes Material behandelt werden kann.
Weil die zweite Reibungsmaterialschicht einschließlich der Vormischung auf der Seite des Reibungsmaterials in Kontakt mit der Druckplatte steht, kann die Flexibilität des Reibungsmaterials erhöht werden, ohne die Eigenschaften des Reibungsmaterials zu ändern, sodass ein asbestloses Reibungsglied mit vorteilhaften Eigenschaften zur Unterdrückung von unangenehmen Quietschgeräuschen erhalten werden kann. Während die Zusatzmenge und die Korngröße des Kautschuks beschränkt sind, wenn dieser alleine verwendet wird, wird der Freiheitsgrad für die Zusatzmenge und die Korngröße verbessert, wenn eine Vormischung verwendet wird.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche verdeutlicht.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht des Schichtaufbaus (Querschnitts) eines Reibungsglieds (Bremsbelags).

Ausführliche Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
1 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel für ein asbestloses Reibungsglied gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt. Dabei wird ein Beispiel eines asbestloses Reibungsglieds 1 beschrieben, in dem ein Reibungsmaterial 3 auf einer Druckplatte 2 ausgebildet ist. Das Reibungsmaterial 3 umfasst eine erste Reibungsmaterialschicht 4 auf der Seite der Reibungsfläche und eine zweite Reibungsmaterialschicht 5 auf der Seite der Druckplatte 2.
Allgemein wird das Reibungsmaterial für die Verwendung in der Bremse durch Schritte zum Mischen und Rühren von Rohmaterialien für das Reibungsglied, zum Vorformen bei einer normalen Temperatur, zum Thermoformen, zum Wärmebehandeln und zum Endbearbeiten wie etwa durch ein Polieren hergestellt.
Zuerst werden ein Reibungsbelag einer Scheibenbremse als Beispiel für ein asbestloses Reibungsglied 1 sowie die entsprechenden Herstellungsschritte beschrieben. 1 ist eine Querschnittansicht des Reibungsglieds 1, bei dem das durch Thermoformen ausgebildete Reibungsmaterial 3 mittels eines Klebers (nicht gezeigt) an einer Druckplatte 2 angebracht ist. Die Verarbeitung der Druckplatte umfasst Schritte zum Stanzen eines Metallblechs, zum Entfetten und zum Vorheizen der Druckplatte. Bei dem Schritt zum Stanzen des Metallblechs wird ein ausgewähltes Druckplattenmaterial zu einer Druckplatte mit einer vorbestimmten Form durch Stanzen oder ähnliches geformt. In dem Schritt zum Entfetten werden Öle oder Fette, die sich während des Stanzens auf der Druckplatte abgelagert haben, unter Verwendung eines Detergens entfernt.
Das Vorformen des Reibungsmaterials 3 umfasst hauptsächlich Schritte zum Messen, Mischen, Rühren und Vorformen von Rohmaterialien. Jeder der Schritte kann in Übereinstimmung mit bestehenden Herstellungstechniken für Reibungsmaterialien durchgeführt werden. Zum Beispiel wird ein Startmaterial vorbereitet, indem Verstärkungsfasern wie etwa wärmebeständige organische Fasern, anorganische Fasern oder Metallfasern, Pulvermaterialien wie etwa ein anorganischer Füllstoff, ein Reibungsmodifikator, ein Festschmierstoff und ein wärmehärtendes Harzbindemittel mit vorbestimmten Verhältnissen gemischt und ausreichend durch Mischen und Rühren homogenisiert werden.
Dann wird das Startmaterial in eine Form gegeben und bei einer normalen Temperatur und einem Oberflächendruck von ungefähr 10 bis 100 MPa vorgeformt, um ein vorgeformtes Produkt vorzubereiten. Die Druckplatte und das vorgeformte Produkt des wie oben beschrieben verarbeiteten Reibungsmaterials werden zu einem Thermoformungsschritt übertragen. In dem Thermoformungsschritt wird die vorläufig erwärmte Druckplatte zuerst in eine Form gegeben, wobei dann das vorläufig geformte Produkt auf dasselbe gelegt wird und beide einem Thermoformen unterzogen werden.
In dem Schritt zum Thermoformen wird das Bindemittel durch eine thermische Reaktion gehärtet, sodass das gesamte Reibungsmaterial fest miteinander verbunden wird, um eine gewisse Stärke und Härte vorzusehen. Die Leistung des Reibungsmaterials wird also durch den Schritt zum Thermoformen bestimmt. Weiterhin hat auch die Erwärmungsbedingung (nach dem Aushärten) einen Effekt auf die Qualität des Reibungsmaterials. Als Bindemittel für das Reibungsmaterial wird allgemein ein Phenolharz des Novolac-Typs (einschließlich verschiedener Arten von modifizierten Typen) verwendet, wobei Hexamethylentetramin oder ähnliches als Härter beigemischt wird. Außerdem können auch Phenolharze des Resoltyps verwendet werden.
Weil die für Fahrzeug-Scheibenbremsbeläge, Trommelbremsschuhe usw. verwendeten Reibungsmaterialien die kinetische Energie zu Wärmeenergie wandeln, erzeugen sie immer Wärme und erhöhen dadurch die Temperatur. Deshalb sind für das Reibungsmaterial nicht nur eine Wärmebeständigkeit und eine Verschleißbeständigkeit erforderlich, sondern es ist auch eine stabile Reibungseigenschaft erforderlich, die auch bei einer Temperaturänderung eine geringfügige Änderung des Reibungskoeffizienten aufweist. Weiterhin sollten keine Geräusche (Quietschen) und dementsprechend keine Rucke erzeugt werden, sodass also vielseitige Eigenschaften für die Reibungsmaterialien erforderlich sind.
Die für das Reibungsmaterial in den Ausführungsformen der Erfindung verwendeten Rohmaterialien sind faserige Komponenten, die gewöhnlich als Substrat, Bindemittel, Reibungsmodifikator usw. verwendet werden und alle asbestfreie Rohmaterialien sind.
Das Reibungsmaterial wird fest mit einer Druckplatte verbunden und als Scheibenbremsbelag usw. verwendet. Die Verbindung wird allgemein durch eine Haftung vorgesehen, für die ein wärmehärtender Harzkleber wie etwa Phenolharz bzw. ein Epoxidharz oder ein quervernetzbares Gummikleber verwendet wird. Die Haftung wird allgemein gleichzeitig zu dem Formen des Reibungsmaterials durchgeführt, wobei ein pulverförmiges Reibungsmaterials druckgeformt und erwärmt oder ein vorgeformtes Reibungsmaterials an der Druckplatte angeordnet wird.
Die faserigen Komponenten wie das Substrat für das Reibungsmaterial können Metallfasern wie etwa Stahlfasern, Kupferfasern und Glasfasern, organische Fasern wie etwa aromatische Polyamidfasern (Aramidbrei, usw.; kommerzielle Produkte von DuPont Co. unter der Handelsbezeichnung KEVLAR, usw.), Acrylfasern, Zellulosefasern, feuerbeständige Acrylfasern und asbestfreie anorganische Fasern wie etwa Kaliumtitanatfasern, Glasfasern, Aluminiumoxidfasern, Kohlenstofffasern und Steinwolle sein. Diese können alleine oder in Kombinationen aus zwei oder mehr derselben verwendet werden.
Das Bindemittel umfasst zum Beispiel wärmehärtende Harze wie etwa Phenolharze, Harnstoffharze, Melaminharze oder modifizierte Harze derselben.
Der Reibungsmodifikator umfasst zum Beispiel einen organischen Staub wie etwa Cashewstaub, Gummistaub und Melaminstaub; Füllstoffe wie etwa Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Calciumhydroxid und Glimmer; Abrasive wie zum Beispiel Metalloxide wie etwa Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Zirkonoxid; Metallpulver wie etwa Aluminiumpulver, Kupferpulver und Zinkpulver; und Schmiermittel wie etwa Graphit und Molybdänsulfid. Eine oder mehrere dieser Substanzen können in einer geeigneten Kombination als Füllmittel verwendet werden.
Das Basismaterial für die in den Ausführungsformen der Erfindung verwendete Vormischung ist ein Elastomer und ein Quervernetzer und kann weiterhin Fasern enthalten, für die allgemein dieselben Komponenten wie für das Reibungsmaterial verwendet werden können.
Die Vormischung umfasst Silikonkautschuk, Butylkautschuk, Chlorobutylkautschuk, NBR-Kautschuk oder Olefin, Vinylchlorid, Styren- oder Polyesterelastomere als Basis und Fasern wie etwa Stahlfasern, Aramidfasern, Zellulosefasern und Acrylfasern, Graphit, Schwefel und Quervernetzer und wird unter Verwendung einer Rührmaschine wie etwa einer Knetmaschine oder eines Banbury-Mischers vorbereitet. Wenn Aramidfasern verwendet werden, sind Aramidfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1 bis 50 µm und einer durchschnittlichen Länge von ungefähr 0,5 bis 5 mm geeignet. Als Quervernetzer werden Substanzen verwendet, die eine Quervernetzungsstruktur für das Elastomer durch eine Reaktion vorsehen, wobei ein Vulkanisierungsbeschleuniger im Fall von Gummi verwendet wird. Als Vulkanisierungsbeschleuniger können Zusammensetzungen wie etwa MBK, MBTS, ZmMBT des Thiazol-Typs, TMTM, TMTD, TETD des Thiuram-Typs (jeweils abgekürzt) verwendet werden. Als Elastomer wird zum Beispiel Gummi als Basis mit einem Anteil von 10 bis 97 vol% und vorzugsweise 20 bis 50 mol% der Gesamtmenge verwendet. Der Anteil der Fasern liegt bei 1 bis 90 vol% und vorzugsweise bei 3 bis 70 vol% der Gesamtmenge. Der Anteil des Vulkanisierungsbeschleunigers liegt bei 0,1 bis 10 vol% und vorzugsweise bei 0,5 bis 5 vol% der Gesamtmenge. Die durchschnittliche Korngröße der Vormischung in den Ausführungsformen der Erfindung liegt in einem Bereich zwischen 0,1 und 8 mm und vorzugsweise zwischen 0,5 und 4 mm.
Das Reibungsmaterial der Ausführungsformen der Erfindung enthält ein wärmehärtendes Harzbindemittel, Verstärkungsfasern und einen Reibungsmodifikator und umfasst eine erste Reibungsmaterialschicht auf der Seite der Reibungsfläche und eine zweite Reibungsmaterialschicht auf der Seite der Druckplatte. Die zweite Reibungsmaterialschicht umfasst wenigstens das Bindemittel, den Füllstoff, Fasern und die Vormischung. Zum Beispiel werden vorzugsweise Zusammensetzungen wie Phenolharz, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Vermiculit und Xonotlit (Calciumhydrat) verwendet. Weiterhin wird für die zweite Reibungsmaterialschicht eine Vormischung (ein zusammengesetztes Material aus Elastomer, Fasern, Graphit usw.) mit einem Anteil zwischen 2 und 60 vol% und vorzugsweise zwischen 10 und 40 vol% verwendet. Die Dicke der zweiten Reibungsmaterialschicht liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 6 mm.
Weiterhin umfasst die Mischungskomponente des Materials mit geringer Stahlreibung in dem Reibungsmaterial der Ausführungsformen der Erfindung Phenolharze, Stahlfasern, Aramidfasern, Zellulosefasern, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Glimmer, Metallpulver, Sulfid, Graphit, organischen Staub, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Minerale und Eisenoxide.
In den Ausführungsformen der Erfindung werden als Reibungsmodifikator vorzugsweise Molybdändisulfidpartikeln, Kohlenstoffpartikeln sowie anorganische Pulver aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Talk usw. in Kombination verwendet. Für die Reibungsmodifikatorpartikeln liegt die durchschnittliche Korngröße zwischen 5 und 20 µm für Molybdändisulfid, liegt die durchschnittliche Korngröße zwischen 0,1 und 10 µm für die Aluminiumpartikeln und liegt die durchschnittliche Korngröße zwischen 10 und 50 µm für die Kohlenstoffpartikeln.
Es wurde die Herstellung des asbestfreien Reibungsglied gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei eine Druckplatte wie in dem bestehenden Verfahren durch das Stanzen eines Metallblechs zu einer vorbestimmten Form gebracht, entfettet und mit einem Primer behandelt wird und dann mit einem Kleber beschichtet wird. Eine ausreichend gemischte Zusammenstellung von Rohmaterialien einschließlich von Verstärkungsfasern wie etwa wärmebeständigen organischen Fasern oder Metallfasern, einem organischen oder anorganischen Füllstoff, einem Reibungsmodifikator und einem wärmehärtenden Harzbindemittel oder aber ein vorgeformtes Produkt, das durch das Mischen der oben genannten Rohmaterialien und das Formen derselben bei einer normalen Temperatur unter einem vorbestimmten Druck (Vorformen) vorbereitet wurde, wird dann in dem Schritt zum Thermoformen in einer Thermoform mit einer vorbestimmten Temperatur und einem vorbestimmten Druck geformt, um die beiden Glieder fest miteinander zu verbinden, wobei dann eine Nachaushärtung und eine Endbearbeitung durchgeführt werden.
[Beispiel]
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf Beispiele näher beschrieben, wobei der Erfindungsumfang jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
<Beispiele 1 bis 6>

Die Tabelle 1 zeigt Mischformeln für neun Typen von Vormischungen, die für die zweite Reibungsmaterialschicht in dem Reibungsmaterial der Erfindung verwendet wird. Insbesondere wurden Chlorobutylkautschuk, Silikonkautschuk, NBR-Kautschuk, Stahlfasern, Aramidfasern, Zellulosefasern, Calciumcarbonat, Bariumsulfat und ein Vulkanisierungsbeschleuniger (MBTS) mit jeweils verschiedenen Verhältnissen unter Erwärmung durch eine Knetmaschine geführt und zu Kügelchen mit einer amorphen Form und einer Größe zwischen 1 und 3 mm geformt. Tabelle 1: Mischungsbeispiele für die Vormischung (vol%)

	#1	#2	#3	#4	#5	#6	#7	#8	#9
Chlorobutylkautschuk	10,0	20,0	30,0			40,0	60,0	30,0	97,0
Silikonkautschuk				30,0
NBR-Kautschuk					30,0
Stahlfaser	29,5	19,0	19,0	19,0	19,0	18,5	18,0
Aramidfaser	30,0	30,0	25,0	25,0	25,0	20,0	10,0
Zellulosefaser	30,0	30,0	25,0	25,0	25,0	20,0	10,0
Calciumcarbonat								34,0
Bariumsulfat								34,0
Vulkanisierungsbeschleuniger (MBTS)	0,5	1,0	1,0	1,0	1,0	1,5	2,0	1,0	3,0

Die Tabelle 2 gibt die Mischvorbereitungen des Reibungsmaterials der Erfindung und das Ergebnis eines Tests für das Reibungsmaterial wieder. Das Reibungsmaterial war ein asbestfreies Reibungsmaterial das ein Bindemittel (Phenolharz), einen Füllstoff (Calciumcarbonat, Bariumsulfat, usw.), ein Schmiermittel (Graphit, usw.), ein Schleifmittel (Metalloxid, usw.), organische Fasern (Aramidfasern, usw.), Metallfasern (Stahlfasern, usw.) und Metalle umfasst. Weiterhin wurden als Mischzusammensetzung für die zweite Reibungsmaterialschicht ein Bindemittel (Phenolharz), ein Füllstoff (Calciumcarbonat), Bariumsulfat, usw., Aramidfasern und eine Vormischung mit dem Verhältnis der Zahlenwerte von Tabelle 2 gemischt. Als Vormischung wurde das Mischbeispiel 3 in Tabelle 1 für die Beispiele 1 bis 5 und das Mischbeispiel 9 für das Beispiel 6 verwendet. Tabelle 2: Mischbeispiel (bei Verwendung der Vormischung #3) (vol%)

Mischung		Beispiel							Vergleichs-beispiel
Mischung		1	2	3	4	5		6	1	2
Erste Reibungsmaterialschicht	Material mit geringer Stahlreibung*	100	100	100	100	100		100	100	80
Erste Reibungsmaterialschicht	Vormischung	-	-	-	-	-		-	-	20
Zweite Reibungsmaterialschicht	Phenolharz	20	20	20	20	20		20	20	20
	Füllstoff (Calciumcarbonat)	25	20	15	10	5		15	30	30
	Füllstoff (Bariumsulfat)	25	20	15	10	5		15	30	30
	Aramidfaser	20	20	20	20	20		20	20	20
	Vormischung	10	20	30	40	50		30(#9)	0	0
Vergleich der Reibungsleistung	µ	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42		0,42	0,42	0,40
Vergleich der Reibungsleistung	Fading (min µ)	0,28	0,3	0,3	0,3	0,3		0,3	0,28	0,22
	Geräusch	Quietschen	A	A	A	A	A	A	B	A
	Geräusch	unangenehmes Geräusch	B	B	A	A	A	A	C	A
Physikalische Eigenschaft	Teilungsstärke**		35	33	30	26	23	23	35	38
Physikalische Eigenschaft	Druckverformung (µm)***		150	155	160	165	170	175	150	165

* Material mit geringer Stahlreibung (vol%)

Phenolharz	20
Calciumcarbonat	10
Bariumsulfat	10
Cashewstaub	5
Graphit	20
Aluminiumoxid	5
Amidfaser	5
Stahlfaser	20
Kupfer	5

** Teilungsstärke bei ungefähr 19,6 kN oder mehr
** Druckverformung (AK-Standard: Verschiebungsgröße in Entsprechung zu einem Flüssigkeitsdruck von 160 bar)

A: gut

B: erfüllt die Zielsetzung

C: schlecht

(Vorbereitung eines Bremsbelags)
Nachdem eine Mischung der zweiten Reibungsmaterialschicht in Übereinstimmung mit der in Tabelle 2 genannten Formel auf einen unteren Teil einer Form gegeben wurde, wird darüber eine Mischung der ersten Reibungsmaterialschicht gegeben, wobei dieselben vorgeformt und dann einer Wärmebehandlung unterzogen, um einen Bremsbelag vorzubereiten. Das Thermoformen wurde bei einer Temperatur zwischen 100 und 170°C und bei einem Druck zwischen 20 und 80 MPa für eine Zeitdauer von 1 bis 10 min durchgeführt. Dann wurde eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 200 und 400°C für eine Zeitdauer zwischen 20 und 200 min durchgeführt. Die Dicke der ersten Reibungsmaterialschicht betrug 10 mm, und die Dicke der zweiten Reibungsmaterialschicht betrug 2 mm.
Die Reibungsleistung und der Wert der physikalischen Eigenschaft der auf diese Weise vorbereiteten neun Typen von Bremsbelägen sind ebenfalls in der Tabelle 2 angegeben. Die Reibungsleistung und der Wert der physikalischen Eigenschaft wurden in Übereinstimmung mit dem europäischen AK-Standard (Verschiebungsgröße in Entsprechung zu einem Flüssigkeitsdruck von 160 bar) gemessen. Aus dem in Tabelle 2 angegebenen Ergebnis geht hervor, dass der Anteil der Vormischung in der zweiten Reibungsmaterialschicht ungefähr 30 bis 40 vol% ausmacht und damit angemessen hinsichtlich der Teilungsstärke, der Druckverformung und der Reibungseigenschaft ist. Die Druckverformung liegt zwischen 120 und 180 µm, wobei das Ergebnis auch von der Steifigkeit des Messschiebers, usw. abhängt.
Vergleichsbeispiel 1: Es wurde keine Vormischung in der zweiten Schicht vorgesehen, wobei die Effektivität gut war, aber das Geräusch nicht gut war.
Vergleichsbeispiel 2: Es wurde eine Vormischung mit 20% in der ersten Schicht vorgesehen, wobei das Geräusch gut war, die Anti-Fadingeigenchaft jedoch aufgrund des in der Vormischung enthaltenen Kautschuks herabgesetzt war.
Wie oben beschrieben ist ein Reibungsglied gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nützlich für Bremsbeläge, Kupplungsplatten, Bremsschuhe usw. für Kraftfahrzeuge, Eisenbahnen und Industriemaschinen.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Die vorliegende Erfindung umfasst also verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definierten Erfindungsumfangs.

Claims

Asbestfreies Reibungsglied, das umfasst: ein Reibungsmaterial einschließlich eines wärmehärtenden Harzbindemittels, einer Verstärkungsfaser und eines Reibungsmodifikators, und eine Druckplatte, wobei das Reibungsmaterial einstückig mit der Druckplatte ausgebildet ist, wobei das Reibungsmaterial ein Reibungsmaterial für eine erste Schicht auf der Seite einer Reibungsfläche und ein Reibungsmaterial für eine zweite Schicht auf der Seite der Druckplatte umfasst, und wobei das Reibungsmaterial für die zweite Schicht Körner einer Vormischung enthält, die einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 8 mm aufweisen, wobei die Körner der Vormischung wenigstens ein Elastomer, einen Quervernetzer und Fasern enthalten, wobei das Reibungsmaterial für die zweite Schicht 2 bis 60 vol% der Körner der Vormischung enthalten.
Asbestfreies Reibungsglied nach Anspruch 1, wobei die Körner der Vormischung zwischen 10 und 97 vol% des Elastomers enthalten.