DE2535526B2 - Reibbelag, insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungs- und/odei Trommel- und Scheibenbremsen - Google Patents
Reibbelag, insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungs- und/odei Trommel- und ScheibenbremsenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Reibbelag, r>
insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungen uiid/oder Bremsen mit organisch gebundener
Metallwolle als alleiniges Fasermaterial sowie gebräuchlichen Zusatzstoffen als Reib- und Gleitstützer.
Unter anderem aus Gründen des Umweltschutzes w
besteht Bedarf an asbestfreien Reibbelägen, die den Materialanforderungen, die insbesondere für hochbeanspruchte
PKW- und LKW-Kupplungs- und/oder Trommel- und Scheibenbremsbeläge gestellt werden, zu
genügen vermögen. Es ist bereits die Verwendung von Metallwolle als alleiniges (oder im wesentlichen
alleiniges) Fasermaterial in organisch gebundenen Reibkörpern mit Füllstoffen für Brems- und Kupplungszwecke vorgeschlagen worden (DT-PS 7 67 170). Diese
bekannten Reibbeläge genügen den heutigen Anforde- w rungen jedoch jedoch nicht mehr. Bei den hohen
Temperaturen, sehr hohen Gleitgeschwindigkeiten und/oder hohen Flächenpressungen, wie sie in den
modernen Bremsaggregaten aufzutreten pflegen, befriedigen die Reibeigenschaften dieser bekannten
asbestfreien Beläge nicht mehr. Zwar ist die Wärmebeständigkeit dieser Beläge gut, aber solche Reibwerkstoffe
greifen die Gegenreibfläche sehr stark an, insbesondere dann, wenn diese -ius einem Gußeisen, das
lamellaren Kohlenstoff enthält, besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Nachteile zu beheben und einen asbestfreien,
hochbeanspruchbaren Reibbelag zu schaffen, der gute Reibungseigenschaften aufweist und keinen Angriff des
Gegenmaterials zeigt. b5
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Reibbelag der eingangs angegebenen Art, der erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet ist, daß darin neben 8 bis 15 Gew.-% an organischem Bindemittel und 0 bis 10
Gew.-% an Reib- und Gleitstützer-Füllstoffen sowie 5 bis 65 Gew.-°/o an Metallwolle, i0 bis 75 Gew.-% an
Oxid- und/oder Sulfidverbindungen von Nichteisen-Schwermetallen und 2 bis 20 Gew.-°/o an Kohlenstoff in
Form von Graphit oder Koks vorhanden sind. Überraschend wurde gefunden, daß ein Reibbelag auf
Basis von organisch gebundener Metallwolle, wenn er als Zusatz ein Gemisch aus Kohlenstoff, beispielsweise
Koks, und Oxid- und/oder Sulfid-Verbindungen von Nichteisen-Schwermetallen enthält, einen Angriff des
Gegenmaterials auch unter hohen Anpreßdrücken und hohen Temperaturen nicht mehr zeigt.
Wenn als Metallwolle Stahlwolle eingesetzt wird, hat sich ein solcher erfindungsgemäßer Reibbelag als
besonders vorteilhaft erwiesen, der als Schwermetalloxid CuO in einer Menge von 20 bis 65 Gew.-% und als
Kohlenstoff Koks enthält.
Einen besonders geringen Gegenangriff weisen, wie gefunden wurde, solche erfindungsgemäßen Reibbeläge
auf, die als Nichteisen-Schwermetall-Verbindung Antimonsulfid (Sb2S5) in einer Menge von 10 bis 55 Gew.-%,
als Kohlenstoff Koks in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% sowie als Metallwolle Stahlwolle in einer
Menge von 5 bis 60 Gew.-% enthalten.
Ohne daß die Anmelderin dies bisher im einzelnen theoretisch untersucht hat, nimmt sie an, daß sich bei
den erfindungsgemäßen Reibbelägen während des Reibvorganges Reaktionen zwischen den im Reibmaterial
enthaltenen Metalloxid- bzw. Metallsulfid-Verbindungen und dem Kohlenstoff abspielen, die möglicherweise
den beim Rösten sulfidischer oder oxidischer Erze ablaufenden Vorgängen ähneln. Damit wird möglicherweise
die den Gegenangriff fördernde stellenweise örtliche Überhitzung des Belags »verbraucht«, so daß
die in der Belagmasse enthaltene Metallwolle nicht ungleichmäßig heiß wird. Da Metallwolle, was an sich
erwünscht ist, besonders gut wärmeleitend ist, nimmt sie die beim Bremsvorgang entstehende Wärme auch sehr
rasch auf. Dies führt jedoch andererseits dazu, daß an den Stellen örtlicher Überhitzung die in dem angrenzenden
Bereich des Reibmaterials vorhandene Metallwolle vergleichsweise sehr heiß wird und in diesem Zustand
das Gegenmaterial besonders stark angreift. Offenbar lassen sich diese Unregelmäßigkeiten durch die
Belagzusammensetzung des erfindungsgemäßen Belags vollständig ausgleichen.
Als Metallwolle kann unlegierte oder legierte Stahlwolle, AluminiumwoHe, Messingwolle und sonstige
gebräuchlicherweise im Handel erhältliche oder verfügbare Metallwolle eingesetzt werden.
Als Bindemittel können die für Reibbelag-Zwecke bekannten Materialien, in der Regel organische
Polymere oder Polymer-Gemische verwendet werden. Es eignen sich insbesondere Duroplaste, wie Phenol-Formaldehyd-Harze,
Harnstoff-Harze, Melamin-Harze, Epoxid-Harze, Polyurethane, Polyester oder Polyfluorcarbone.
Als Oxid- und Sulfid-Verbindungen von Nichteisen-Schwermetallen lassen sich besonders vorteilhaft die
energiereichen Oxide bzw. Sulfide solcher Metalle, wie Cu(II)-SuIHd, Cu(II)-Oxid, Sb2S5, Sb2S3, PbS, PbO
einsetzen. Es empfiehlt sich, die Oxid- und Sulfid-Verbindungen in möglichst kleiner Korngröße, beispielsweise
mit Korngrößen von etwa 5 bis 80 μιη zu verwenden.
Dadurch wird bei der Formulierung des Reibwerkstoffgemisches eine besonders homogene Vermischung
der Metalloxid- und/oder Metallsulfid-Teilchen mit den Kohlenstoff-Teilchen und eine gleichmäßige Verteilung
dieses Teilchengemisches auf den Faseroberflächen der Metallfaser erreicht, was, wie gefunden w;;rde, anscheinend
den Ablauf der zuvor beschriebenen Reaktionen zwischen den Komponenten unter der Einwirkung der
beim Bremsvorgang entstehenden Wärme fördert.
Der Kohlenstoff kann grundsätzlich in beliebiger Form als natürlicher oder synthetischer Graphit oder
Ruß verwendet werden. Besonders vorteilhaft hat sich der Zusatz von Kohlenstoff in Form von Koks in
feinzerkleinertem Zustand, möglichst in Korngrößen von 30 bis 500 μΐη erwiesen. Den Koks setzt man in
mindestens derjenigen Menge zu, die zur Reduktion der vorhandenen Menge an energiereicher Oxid- bzw.
Sulfid-Verbindung in den energieärmeren Zustand erforderlich ist.
Durch Variation der relativen Zusatzmengen an Sulfidverbindungen bzw. Oxidverbindung bzw. Kohlenstoff
läßt sich, wie festgestellt wurde, das Reibverhallen des aus solchen Gemischen gefertigten Reibbelags in
gewisser Weise beeinflussen. Ein relativ hoher Anteil an Sulfid-Verbindung ergibt einen gleichmäßigen Reibwert,
ein gutes Fading-Verhalten und einen relativ niedrigen Belagverschleiß. Wenn man neben relativ
mehr Sulfiodverbindung einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt und einen kleinen Oxidanteil verwendet,
kann man den Reibwert etwas erhöhen, und wenn man Oxid-Verbindung in relativ größerer Menge einsetzt,
erzielt man noch wesentlich höhere Reibwerte, jedoch wird, wenn die vorhandene Menge an Kohlenstoff
wesentlich geringer wird als die zur Reduktion der Oxidverbindung erforderliche Menge, der höhere
Reibwert auf Kosten eines höheren Belagverschleißes erzielt.
Zur Beeinflussung der Reib-, Gleit-, Festigkeits- und thermischen Eigenschaften können gewünschtenfalls
sonstige beliebige der für diese Zwecke dem Fachmann bekannten Zusätze, wie beispielsweise Kaolin, Talkum,
Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Mullit, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid oder -sulfat, Zinkoxid, Molybdänsulfid
und dergleichen einschlägig bekannte Substanzen mitverwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Reibbeläge zeichnen sich dadurch aus, daß sie neben guten reibtechnischen
Eigenschaften einen sehr geringen Verschleiß haben
und das Gegenmaterial praktisch nicht angreifen. Der weitere und grundsätzliche Vorteil besteht darin, daß
aufgrund der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Reibbeläge kein asbesthaltiger Abriebstaub an die
Umgebung abgegeben wird.
Mit einer Stahlwolle der Gradu'erung 0 mit
durchschnittlicher Stärke der Stahlfasern von 0,05 mm, durchschnittlicher Breite von 0,10 mm und durchschnittlicher
Länge von 3,0 mm, die in Form von feinen grauen Spänen von einem Stahldraht mit den nachfolgenden
Analysendaten abgespant war:
Eisengehalt
Kohlenstoffgehalt
Mangangehalt
Phosphorgehalt
Schwefelgehalt
Kupfergehalt
Drahthärte
Drahtzugfestigkeit
über 99 Ge w.-%
0,09-0,15 Gew.-%
0,70-1,00 Gew.-%
max. 0,08 Gew.-%
max. 0,04 Gew.-%
max.0,15Gew.-%
270-300 HB
100- 110 kg/mm-'
0,09-0,15 Gew.-%
0,70-1,00 Gew.-%
max. 0,08 Gew.-%
max. 0,04 Gew.-%
max.0,15Gew.-%
270-300 HB
100- 110 kg/mm-'
wurden die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Belag-Gemisch-Rezepturen formuliert.
Die Bestandteile wurden für jeden Rezeptur-Ansatz 20 Minuten lang innig vermischt, anschließend unter
einem Preßdruck von 2 Mp/cm-' verpreßt und bei 2000C
ausgehärtet.
Die so gewonnenen Beläge erwiesen sich besonders
jo gut geeignet für PKW- und LKW-Kupplungen und Bremsen, speziell für schwere LKW, Hänger und Busse,
für die besonders gute Thermostabilität und sehr gute Verschleißfestigkeit bei mittlerem Reibwertniveau
gewünscht werden.
In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Bremsbelag
beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt
Fig. 1 perspektivisch einen Belagzuschnitt, in dem ein Ausschnitt angebracht ist, und
Fig. 2 vergrößert einen Teil des Ausschnitts aus Fig. 1.
Der Bremsbelag 10, aus dem der Zuschnitt besteht, enthält, wie insDesondere deutlich aus F i g. 2 zu ersehen
ist, darin verteilt gleichmäßig durch das Material hindurch angeordnet die Metallwolle 11, die Oxid-
und/oder Sulfidverbindungen 12 und den Kohlenstoff 13 in dem organischen Bindemittel.
Rezeptur
Nr.
Nr.
Bestandteile in Gew.-%
Metallwolle Kohlenstoff
Metallwolle Kohlenstoff
Oxid-Verbina'.
Sulfid-Verbind.
Bindemittel
Füllstoffe
| 1 | Stahlwolle 60 |
Graphit 15 |
CuO 10 |
Sb2Ss 13 |
Phenolharz 10 |
Magnesiumoxid 2 |
| 2 | Stahlwolle 55 |
Koks 20 |
CuO 4 |
— | Kresolharz 12 |
Magnesiumoxid 3 |
| 3 | Aluminiumwolle 50 |
Graphit 15 |
CuO 5 |
CuS 12 |
Phenolharz 14 |
Mullit 5 |
| 4 | Stahlwolle 20 |
Naturgraphit 20 |
PbO 15 |
Sb2Ss 20 |
Phenolharz 15 |
Aluminiumoxid 20 |
| 5 | Stahlwolle 35 |
Graphit 10 |
CuO 10 |
PbS 20 |
Kresolharz 12 |
Zinkoxid 8 |
| 6 | Stahlwolle 40 |
Naturgraphit 15 |
Sb2Ss 15 |
Phenolharz 10 |
Magnesiumoxid 10 |
|
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Reibbelag, insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungen oder Trommel- oder r>
Scheibenbremsen, mit organisch gebundener Metallwolle als alleiniges Fasermaterial sowie gebräuchlichen
Füllstoffen als Reib- und Gleitstützer, d a durch gekennzeichnet, daß darin neben 8
bis 15 Gew.-°/o an organischem Bindemittel und 0 bis ι ο
10 Gew.-°/o an Reib- und Gleitstützer-Füllstoffen sowie 5 bis 65 Gew.-% an Metallwolie, 10 bis 75
Gew.-% an Oxid- und/oder Sulfidverbindungen von Nichteisen-Schwermetallen und 2 bis 20 Gew.-% an
in Form von Graphit und/oder Koks vorliegendem Kohlenstoff vorhanden sind.
2. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallwolle Stahlwolle, als
Schwermetalloxid CuO in einer Menge von 10 bis 65 Gew.-% und als Kohlenstoff Koks vorhanden sind.
3. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetallsulfid Antimonsulfid
(Sb2S5) in einer Menge von 10 bis 55 Gew.-%, als
Kohlenstoff Koks in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-o/o sowie als Metallwolle Stahlwolle in einer
Menge von 5 bis 60 Gew.-% vorhanden sind.
4. Reibbelag nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß darin zusätzlich 3 bis 8 Gew.-%
an Reib- und Gleitstützern als Füllstoffe enthalten sind. jo
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752535526 DE2535526B2 (de) | 1975-08-08 | 1975-08-08 | Reibbelag, insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungs- und/odei Trommel- und Scheibenbremsen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752535526 DE2535526B2 (de) | 1975-08-08 | 1975-08-08 | Reibbelag, insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungs- und/odei Trommel- und Scheibenbremsen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2535526A1 DE2535526A1 (de) | 1977-02-10 |
| DE2535526B2 true DE2535526B2 (de) | 1978-03-09 |
Family
ID=5953616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752535526 Ceased DE2535526B2 (de) | 1975-08-08 | 1975-08-08 | Reibbelag, insbesondere für hochbeanspruchte PKW- und LKW-Kupplungs- und/odei Trommel- und Scheibenbremsen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2535526B2 (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1604839A (en) | 1977-08-10 | 1981-12-16 | Ferodo Ltd | Friction materials |
| JPH06346932A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-20 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 摩擦材 |
-
1975
- 1975-08-08 DE DE19752535526 patent/DE2535526B2/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2535526A1 (de) | 1977-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHV | Refusal |