DE2360906A1

DE2360906A1 - Reibmaterial

Info

Publication number: DE2360906A1
Application number: DE2360906A
Authority: DE
Inventors: John William Longley
Original assignee: BBA Group Ltd
Current assignee: BBA Group Ltd
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1974-06-12
Also published as: GB1413999A; AU6346173A; CA992404A; FR2210152A5

Description

PATE N T A N W Ä L T E

. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER -dipping. J. RICHTER.

MÜNCHEN HAMBURG

BBA GROUP LIMITED Whitechapel Road Cleckheaton,

Yorkshire (England)

8OOO München 2 6. Dez. 1973 Tal 13

Telefon'(089) 2262 07/22 62 09

Telegramme: Inventius München . ">

Unsere Akte, 1302-1-8251 Ihr Zeichen':

Pat e η t a η m e 1 d u η g

Reibmaterial' _:

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Reibmaterial oder Reibelementen, insbesondere von Kupplungsund Bremsbelägen; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen derartiger Reibelemente, um die Staubbildung und die Klebrigkeit dieser Oberflächen zu vermindern.

Die üblichen Reibelemente, wie Kupplungs- und Bremsbeläge, werden auf verschiedenartige Weise hergestellt und sind gewöhnlich aus Ohrysötil-Asbest.zusammengesetzt, der entweder in Form von kurzen Fasern oder in Form von Garnen aus Chrysotil-Asbest vorliegt; diese Fasern sind 'auf chemischem "Wege, beispielsweise durch ein hitzehärtbares Harz, z.B. ein Phenol-Formaldehyd-Harz, zu einem festen Block verbunden* Auf den letzten Stufen des Herstellungsverfahrens findet gewöhnlich eine spanabhebende Bearbeitung und/oder ein Schleifen der Arbeitsfläche der

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-z-

Reibelemente statt, wodurch. Elemente mit den erforderlichen Toleranzmaßen erhalten werden. Bei der spanabhebenden Bearbeitung und/oder beim Schleifen wird jedoch, die Oberfläche des Elements entfernt, wobei häufig eine, fertig bearbeitete Oberflächenschicht zurückbleibt, in welcher die Chrysotil-Asbestfasern nur durch verhältnismäßig schwache mechanische Bindungen am restlichen Block festgehalten werden.

Von derartigen Oberflächen kann Asbeststaub freigesetzt werden, wenn die Reibelemente nach der spanabhebenden Bearbeitung weiterbehandelt, z.Bo geprüft, verpackt, ausgepackt, gebohrt, genietet, verklebt und anderweitig zusammengebaut werden.» Man weiß, daß die Freisetzung von Chrysotil-Asbeststaub, insbesondere in sehr feiner Form, gesundheitschädlich und damit unerwünscht isto Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Reibelemente so zu behandeln, um die Freisetzung von Asbeststaub von einer spanabhebend bearbeiteten oder geschliffenen oder anderweitig bearbeiteten Oberfläche der Elemente zu'vermindern.

Es wurde gefunden, daß die Freisetzung von Asbeststaub von einer asbesthaltigen Oberfläche eines Reibelements während der anschließenden Arbeitsgänge und bei der Handhabung beträchtlich vermindert wird, wenn die Oberfläche nach der Bearbeitung mit einer Lösung oder einer Dispersion einer filmbildenden Polyvinylverbindung, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid überzogen wird. Weiterhin wurde überraschenderweise festgestellt, daß durch die Anwesenheit des Films oder Überzuges der Polyvinylverbindung auf der bearbeiteten Oberfläche des Reibelements nicht nur die Menge des von der Oberfläche freigesetzten Asbeststaubes vermindert wird, sondern SMB.ch

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die" "Klebeigenschaften" dieser Oberfläche, d.h. die Neigung der Oberfläche, an der entsprechenden Metalloberfläche nach dem Aufhören der Reibung zwischen den Oberflächen haften zu bleiben^ vermindert werden. Die "Klebeigenschaften" eines Reibmaterials sind ein besonderes Problem bei der Herstellung von Kupplungsbelägen und Reibungskupplungsanordnungen; sie können nach der Testmethode der Society of Motor Manufactures and Traders (SMlT Standard 130)bestimmt werden,,

Gegenstand der Erfindung ,ist ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche aus verdichtetem äsbesthaitigem Reibmaterial zwecks Verminderung des von der Oberfläche frei- · gesetzten Asbeststaubes und der Klebeigenschaften der Oberfläche; das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche eine Lösung oder eine Dispersion einer filmbildenden Polyvinylverbindung, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat aufbringt und die Oberfläche trocknet.

Obgleich zur Herstellung der Lösung oder Dispersion organische Lösungsmittel verwendet werden können, verwendet man hierzu vorzugsweise Wasser, da es billig, leicht zugänglich, ungiftig und nicht feuergefährlich ist. .

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Reibelement aus einem verdichteten Körper aus asbesthaltigem Reibmaterial mit einer bearbeiteten Oberfläche, die mit Polyvinylalkohol., Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid überzogen ist. . . '

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Jails man Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat verwenden will, so kann man alle handelsüblichen, in Wasser dispergierbaren latices von Polyvinylacetat (die auf Mischpolymerisaten von Polyvinylacetat aufgebaut sind)" sowie Latices aus Polyvinylchlorid (die auf Mischpolymerisaten von Polyvinylchlorid aufgebaut sind) verwenden. PoIyvinylalkol ist jedoch erfindungsgemäß die bevorzugte Polyvinylverbindung, da Polyvinylalkohol in Wasser echte lösungen bildet» im Gegensatz zu Polyvinylacetat und Polyvinylchlorid, die in Wasser Dispersionen bilden. Da Polyvinylalkohollösungen Uetzmitteleigenschaften haben, sind diese lösungen für die Benetzung der Oberfläche des Reibmaterials und der Oberflächen der einzelnen Asbestfasern wirksamer als Dispersionen. Weiterhin haben Polyvinylalkoholfilme gegenüber Öl und Fett eine gute Beständigkeit.

Polyvinylalkohol wird erfindungsgemäß besonders bevorzugt bei Reibmaterial verwendet, weiches Harzbindemittel auf der Grundlage von Formaldehyd, z.B. Phenol-Formaldehyd, enthält. Diese Bindemittel enthalten gewöhnlich freies Formaldehyd,'mit dem der Polyvinylalkohol chemisch reagiert, wodurch die Polyvinylalkoholuberzüge sowohl mechanisch als auch chemisch an die Oberfläche des Reibmaterials gebunden werden.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Behandlung einer Oberfläche eines Reibelements nach der spanabhebenden Bearbeitung durch Aufbringen' einer- verdünnten wäßrigen ' Polyvinylalkohollö sung, die etwa 0,5 bis 5,0 ■ $£, · vorzugsweise 1,0 bis 2,0 tfo Polyvinylalkohol enthalte Die lösung 'kann ·

c O r r \ ,s: ίί^ι - ³^

durch Aufpinseln, Eintauchen oder Aufsprühen aufgebracht werden, worauf die überzogenen Elemente getrocknet werden, vorzugsweise durch Heißluft, gewöhnlich in einem hier- ■-für konstruierten Ofen, bei einer Temperatur von nicht mehr als 80⁰C und vorzugsweise um etwa 70⁰C Die Trockenzeit wird so gewählt, daß das Wasser von der Oberfläche entfernt wird und ein. Polymerisatfilm auf der Oberfläche des Re'ibelements hinterbleibt.

Es ist bekannt, daß durch Aufbringen von Matriumnitrit und ähnlichen Verbindungen auf die Oberfläche einer Kupplungsfläche die Haftung der Fläche an einem Schwungrad und/oder an einer Druckplatte beim Transport, bei der Lagerung und im Betrieb in vorteilhafter Weise vermindert wird; das Uatriumnitrit wird gewöhnlich in Form einer wäßrigen Lösung aufgebrachte Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann deshalb das Uatriumnitrit gemeinsam mit dem Polyvinylalkohol aufgebracht werden, wodurch wirtschaftliche und technische Vorteile erzielt werden.

Die Polyvinylalkoho!lösung, die gewöhnlich in Form einer konzentrierten Lösung mit einem Feststoffgehalt von 25 - 30 io vorliegt, wird langsam unter Rühren in solchen Mengen "der Eatriumnitritlösung zugesetzt, daß eine Endlösung mit 0,5 bis 5,0 °/o_t vorzugsweise mit 1,0 bis 2,0 $ Polyvinylalkohol,...erhalten wird« Die Konzentration des Uatriumnitrits wird so eingestellt, daß die gewünschte Menge Hatriumnitrit vom Kupplungsbelag aufgenommen wird;

wenigstens ■ ,2 diese Menge beträgt/etwa 0,4 bis 0,5 mg/cm , gerechnet als trockenes Natriumnitrit.. Es können die vorstehend .unter SMMT Standard 130 angegebenen Testmethoden verwendet werden, um die Haft- oder Klebeigenschaften des Materials zu bestimmen.

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Gewöhnlich ist es erwünscht, den wäßrigen Natriumnitritlösungen kleine Mengen Natriumcarbonat zuzusetzen, um eine Zersetzung des Fatriumnitrits unter sauren Bedingungen zu vermindern; diese Zusätze können auch bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, bei der Matriumnitrit und Polyvinylalkohol gleichzeitig verwendet werden.

Die vorstehend angegebenen Mischlösungen können durch Aufpinseln, Eintauchen oder Aufsprühen aufgebracht und anschließ end, wie vorstehend beschrieben, getrocknet werden.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung in nicht einschränkender Weise erläutern.

Beispiel 1

Es wurden gewickelte Kupplungsbeläge unterschiedlich lange in ein Bad mit der nachstehenden Zusammensetzung eingetaucht:

Natriumnitrit 300 Gew.-Teile

Polyvinylalkohol^sung (30^ig) 60 " " Wasser 1150 " "

Die Beläge wurden abtropfen gelassen und bei 80°C getrocknet, Der ETitritgehalt wurde nach der Standard-Methode SMMT-130 bestimmt; die Ergebnisse sind nachstehend angegeben:

Eintäuchzeit (Sek.) 10 30 120 .360 Uitritgehalt (Mittel aus ρ

drei Bestimmungen) mg/cm 1,97 2,23 2,68 2,32

Es besteht also nur eine geringe Abhängigkeit von der Eintauchzeit. Alle Reibelemente hatten ein ausgezeichnetes Aussehen, und der an der Oberfläche liegende Asbest war gut gebunden.

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• ..;,: ·;_; ■-.·-. 2-380.9.06 '

Bei dem "Hafttes-t" nach SI-MT 130 lösten sich, alle Proben leicht vor den. ent sprechenden Gtegenflächeno Bei der Prüfung auf Dynamometer-Maschinen verhielten sich die Beläge im Betrieb normal* ....·. ..,".. . ;„.".,

..-.-·"■■ Beispiel 2 , .·.., . \ . -.

Gewickelte Kupplungsbeläge wurden unterschiedlich lang in ein_;e Lösung mit ,der.,nachstehend angegebenen Zusammensetzung .eingetaucht j . , »_;. ,...... ,"..,.,.],,..' . -.. ...'- .

Eratriumnitrit 10,00 G-ew.-Teile

Sratriumcarbonat . ' 1,25 ^rt ' "

Polyvinylallcohöllösung (25foig) 4,50 ° . ^ '

Wasser 100,00 " "

Die Beläge wurden abtropfen gelassen und bei 7O⁰C in einem Luftumwäl2ofen getrocknet* per Nitritgehalt wurde nach der Standardmethode SläMT 130 bestimmt, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

Eintauehzeit (Sek.) .-, _; 6 10, ,30 7 -^O'." iritritgehalt (Mittel aus zwei

Bestimmungen) _mg/cn2. 0,48 0,53 ; 0,46 0,Bo''

BeimMHafttest¹¹, nach. Sl^T- 130. lösten- sich alle Proben leicht von der Paßfläche,.' Proben, die mit. einem ähnlichen" Bad ohne Polyvinylalkohol behandelt wurden, zeigten.nach der gleichen Testmethode, eine gewisse Haftung an_:den Paßflächen.

Es wurden Staubabgabeproben bei ^:deh=3iit der. ubigen^:ili0süng^: behandelten Belägen im Vergleich zu ähnlichen lösungen ohne Poiyvinylalkofel'^ur^^ ;-^;

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Staubteilchen wurde während der Endkontrolle nach der "bekannten Membranfiltermethode durchgeführt, wobei die Staubteilchen anschließend unter dem Phasenkontrast-Mikroskop ausgezählt wurden. Die Membranfilter wurden hierbei in unmittelbarer Nähe des Kopfes der Bedienungsperson angeordnet, so daß die Auswählung für die eingeatmete Luft repräsentativ ist.

Anzahl der Anzahl der Durchschnitt-Beläge Tests liehe Faseszahl je cm

Nitrit und Polyvinylalkohol 3000 3 1,56 Nitrit allein 3000 3 2,90

Die Beläge wurden nach der .Standardmethode SMMT 130 untersucht, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

litrit und Polyvinylalkohol ■ 2

Mittel aus vier Bestimmungen . 1,11 mg/cm

Hitrit allein 2

Mittel aus vier Bestimmungen 1»46 mg/cm

Beispiel 3

Es wurden Kupplungsbeläge wie nach Beispiel 2 behandelt und in ähnlicher Weise getestet, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

Anzahl der Anzahl der Durchschnitt-Beläge Tests liehe Faser-,

zahl je cm

Nitrit und Polyvinylalkohol 1100 6 1,70

Nitrit allein 1100 6 3,13

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_ Q —

Die Beläge'wurden nach der Standardmetiiode SMMTM 30 getestet, wobei die nachstellend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

Nitrit und Polyvinylalkohol Mittel aus vier Bestimmungen

Ui tr it allein " '· " »

1,09 mg/cm'

1,04

Beispiel 4

Es wurden Kupplungsbeläge wie nach Beispiel 2 behandelt und während verschiedener Arbeitsgänge, wie Bohren, Nieten usw„, getestete Die Testmethode entsprach im wesentlichen der vorstehend angegebenen Methode, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

Anzahl der Beläge

Anzahl der Tests

Durchs chnitt-Iiehe Anzahl der Fasern ^ je cm

Nitrit und Polyvinylalkohol 1100

Nitrit allein 1100

9 9

1,05 2,50

Beispiel 5 ■

Es wurden Bremsbelagsegmente durch Eintauchen in eine 1$ige wäßrige Polyvinylalkohol^sung über 10 Sekunden behandelte Die Beläge wurden abtropfen gelassen und bei 70⁰C in einem Heißluftofen getrocknet. Die behandelten Beläge hatten ein gutes Aussehen. Die Staubabgabetests wurden, im wesentlichen wie vorstehend angegeben während der Weiterverarbeitung durchgeführt, wobei die .nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:

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Anzahl der Anzahl der Durchschnitt-Beläge Tests liehe Faserzahl

je cm

Mit 1$iger Polyvinylalkohol^ sung behandelt 300 3 0,30

ünbehandelt 300 3 1,20

Die behandelten Beläge zeigten bei der Dynamometer-Prüfung

die gleichen Eigenschaften wie die unbehandelten Beläge.

- Patentansprüche -

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Claims

P- a t en t a η s ρ r ü c h e

1· Verfahren zur Behandlung der Oberflächen von verdichtetem asbesthaltigem Reibmaterial,_:dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberflächen eine lösung oder; eine Dispersion einer fumbildenden Polyviny!verbindung aufbringt.

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyvinylverbindung Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat verwendet..

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige lösung oder Dispersion verwendet.

4ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reibmaterial ein solches mit einem lOrmaldehyd-Harzbindemittel und als Polyviny !verbindung Polyvinylalkohol verwendet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß man das Reibmaterial nach der spanabhebenden Bearbeitung mit einer verdünnten wäßrigen lösung, die etwa 0,5 bis 5,0 ^ Polyvinylalkohol enthält, behandelt. . . ·

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige lösung mit etwa 1 ,0 bis 2-,0 $ Polyvinylalkohol verwendet. '

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Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die "behandelte Oberfläche durch einen Warumluftstrom mit einer Temperatur von nicht mehr als 80°C behandelt.

8ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet^: daß man die Oberfläche gleichzeitig mit einer filmbildenden Polyvinylverbindung und Hatriumnitrit behandelt.

ο Reibelement mit einem verfestigten Körper aus asbesthaltigem Reibmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die bearbeitete Oberfläche mit einer filmbildenden Polyvinylverbindung überzogen ist«,

1Oo Reibelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvinylverbindung Polyvinylalcohol, Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat darstellt.

11· Reibelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn-

. zeichnet, daß das Reibmaterial ein Formaldehyd-Harzbindemittel enthält und daß die Polyvinylverbindung Polyvinylalkohol darstellt.

R/hi

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