Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkörpers für Bremsen
und Kupplungen Zusatz zur Patentanmeldung St 16099 VI b / 80 b
(Auslegeschrift
1150 918)
In der Hauptpatentanmeldung St. 16 099 IV b / 80 b
ist
ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Reibkörpern für Bremsen, Kupplungen
od. dgl. erläutert, bei welcho-ra ein trockenes Gemenge aus anorganischen Fasern,
Glasbildnern, Metallpulvern und/oder Metalloxydpulvern und gegebenenfalls Graphit-,
Sulfid- und/oder Bomitridpulver zu Formkörpern verpreßt und sodann bei relativ niedrig
liegenden Temperaturen gebrannt wird. Das keramische Brennen kann hierbei durch
ein Heißpreßverfahren ersetzt sein, bei welchem im zu pressenden Material Temperaturen
erreicht werden, die im gleichen Intervall wie beim keramischen Brennen, nämlich
bis 550 oder bis etwa 650' C liegen. Die Metallpulver können auch
Metallegierungspulver sein, z. B. Bronze- oder Messingpulver.Process for the production of a ceramic friction body for brakes and clutches Addendum to patent application St 16099 VI b / 80 b (Auslegeschrift 1150 918) In the main patent application St. 16 099 IV b / 80 b a process for the production of ceramic friction bodies for brakes, clutches or Like. Explains how in Welcho-ra a dry mixture of inorganic fibers, glass formers, metal powders and / or metal oxide powders and optionally graphite, sulfide and / or boron nitride powder is pressed into molded bodies and then fired at relatively low temperatures. Ceramic firing can be replaced by a hot pressing process, in which temperatures are reached in the material to be pressed which are in the same range as in ceramic firing, namely up to 550 or up to about 650.degree . The metal powders can also be metal alloy powders, e.g. B. bronze or brass powder.
Ein derartiger Reibkörper muß, insbesondere für den Einsatz als Bremskörper
in schnellen Fahrzeugen, die folgenden Eigenschaften aufweisen: 1. Temperaturbeständigkeit
bis etwa 500' C,
2. Unempfindlichkeit gegen scharfe Temperaturschwankungen,
3. gute Wärmeleitfähigkeit (wegen 2. sowie zur raschen Fortleitung der Reibungswärme),
4. hohe Reibzahl von mindestens 0,3,
5. geringe Abhängigkeit
dieser Reibzahl von der Temperatur, und zwar bis herauf auf 400 oder 500.
C, 6. Unabhängigkeit der Reibzahl von der Relativgeschwindigkeit zwischen
dem Reibkörper und seinem Gegenkörper, 7. geringe Abhängigkeit der Reibzahl
bei Benetzung des Reibkörpers durch Wasser, Öl,
Schmutz od. dgL,
8. geringe Empfindlichkeit der Reibzahl beim Einsatz verschiedenartiger Werkstoffe
für den Gegenreibkörper, 9. mechanische Widerstandsfestigkeit, somit auch
geringen a Abrieb, 10. sehr geringe Verschleißwirkung auf den zugehörigen
Gegenreibkörper, daher 11. eine mittelgroße Härte im gesamten Werkstoff,
12. dichtes Gefüge, 13. geringe Sprödigkeit, insbesondere also Schlagfestigkeit
und Kantenfestigkeit, 14. niedrigen Preis.Such a friction body, especially for use as a braking body in fast vehicles, must have the following properties: 1. Temperature resistance up to about 500 ° C, 2. Insensitivity to sharp temperature fluctuations, 3. Good thermal conductivity (because of 2. and for the rapid dissipation of frictional heat ), 4. high coefficient of friction of at least 0.3, 5. low dependence of this coefficient of friction on the temperature, up to 400 or 500. C, 6. independence of the coefficient of friction from the relative speed between the friction body and its counter body, 7. low dependency of the coefficient of friction when the friction body is wetted by water, oil, dirt or the like, 8. low sensitivity of the coefficient of friction when using different types of materials for the counter friction body, 9. mechanical resistance, thus also low a abrasion, 10. very low wear effect on the associated counter friction body, therefore 11. a medium hardness in the entire material, 12. dense structure ge, 13. low brittleness, especially impact resistance and edge strength, 14. low price.
Bei der Verwendung eines Reibkörpers in Bremsen ortsfester Maschinen
oder in mechanischen Maschinenkupplungen sind die Anforderungen im allgemeinen etwas
weniger hoch, jedoch liegen sie in der gleichen Richtung. Beispielsweise wird auf
die Anforderungen laut den Punkten 2 und 6 seitens der Anwender kein oder
nur ein geringer Wert gelegt, bisweilen ist es sogar erwünscht, wenn die Reibzahl
für derartige, Anwendungszwecke mit abnehmender Relativgeschwindigkeit in merklichem
Maße zunimmt.When a friction body is used in brakes of stationary machines or in mechanical machine clutches, the requirements are generally somewhat less stringent, but they are in the same direction. For example, the user attaches little or no importance to the requirements according to points 2 and 6 , sometimes it is even desirable if the coefficient of friction for such applications increases significantly with decreasing relative speed.
Reibkörper, die laut Hauptpatentanmeldung hergestellt und sodann in
längeren Versuchsfahrten und auf einem amtlichen Prüfstand erprobt wurden, entsprachen
den obigen Punkten 1 bis 13 und haben sich somit in der Praxis bewährt.
Um jedoch den verschiedenartigen Anforderungen seitens der Verbraucher, der Behörden
und der Industrie gerecht werden zu können, insbesondere hinsichtlich des Wertes
für die Reibzahl und der Art ihrer betrieblichen Abhängigkeit von Temperatur und
Relativgeschwindigkeit sowie, hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit des keramischen
Werkstoffes" und zwar sowohl als Bremskörper in Fahr- und Flugzeugen und in ortsfesten
Maschinen als auch als Drehmomentübertrager in mechanischen Reibkupplungen, od.
dgl., hat es sich als notwendig erwiesen, die Bereiche für die in der Hauptpatentanmeldung
genannten vier Gruppen von Versatzkomponenten gegenüber den dort genannten Bereichen
noch zu erweitern.
Erfiadungsgemäß bestehen daher von
je 100 Gewichtsteilen eines trockenen Versatzgemenges 10 bis
80 Gewichtsteile aus Asbest- oder sonstigen anorganischen Fasern,
0 bis 60 Gewichtsteile aus Glasfritte bzw. Glasbildnern,
0 bis 70 Gewichtsteile aus Metallpulvem und/oder Metalloxydpulvem,
0 bis 30 Gewichtsteile aus Sulfiden, Nitriden od. dgl.Friction bodies, which were manufactured according to the main patent application and then tested in longer test drives and on an official test bench, corresponded to points 1 to 13 above and have therefore proven themselves in practice. However, in order to be able to meet the various requirements on the part of consumers, authorities and industry, in particular with regard to the value for the coefficient of friction and the nature of its operational dependence on temperature and relative speed as well as with regard to the thermal conductivity of the ceramic material "both as a brake body In vehicles and aircraft and in stationary machines as well as torque transmitters in mechanical friction clutches, or the like, it has proven necessary to expand the areas for the four groups of offset components mentioned in the main patent application compared to the areas mentioned there. According to the invention, therefore, out of every 100 parts by weight of a dry batch mixture, 10 to 80 parts by weight consist of asbestos or other inorganic fibers, 0 to 60 parts by weight of glass frit or glass formers, 0 to 70 parts by weight of metal powder and / or metal oxide powder, 0 to 30 parts by weight from sulfides, nitrides or the like.
Hierbei gilt hinsichtlich der drei Nullwerte bei der zweiten, dritten
und vierten Gruppe die Maßgabe, daß jeweils mindestens zwei Gruppen dieser drei
letzten Gruppen einen von Null verschiedenen Wert fär den Gewichtsanteil aufzuweisen
haben.The following applies here with regard to the three zero values for the second, third
and fourth group, the proviso that at least two groups of these three
the last groups to have a non-zero value for the weight fraction
to have.
Die Weiterverarbeitung erfolgt in entsprechender Weise, wie in der
Hauptpatentannieldung angegeben. Die Metallpulver werden, auch zu mehreren vermischt
oder legiert, vorzugsweise aus den folgenden Metallen ausgewählt: Eisen und Eisenmetalle,
Kupfer, Bronze, Messing, Zink, Zinn, Aluminium, Titan, Antimon, Wismut, Molybdän,
Kadmium und Blei.Further processing takes place in the same way as in the
Main patent grant indicated. The metal powders are mixed, also in several
or alloyed, preferably selected from the following metals: iron and ferrous metals,
Copper, bronze, brass, zinc, tin, aluminum, titanium, antimony, bismuth, molybdenum,
Cadmium and lead.
Als Metalloxydpulver haben sich bewährt: Pulver aus Titan-, Antimon-,
Zink-, Zinn- und/oder Bleioxyd, auch zu mehreren vermischt.The following have proven to be metal oxide powders: Powders made from titanium, antimony,
Zinc, tin and / or lead oxide, also mixed together.
Die in der vierten Versatzgruppe genannten Sulfidpulver können beispielsweise
aus Mo-, Sb-, Pb-, Sn-, Zn- und/oder Cd-Sulfidpulvem bestehen.The sulfide powders mentioned in the fourth offset group can consist, for example, of Mo, Sb, Pb, Sn, Zn and / or Cd sulfide powders.
»Trocken« bedeutet in bezug auf die obige Versatzbemessung, daß die
Pulver usw. nicht einem gesonderten Trocknungsvorgang unterworfen wurden, sondern
daß sie mit so viel Wasser behaftet in den Versatz gelangen können, wie sie auf
Grund eventuellen hygroskopischen Eigenschaften ungehindert aus der Umgebung haben
aufnehmen können. Da einige der in Betracht kommenden Sulfide oder der sulfidbildenden
Versatzanteile in ausreichendem Maße bindend zu wirken vermögen, so ist das Hinzufügen
eines gesonderten PlastifIzierungsmittels bisweilen überflüssig. Daher wurde im
nachstehenden Patentansprach 1 das im Patentanspruch 1 der Hauptpatentanmeldung
gewählte Wort »plastifLziert« und »vermischt« ersetzt.In relation to the above offset measurement, "dry" means that the powders etc. were not subjected to a separate drying process, but that they can get into the offset with as much water as they can absorb from the environment without hindrance due to possible hygroscopic properties can. Since some of the sulfides or the sulfide-forming backfill components are able to have a sufficiently binding effect, it is sometimes unnecessary to add a separate plasticizing agent. Therefore, in the following patent claim 1, the word "plastified" and "mixed" selected in patent claim 1 of the main patent application has been replaced.