DE2300927B2 - Form zum pressen von fahrzeug- reibungselementen - Google Patents

Description

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Erst die Erfindung offenbart, daß man für die hohe Asbestfasernanteile aufweisenden Reibungselemente mit einer ganz besonderen Siebanordnung arbeiten muß, um die gewünschte Kaltpressung mit nachfolgender Aushärtung außerhalb der Form vornehmen zu können. Bisher hat man derartige Mischungen, die man im übrigen vor der Pressung auch trocken halten kann u;.<J nicht zeitraubender Vorbearbeitung zum klebrigmachen der Harzbestandteile wie nach der USA.-Patentschrift 33 34 163 zu unterwerfen ist, nur unter gleichzeitiger Anwendung von hohem Druck und hoher Temperatur so verarbeiten können, daß eine unerwünschte Aufspaltung hinterher nicht stattfand. Es wird auch aufgezeigt, daß man beispielsweise bei Anwendung eines einzelnen Metallblechsiebs für den hier vorliegenden Anwendungsfall nicht arbeiten kann, weil sich bei dem extrem hohen Arbeitsdruck das gelochte Siebmaterial in die Durchlässe der Formteile hineindrückt. Seibit bei Anwendung von zwei gelochten Mctallblcchsieben konnte man nur einige wenige Arbeitshübe ausführen, bis die Durchlässe blockiert waren. Erst die Kombination der beiden Metallblechsiebe mit dem Papierblatt hat sich als brauchbar erwiesen. Auch Gewebe und Leder haben nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen geführt, da diese Materialien zum Bersten neigten und dann die Poren verstopften. Darüberhinaus ist Papier im übrigen wesentlich billiger.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Es folgt nun die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand von Zeichnungen. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Preßform, mit den Siebelementen

Fig. IA eine perspektivische Ansicht des Preßslempels,

Fig. IB eine Bodenansicht des Preßstempels und

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Bremsbacke für ein Schienenfahrzeug, die mit der Preßform gemäß der Erfindung hergestellt werden kann.

Es sei zunächst ein Beispiel einer zur Herstellung von Fahrzeugreibungselementen dienenden Mischung angegeben, rüe mit der Form gemäß der vorliegenden Erfindung kalt zu einem selbsttragenden Körper gepreßt werden soll:

Bestandteil

Anteil Bevorzugter

Anteil

(Gewichts- (Gewichtsprozent) prozent)

Phenolformaldehydharz
Gußeisenteilchen (Teilchengröße zurückgehalten von
Prüfsieb mit 120 Maschen
je 25,4 mm Länge)
Graphitteilchen (durch ein
Prüfsieb mit 60 Maschen
je 25,4 mm Länge durchgehend) (zurückgehalten von
einem Prüfsieb mit 325 Maschen je 25,4 mm Länge)
Asbestfasern
Reibungsmodifikatoren
(Baryt oder Aluminiumoxyd,
95% durchgehend durch ein
Prüfsieb mit 325 Maschen
je 25,4 mm Länge)

14 bis 24 24

12 bis 30 17,5

20 bis 55
8 bis 17

21

8,8

Koks (durchgehend durch
ein Prüfsieb mit 20 Maschen
je 25,4 mm Länge)

0 bis 30 29

Das Phenolformaldehydharz ist wärmehärtbar (Härtung durch Hexamethylentetramin). Die Trockenbestandteile des Beispiels werde zu einer homogenen Mischung miteinander vermischt, und eine abgemessene Menge 10 (Fig. 1) wird auf der Oberseite

ίο eines mit Löchern YlA versehenen Stahltragkörpers 12 angebracht, der komplementär zu einem Bauteil 13 ausgebildet und angeordnet ist, der den Boden eines Gesenkteils 15 bildet.

Zum Zusammenpressen der Mischung dient ein Preßstempel 20. Der auszuübende Enddruck beträgt etwa 3500 kp/cm², und die Ausübung des Drucks ist sofort nach Erreichen dieses Werts zu beenden.

Das dargestellte Werkstück ist eine Schienenfahrzeug-Bremsbacke 30, die den Stahltragkörper 12 und den verdichtenden Preßkörper 10 A umfaßt.

Nach der Kaltpressung ist der so hergestellte, selbsttragende Körper etwa 10 h lang einer Wärmebehandlung auszusetzen. Während dieser Zeit wird die Temperatur von etwa 150 C auf etwa 230 C erhöht. Ein geringer Druck in der Größenordnung von 0,14 kp cm² wird ausgeübt, um die Homogenität der Anordnung zu gewährleisten. Die obere Temperatur wird dann für weitere 6 h aufrechterhalten, was zur vollständigen Härtung des Phenolformaldehydharz-Bindemittels führt.

Für das Fntweichenlassen der Luft aus der zu pressenden Mischung haben die Seilen- und Endwände des Druckstempels 20 Nuten 32 (Fig. 1 A), wobei die Nuten quer über die Bodenfläche und Wandflächen des Druckstempels fortgesetzt sind, wie es in den Fig. I A und 1 B gezeigt ist. Damit das Entweichen der Luft nicht behindert wird, wird eine Kombination von Siebelementen zwischen der zu pressenden Mischung und der Bodenwand des Druckslempcls angeordnet.

Die Siebelemente umfassen ein als oberstes in dem Formhohlraum angeordnetes gelochtes Metallblech 34, auf dem die gekrümmte Bodenwand des Preßstempeis 20 aufliegt. Das Siebelement 34 ist mit verhältnismäßig großen Öffnungen 34/4 ausgebildet.

Das nächste Siebelement ist ebenfalls ein gelochtes Metallblech 35, das zwischen dem Siebelement 34 und einem Papierblatt 36 angeordnet ist, das auf der Oberseite der Mischung 10 aufliegt. Das Metallblech 35 ist mit öffnungen 35/1 ausgebildet, die kleiner sind als die Öffnungen 34-4. Das Papierblatt 36 ist porös. Die beiden Metallbleche 34 und 35 können am Boden des Preßstempels befestigt sein.

Das poröse Papierblatt 36, durch das nur die Luft hindurchgehen kann, verhindert es, daß die Mi-

schung 10 die öff.vngen 35,4 in dem darüber liegenden Metallblech 35 verstopft. Das Papier ist vorzugsweise nichts anderes als ein Blatt Hartpapier.

Das zwischen dem Papier und dem Siebteil 34 angeordnete gelochte Metallblech 35 verhindert, daß Teilchcn des Papiers die Öffnungen 34,4 in dem obersten Siebleil 34 verstopfen, dessen Öffnungen verhältnismäßig groß sind, um die aus der Mischung 10 herausgedrückte Luft entweichen zu lassen. Die nach dem Zurückziehen des Preßstempels aus der Formhöhlung herausgenommene Anordnung, die aus dem Stahltragkörper und dem zusammengepreßten Reibstoff besteht, wird sodann in einen Wärmebehandlungsofen gebracht, wo die bereits erwähnten Temperatur- und

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Druckbedingungen angewendet werden. In den meisten Fällen klebt das Papierblatt an dem aus der Formhölilung herausgenommenen Preßkörper \0A, aber dies ist unerheblich, da das Papier während der Härtung zu Asche verbrannt wird.

In welchem Maß beim Pressen der Mischung diese zusammengepreßt wird, ist aus der Tatsache ersichtlich, daß zur Herstellung einer Schienenfahrzeugbremsbacke die Dichte der zu pressenden lockeren

Mischung nur etwa 0,35 bis 0,40 g/cm³ beträgt, und daß diese lockere Mischung unter Anwendung eines Preßdrucks im Bereich von 3080 bis 3500 kp/cm² zu einer Enddichte von 1,90 bis 2,20 g/cm³ gepreßt wird. Für Bremsbeläge für Kraftfahrzeuge beträgt die Dichte der Ausgangsmischung etwa 0,24 bis 0,29 g/cm³, und unter Verwendung eines Preßdrucks von 2800 bis 3500 kp/cm² wird eine F.nddichte von 1,90 bis 2,20 g/cnr¹ erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

23 OO 927 Danach wird das teilweise gehärtete, geformte Produkt Patentansprüche: einer abschließenden Härtung unterworfen, die 10 h oder länger bei einer Temperatur von 350 C oder mehr

1. Form zum Pressen von Fahrzeug-Reibungs- durchgeführt wird.

elementen aus einer trockenen Mischung aus Füll- 5 Die gleichzeitige Ausübung von Druck und hoher stoffen darunter wenigstens 5 Gewichtsprozent Temperatur bei der Flerstellung derartiger Reibungs-Asbestfasern und einem wärmehärtbaren Harz zu elemente erfordert hinsichtlich der Formen einen hoeinem selbsttragenden und anschließend außerhalb hen konstruktiven Aufwand und bedingt auch eine der Form durch Wärmeeinwirkung auszuhärtebden lange Besetzungszeit der Formen. Für p.eibungsele-Körper, mit einem in einem Gesenkteil befindlichen i° mente mit den genannten hohen Asbestfaserngehalten Formhohlraum, der mit einem damit die Form sind aber keine anderen Formungsverfahren und -vordes Reibungselements definierenden Preßstempel richtungen bekannt geworden, weil der hohe Asbestzusammenpaßt, wobei in einem der beiden Teile faserngehalt sonst bisher immer zu einer unerwünschmehrere von dem Formhohlraum zur umgebenden ten Spaltung der Reibungselemente geführt hat.
Atmosphäre führende Durchlässe vorgesehen sind, 15 Für die Herstellung von Reibungselementen anderer welche mittels gelochter Siebteile abdeckbar sind, Zusammensetzung ist es aus der USA.-Patentschrift dadurch gekennzeichnet, daß die 33 34 163 zwar schon bekannt geworden, daß die Form (13, 15, 20) zum Kaltpressen der Mischung hohen Kosten, die durch die gleichzeitige Anwendung mit einer aus drei Elementen aufgebauten Sieb- von hohem Druck und hoher Temperatur bedingt anordnung (34 bis 36) ausgerüstet ist, von denen »° sind, dadurch vermieden werden können, daß man die das erste Element aus einem zu verbrauchenden Ausgangsmischung zunächst nur bei Zimmertempera-Papierblatt (36) besteht, welches in Berührung mit tür vorpreßt, und den so hergestellter Vorformling der zu verdichtenden Mischung (10) kommt, und dann außerhalb der Form zur Aushärfing des Harzes das zweite und dritte Element aus gelochten Metall- hoher Temperatur aussetzt. Um die Vorformung derart blechteilen (34, 35) bestehen, die zwischen dem 25 bei Raumtemperatur durchführen zu können, hat man Papierblatt (36) und dem mit Nuten (32) ausge- die Mischung vorher intensiv durchgearbeitet, bis der stalteten Preßstempel (20) der Form angeordnet Harzbestandteil etwas klebrig, wenn auch noch nicht sind, wobei der an dem Papierblatt (36) anliegende gänzlich flüssig wurde. Das ergibt sich aus Sp. 3, Z. 71 Metallblechteil (35) Öffnungen (3SA) hat~ die der USA.-Patentschrift 33 34 163. Für mit hohen kleiner als die Öffnungen (34/1) des anderen, an 3° Asbestfaserngehalten der eingangs genannten Art verdem mit den Durchlässen (32) ausgetatteten Teil sehene Reibungsmischungen hat sich aber die bekannt (20) der Form anliegenden Metallblechteils (34) gewordene Verfahrensführung bisher nicht durchfühsind. ren lassen, weii die erzeugten Reibungselemente dann

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- immer zum Aufspalten neigten. Das galt selbst dann, net, daß die Durchlässe (32) in dem Preßslempel 35 wenn die Mischung im wesentlichen lösungsmittel-(20) ausgebildet sind. frei war.

3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe kennzeichnet, daß die Form und ihre Bestandteile gestellt, die zum Herstellen von Reibungselementen für eine Verdichtung der Mischung mit einem Druck aus Mischungen mit hohem Asbestanteil der eingangs von 2800 bis 3500 kp/cm² ausgelegt sind. 4° genannten Art bisher verwendeten Formen derart

abzuwandeln, daß auch für diese Mischung die kurz-

zeitige Pressung bei Raumtemperaturen und nachfolgende Aushärtung außerhalb der Form angewendet werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Form zum Pressen von 45 Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kenn-Fahrzeug-Reibungsclcmenten gemäß dem Oberbegriff zeichnenden Teils des Anspruchs I gelöst,
des Anspruchs I. Mit einer derart ausgestalteten Form lassen sich

Eine Masse für Schienenfahrzeug-Bremsbacken, zu auch die hohen Asbestanteile über 5 Gewichtsprozent deren Herstellung die erfindungsgemäße Form ange- oder beispielsweise 35 bis 50 Gewichtsprozent aufweiwendet werden soll, ist aus der USA.-Patentschrift 5<> senden Mischungen bei Raumtemperatur kurzzeitig 92 262 bekannt. Es handelt sich um eine reibungs- pressen, während dann das zeitraubende Aushärten arme Masse, die 12 bis 30 Gewichtsprozent Gußeisen- außerhalb der Form vorgenommen weiden kann,
teilchen, 20 bis 55 Gewichtsprozent Graphitteilchen, Zum Stande der Technik sei noch bemerkt, daß aus

bis 17 Gewichtsprozent Asbestfasern, 14 bis 24 Ge- dem deutschen Gebrauchsmuster 19 53 363 eine Vorwichtsprozent eines wärmehärtbaren Phenolformalde- 55 richtung zum Verdichten von faserigen oder flockigen hyd-Bindeharzes und bis zu 30 Gewichtsprozent ver- Materialien bekannt geworden ist, bei der ein Preßschiedener Reibungsmodifikatoren, wie z. B. Baryt, stempel mit Durchlässen versehen ist, die zum einen Aluminiumoxyd, Koks usw. hat. Für Bremsbeläge für zum Einblasen von Preßluft in das Material und zum Kraftfahrzeuge haben verhältnismäßig hohe Asbest- anderen ziim Herauslassen von Luft beim Verdichfasernanlcile von beispielsweise zwischen 35 und 50 Ge- ⁶° tungsschritt geeignet sind. Diese bekannte Vorrichtung wichtsprozent Anwendung gefunden. gibt aber keine Anregungen für den Aufbau der Sieb-

Bei der Herstellung von Reibungselemenlen aus der anordnung zum Kaltpressen von besonders hohe Masse gemäß USA.-Patentschrift 34 92 262 hat man Asbestanleile aufweisenden Mischungen der eingangs zunächst eine homogene Mischung der Bestandteile genannten Art.

indem lormhohlraum mehrere Stunden lang bei hoher 65 Das gilt auch für die USA.-Patentschrift 13 72 181, Temperatur und unter erheblichem Druck einer Vor- aus der es an sich bereits bekannt ist, beim Pressen von härtung unterworfen. Dabei wird die Mischung ver- Ruß oder anderen pulverförmigen Materialien Papierdichtet und das wärmehärtbare Harz teilweise gehärtet. siebe zu verwenden.