DE1600043C - Ringförmiger Kupplungsbelag - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Kupp- beläge um ein Ausmaß, daß sie den erwünschten hohen

lungsbelag aus einem spiralig aufgewickelten, gewebten Drehzahlen entsprechen.

Streifen aus Asbestfäden, von denen wenigstens einige Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

mit Metalldrähten verstärkt sind, und der Streifen mit besteht der Streifen vorteilhaft aus wenigstens vier

einer aus hitzehärtbarem Harz und Reibungsmaterial- 5 Schichten aus trocken gekardevsn Asbestfaserbahnen.

Füllstoff bestehenden Bindemittelzusammensetzung Der ringförmige Kupplungsbelag kann ferner aus

imprägniert und V-förmig profiliert ist und der aus den etwa 40 bi? 75 Gewichtsprozent Bindemittelfeststoffen

Windungen aufgebaute Belag zur Verfestigung zu- bestehen.

sammengepreßt und zur Aushärtung der Bindemittel- Die Bindemittelzusammensetzung kann aus etwa

Zusammensetzung mit Hitze behandelt ist. io 25 bis 75 Gewichtsprozent Kautschukfeststoffen und

Es ist bekannt, ringförmige Kupplungsbeläge aus etwa 75 bis etwa 25 Gewichtsprozent hitzehärtbaren

einem spiralig aufgewickelten gewebten Streifen gegen Harzfeststoffen bestehen.

Zerspringen infolge der Einwirkung von Zentrifugal- Die Erfindung wird durch die Zeichnung und Bekräften durch eine Metallplatte oder Faserschicht bzw. Schreibung im einzelnen erläutert. Es zeigt
Platte aus Filz oder gewebtem Material zu verstärken. 15 F i g. 1 eine Draufsicht auf einen verstärkten Kupp-Der Nachteil bei der Verwendung einer Metallplatte lungsbelag nach der Erfindung,
besteht in der vergrößerten Trägheit, die ein ent- F i g. 2 eine Seitenansicht eines solchen Kupplungssprechend größeres Drehmoment erfordert. Weitere belages nach der Erfindung,

Nachteile solcher metallischer Verstärkungsplatten F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Seiten-

sind die Schwierigkeiten, eine flache Platte innerhalb 30 ansieht des Kupplungsbelages von F i g. 2, wobei ein

der geforderten Dimensionstoleranzen zu bekommen, Teil des Belages weggebrochen ist, um dessen Struktur

sowie die erhöhten Kosten. Kupplungsbeläge, die zu zeigen,

durch eine Faserschicht bzw. Platte aus Filz oder ge- F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt einer bevor-

webtem Material verstärkt sind, wie sie beispielsweise zugten Form eines Asbestfasergewebes mit metalli-

in der USA.-Patentschrift 2 640 79i> beschrieben sind, as sehen Verstärkungsdrähten, das in dem Kupplungs-

sind zwar relativ preiswert herzustellen und besitzen belag nach der Erfindung verwendet werden kann,

auch eine erhöhte Bcrstfestigkeit, jedoch reicht diese und

noch nicht aus, um den sehr hohen Drehzahlen ^e- F i g. 5 einen vergrößerten Ausschnitt einer bevor-

recht zu werden, i^nen Kupplungsbeläge in neueren zugten Form einer Verstärkungsschicht des Kupp-

Kraftfahrzeugen ausgesetzt sind. 30 lungsbelages nach der Erfindung, bestehend aus

Durch die USA.-Patentschrift ^096 692 ist ferner Asbestfaserbahnen und einem offenmaschigen Glasein ringförmiger Kupplungsbelag a¹ s einem spiralig gewebe.

aufgewickelten, gewebten Streifen aus Asbestfäden In der Zeichnung und speziell in den F i g. 1 und 3 bekanntgeworden, die durch Metalldrähte verstärkt bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen Kupplungsbelag, sind. Der gewebte Streifen ist in einen V-förmigen 35 der aus einem aufgewickelten, vielschichtigen Streifen Querschnitt gebracht, wobei benachbarte Windungen mit wenigstens einer Schicht 11 aus einem Gewebe mit des Streifens ineinandergreifen und zur Verfestigung Metalldrähten 12, die mit weni,^iens einigen der des Belages zusammengepreßt sind. Außerdem ist Stränge des Gewebes verbunden sind, und mehreren dieser Streifen mit einer Bindemittelzusammensetzung Verstärkungsschichten 13 aus dünnen, flexiblen, verimprägniert, die zur Aushärtung mit Hitze behandelt 40 festigten und verdichteten, trocken gekarucien Asbestwird. Die Berstfestigkeit solcher Kupplungsbeläge ist faserbahnen besieht. Jn F i g. 3 sind die Schichten 13 jedoch ebenfalls relativ begrenzt und erlaubt nur mit einem Glasfasertuch 16 verstärkt dargestellt, was Drehzahlen bis zu etwa 8000 U/min, was in vielen nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Die ver-Fällen nicht mehr ausreichend ist. schiedenen Schichten sind miteinander durch eine

Durch die USA.-Patentschrift 2 943 010 ist es 45 Bindemittelzusammensetzung verbunden, die aus

schließlich bekannt, trocken gekardete Asbestfasern einem hitzehärtbaren Harz und einem Reibungsmate-

mit einem offenmaschigen Glasgewebe zu ver- rialfüllstoff besteht,

stärken. · In F i g. 3 sind die Schichten U und 13 in Längs-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die richtung in Zickzackform gefaltet im Querschnitt ge-

Bcrstfestigkeit der eingangs bezeichneten ringförmigen 50 zeigt, wobei einander benachbarte Windungen inein-

Kupplungsbelägc wesentlich zu erhöhen, damit sie bei andergeschachtelt sind. Obwohl nicht dargestellt, ist es

höheren Drehzahlen (in der Größenordnung von verständlich, daß die betreffenden Schichten in Längs-

10 000 ü/min und darüber) eingesetzt werden können. richtung auch so geformt sein können, daß sie andere

Gleichzeitig sollen diese Kupplungsbeläge relativ deformierte Querschnitte liefern, die beispielsweise

preiswert hersteilbar sein. 55 W-Form oder eine gebogene Form besitzen können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Als weitere Alternative kann der Kupplungsbelag

ringförmigen Kupplungsbelag der eingangs bezeich- auch aus Streifen oder Schichten bestehen, die im

neten Art dadurch gelöst, daß der Streifen zusätzlich wesentlichen eben sind.

mehrere Schichten aus dünnen, flexiblen, verfestigten Die Kupplungsbeläge sind mit Nietlöchern 14 mit

und verdichteten, trocken gekardclen Asbestfaser* Ίο Vertiefungen 15 für die Niet köpfe, beispielsweise

bahnen enthält und jede Schicht in an sich bekannter durch Einbohren, versehen, um Niete für die Befesti·

Weise durch ein offenmaschiges Glasgewebe verstärkt gung der Beläge auf einer geeigneten, nicht gezeigten

iit, wobei die Asbestfasern an den Fasern des Glas* Kupplungsplattc anzubringen,

gewebes verankert sind und die Maschen des Glas* Bei der Herstellung des Materials für die Schich*

gewebes ausfüllen. 6$ ten II können die Garne aus Asbestfasern allein oder

Dieie Schichten aus Asbestfaserbahnen, die ihrer* Mischungen mit anderen Fasern, wie Baumwolle,

seit« durch das offenmaschige Glasgewebe verstärkt Wolle, Rayon, Leinen oder Jute, bestehen. Beim

lind, erhöhen die Rersifesiigkeit solcher Kupplung*· Weben der die Schichten 11 bildenden Gewebe können

Verstärkungsfaden oder Stränge irgendeines der obengenannten Fasermaterialien verwendet werden.

Die Garne bestehen aus Asbestfasern oder Gemischen von Asbestfasern und anderen Fasern, wie Baumwollfasern, und sie sind mit feinen Metalldrähten aus Messing, Kupfer, Zink, Blei oder anderem Metall verstärkt. Diese Form eines Gewebes ist in den F i g. 3 und 4 erläutert, wo das Gewebe der Schichten 11 aus Asbest-Kettfäden und Asbest-Schußfäden besteht, von denen erstere mit Messingdrähten 12 ver- to stärkt sind. Obwohl lediglich die Kettfaden mit Drähten 12 verstärkt dargestellt sind, können auch die Schußfäden so verstärkt sein.

Ein Beispiel eines speziell für die Herstellung der Schichten 11 verwendbaren Gewebes besteht aus Kettfäden und Schußfäden, die aus einem Gemisch von eiwa 75 Gewichtsprozent Asbest-Spinnfasern und 25 Gewichtsprozent organischen Fasern, wie Baum-ν nilfasern, bestehen, die mit Messingdraht mit einem Durchmesser von 0,2 mm verstärkt sind.

Die Gewebeschicht wird dann mit einer Bindemittelzusammensetzung imprägniert, die aus einem liitzehärtbaren Harz und Reibungsmaterial-Füllstoff besteht, und mit Schichten 13 geschichtet.

Die Bindemittelzusammensetzung, mit der das Ge-■webe, aus dem die Schichten 11 bestehen, imprägniert wird, besteht aus einem hitzehärtbaren Harz, speziell einem Harz vom Phenoltyp, wie Phenolaldehyden, und speziell Phenolformaldehyd, die, falls erwünscht, ölmodifiziert sein können.

Die Bindemittelzusammensetzung enthält zusätzlich zu dem hitzehärtbaren Harz Kautschuk. Der Kautschukbestandteil des Bindemittels kann entweder Naturkautschuk oder ein synthetischer Kautschuk, wie Polychloropren, Butadien-Styrol-Mischpolymer. Butadien-Acrylnitril-Mischpolymer, eine der jüngst entwickeln KohlenwasserstofF-Kautschukarten, wie jene Mischpolymere von Äthylen, Propylen und einem dritten Monomer, wie Dicyclopentadien, das die ungesättigten Bindungen für die Härtung liefert, sein.

Die Bindemittelzusammensetzung enthält auch einen herkömmlichen Reibungsmaterialfüllstoff. Solche Füllstoffe bestehen gewöhnlich aus anorganischen Materialien, wie Bleiglätte und Baryten, oder einem organischen Material, wie Teilchen aus polymerisiertem Marknußöl.

Typische Bindeniittelzusammensetzungen, die speziell für die Imprägnierung der Schichten 11 und 13 geeignet sind, sind folgende, wobei die Verhältnisse als Gewichtsteile angegeben sind:

Kautschuk (Butadien-Styrol-Mischpolymer) 5 bis 15

Kautschukbeschleuniger .... 0,05 bis 0,5

Schwefel 1 bis 12

Baryte 30 bis 50

Bleiglätte 10 bis 40

Graphit 0,5 bis 10

Phenolformaldehydharz 5 bis 15

55

60

Die Bindemittelzusammensetzung enthält etwa 2:5 bis 75°/o Kautschukfeststoffe und etwa 75 bis 25°/„ hitzchärtbarc HatJeststoffe, bezogen auf das Gesamt· gewicht der beiden Bestandteile.

Das Gewebe, aus dem die Streifen der Schichten 11 bestehen, können ;n^;t dem Bindemittel in der Weise imprägniert werden, daß man das Gewebe durch eine r d Bindemittels führt und dann mit geeigneten

Mitteln, wie beispielsweise Quetschwalzen, den Überschuß entfernt. Das Gewebe wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Lösungsmittel entfernt wird, die jedoch unterhalb der für das Harz erforderlichen Härtungsiemperalur liegt.

Nach dem Schichten des imprägnierten Gewebes mit den Schichten 13 können sie spiralig zu einer Rolle des gewünschten Durchmessers aufgerollt und zu aufgewickelten Ringscheiben irgendeiner Dicke zerschnitten werden, je nacr der erwünschten Dicke für den fertigen Kupplungsbelag.

Die Verstärkungsschichten 13 bestehen aus dünnen, flexiblen, verfestigten und verdichteten Asbestfaserbahnen. Diese können in der Weise hergestellt werden, daß man ein Gemisch von Asbestfasern in einer in der Textilindustrie bekannten Weise kardet. Asbestfasern, die für solch eine Verwendung geeignet sind, sind Chrysotil, Crocidolit oder Amosit. Die Länge der verwendeten Asbestfasern kann wischen etwa 0,3 und 3,8 cm liegen oder langer sein, wobei die bevorzugte Durchschnittslänge bei etwa 0,9 cm liegt. Obwohl die Fasern in Längsrichtung des Gewebes infolge der Kardung etwas orientiert sind, besitzen die Fasern in de_;. Bahnen in der Hauptsache eine ungeordnete Ausrichtung, und diese ungeordnete Ausrichtung spielt eine wichtige Rolle für die innige Verbindung der Asbestfasevn miteinander.

In den F i g. 3 und 5 der Zeichnung sind die Streifen aus trocken gekardeten Asbestfaserbahnen, aus denen die Verstärkungsschichten bestehen, außerdem durch ein offenmaschiges Glasgewebetuch 16 verstärkt. Solch eine Verstärkung kann in der Weise erfolgen, daß man die trocken gekardetc Asbestfaserbahn und das Glasfasertuch zusammenbringt und sie zwischen einem Paar von Walzen hindurchführt, wobei die beiden Schichten zusammengepreßt und die trocken gekardeten Asbestfasern veranlaßt werden, die Maschen des Glasfasertuches zu füllen und sich untereinander und mit den Garnen des Glasgewebes zu verbinden. Auf das Glasfasergewebe werden die trocken gekardeten Asbestfasern auf beiden Seiten aufgebracht, wobei die Asbestfasern und die Garne des Giasgewebes ineinander verankert werden, indem man die zusammengesetzte Einheit zwischen Druckrollen hindurchführt, wie oben beschrieben ist. Die Dicke des verstärkten Gewebematerials liegt gewöhnlich im Bereich zwischen etwa 0,25 und 0,38 mm.

Die trocken gekardeten Asbestfaserbahnen können insgesamt aus Asbestfasern oder aus Mischungen von Asbestfasern mit Trägerfasern, wie Rayon, Baumwolle, Nylon, Dacron, Orion usw., bestehen. Sowohl natürliche wie auch synthetische Trägerfasern körnen verwendet werden. Die Länge dieser Trägerfasern kann die gleiche sein, wie sie oben im Zusammenhang mit den Asbestfasern erwähnt wurde. Ein speziell gebräuchlich!.» Fasergemisch ist ein solches, das zu 75 Gewichtsprozent aus Asbestfasern und zu 25 Gewichtsprozent aus Trägerfasern, wie Baumwollfasern, besteht.

Glastuch aus Glasgarnen verschiedener Größe können verwendet werden. Einige Beispiele von Garngrößen sind dteGrö3e 150, bei der 13,7km (15000Yard) auf 454 g (1 Pfund) kommen, die Größe 225, bei der 20,6 km (22 500 Yard) auf 454 g (1 Pfund) kommen, sowie die Größe 45Ό, bei der 41,1km (45 000 Yard) auf 454 g (1 Pfund¹* kommen. Ein bevorzugtes Glasfasertuch besitzt die Garngröße 150.

Ein Glastuch mit 20 Garnen pro 2,5 cm (1 Inch)

sowohl der Kettfaden wie auch der FUllfäden ist besonders zufriedenstellend. Dennoch können Glasgewebe unter Verwendung einer größeren Zahl von Garnen pro Zentimeter sowohl für die Kettfaden wie auch für die Füllfäden verwendet werden, vorausgesetzt, daß eine ausreichende Maschenfläche vorliegt, um die Asbestfasern in den Maschen des Glasgewebes zu verankern. Zusammengesetzte Gewebe können nach verschiedenen Webmethoden für Glastuch hergestellt werden.

Wenn erwünscht, können die trocken gekardeten Asbestfaserbahnen, ob mit Glasgewebe verstärkt oder nicht, einem Schlichtungsverfahren durch Eintauchen des Materials in eine verdünnte Lösung eines Schlichtungsmittels, wie Stärke, unterzogen werden. Das Schlichten wird so kontrolliert, daß etwa 1 bis 2 Gewichtsprozent Schlichtungsfeststoffe in die Bahnen eingearbeitet werden, die dabei in einem porösen Zustand bleiben, so daß sie leicht mit einer Bindemittelzusammensetzung imprägniert werden können.

Die trocken gekardete Asbestfaserbahn wird mit einer Bindcmittelzusammer.setzung imprägniert, wie sie für die Imprägnierung der Schichten 11 verwendet wird. Die Schichten 11 und 13 enthalten etwa 40 bis 75°/₀ Bindemittelfeststoffe, bezogen auf das Gesamtgewicht. Die trocken gekardete Asbestfaserbahn, die die Verstärkungsschichten 13 bildet, kann mit Bindemittelzusammensetzung in der gleichen Weise imprägniert werden, wie sie in Verbindung mit dem Gewebe für die Verwendung als Schichten 11 beschrieben wurde.

Die getrockneten, imprägnierten Bahnen aus Gewebe, aus denen die Schichten 11 bestehen, werden mit getrockneten, imprägnierten Bahnen aus trocken gekardeten Asbestfasern, aus denen die Verstärkungsschichten 13 bestehen, so kombiniert, daß wenigstens vier Schichten der letzteren pro Schicht der ersteren vorliegen. Wenn die Schichten 13 mit gewebtem Glasfasertuch verstärkt sind, werden weniger solche Schichten benötigt, um eine bestimmte Berstfestigkeit zu erhalten. Es können so viel wie ein Dutzend oder mehr Verstärkungsschichten 13 pro Schicht 11 vorliegen, speziell, wenn die Schichten 13 nicht mit Glasgewebe verstärkt sind.

Der Streifen, der aus der Kombinierung der Schichten 11 und 13 resultiert, wird dann spiralig zu dem erwünschten Durchmesser aufgewickelt und zu aufgewickelten Ringscheiben der erwünschten Dicke zerschnitten.

Jede aufgewickelte Ringscheibe wird dann mit geeigneten Einrichtungen Hitze und Druck ausgesetzt, beispielsweise in einer Form, um den Belag zu verdichten, und /u veranlassen, daß die Bindemittelzusammensetzung in die Windungen einfließt und eindringt und sich mit ihnen verbindet, und daß das Harzbindemittel und, wenn vorhanden, der Kautschuk, in der Hitze aushärtet. Anschließend wird der erhaltene Kupplungsbelag einer Nachbearbeitung, beispielsweise einer Oberflächenschleifung, unterzogen. Die Nietlöcher 12 können während des Formens einge formt werden oder anschließend durch Bohren und Anbringen der Vertiefungen für die Nietköpfe hergestellt werden.

Die Dicke des Kupplungsbelages kann durch entsprechendes Variieren der Dicke der aufgewickelten Ringscheiben aus den Schichten 11 und 13 vor dem Pressen veränderlich gestaltet werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ringförmiger Kupplungsbelag aus einem ίο spiralig aufgewickelten, gewebten Streifen aus Asbestfäden, von denen wenigstens einige mit Metalldrähten verstärkt sind, und der Streifen mit einer aus hitzehärtbarem Harz und Reibungsmaterial-Füllstoff bestehenden Bindemittelzusammen-

»5 setzung imprägniert und V-förmig profiliert ist und der aus den Windungen aufgebaute Belag zur Verfestigung zusammengepreßt und zur Aushärtung der Bindemittelzusammensetzung mit Hitze behandelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen zusätzlich mehrere Schichten (13) aus dünnen, flexiblen, verfestigten und verdichteten, trocken gekardeten Asbestfaserbahnen enthält und jede Schicht (13) in an sich bekannter Weise durcli ein offenmaschiges Glasgewebe (16) verstärkt ist.

wobei die Asbestfasern an den Fasern des Glasgewebes (16) verankert sind und die Maschen do Glasgewebes ausfüllen.

2. Kupplungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus wenigster/

vier Schichten aus trocken gekardeten Asbestfaser bahnen besteht.

3. Kupplungsbelag nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kupp lungsbelag aus etwa 40 bis 75 Gewichtsprozent

Bindemittelfeststoffen besteht.

4. Kupplungsbelag nach Anspruch 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Bindemittel/usam mensetzung aus etwa 25 bis 75 GewicK;prozen Kautschukfeststoffen und etwa 75 bis etwa 2 S üe wichtsprozent hitzehärtbaren Harzfeststoffen be steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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