DE2829481C2

DE2829481C2 - Asbestfreies Reibmaterial

Info

Publication number: DE2829481C2
Application number: DE2829481A
Authority: DE
Inventors: Henry A. Trenton N.J. Sochalski
Original assignee: Thiokol Corp
Current assignee: ATK Launch Systems LLC
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1982-10-14
Also published as: CA1106095A; FR2396894A1; GB2000793A; GB2000793B; FR2396894B1; IT7850107A0; IT1105229B; JPS5417950A; DE2829481A1

Description

Kryolith(Na3AlF₆oder3NaF - AlF₃), KryoUthionit(3 NaF · 3 UF ■ 2 AlF₃),

Eulytit (3 SiO₂ - 2 Bi₂O₃X

Ferberit (FeWO₄X FOrSIeHt(Mg₂SiO₄X

Bleiglanz (PbSX

Glauberit (Na₂SO₄ - CaSO₄),

HaUt(NaClX

Lanarkrit (Pb₂S · (SO₄)X Laurionit (PbCl₂ · Pb(OH)₂X

BIeUuUk(Pb(OH)₂ - PbSO₄ - 2 PbCO₃X LepidoUt (KIi[Al(OH, F)₂]Al(SiO₃);,), Bleiglätte (PbO),

Matlockit(PbO · PbCl₂X Mendipit(2PbO PbCl₂),

Mimetit(9 PbO - 3 As₂O₅

Monetit (HCaPO₄X

Nantokit (CuCl),

Parisit(CaO · 2 CeOF · 3 CO₂X Phlogopit((K,H)₃Mg₃Al(Si0₄)3..j(+Na,Fe,F)X Powellit(CaO · MoO₃X

Pyromorphit(PbCl₂3 Pb₃(Po₄J₂), Pyrrhotit(Fe₅Se2 Fd₆Si₇X

Scheelit (CaWo₄X Stolzit(PbO · WO₃),

Strontianit (SrCO₃),

Sylvit (KCl),

Thenardk (Na₂SO₄),

Triphylit-Lithiophyllit (Li(Fe, Mn)PO₄), Vanadinit(9 PbO · 3 V₂O₅ · PbCl₂), Villiaumit (NaF),

Witherit(BaO · CO₂),

Wollastonit (CaSiO₃),

Wulf enit (PbMoO₄), Xenotim (Y₂O₃- P₂O₅).

Die pulverisierten anorganischen Materialien können kristallin oder amorph in ihrer Struktur sein, solange sie in den Härtebereich für ihre einzelnen Teilchen fallen und in der Lage sind, die Stabilität innerhalb des erwünschten Temperaturbereiches zu behalten. Die Teilchengröße dieser pulverisierten Materialien ist nicht besonders kritisch. Teilchengrößen von 0,5 bis 100 μπι können gut verwendet werden.

Als hitzehärtbare Harze (D) können solche benutzt werden, die als brauchbar bei der Herstellung von Bremsbelagmaterialien bekannt sind. Diese sind beispielsweise Harnstofformaldehydharze, Phenolformaldehydharze, Melaminformaldehydharze, Alkydharze, Polysiloxane und Epoxyharze. Die Phenolformaldehydharze sind bevorzugt.

Die Reibmaterialien nach der Erfindung enthalten zweckmäßig 15 bis 20 Gew.-% des hitzehärtbaren Harzes (D), 10 bis 15 Gew.-% Acajounußteilchen (A), 6 bis I2V2 Gew.-°/o der nicht aus Asbest bestehenden Fasern (B) und 25 bis 35 Gew.-% der pulverisierten anorganischen Verbindung (C). Zweckmäßig enthalten diese Reibmaterialien zusätzlich 3 bis 10 Gew.-% Kautschukteilchen, 10 bis 30 Gew.-% Schwerspat, 1,5 bis 6 Gew.-% Metallteilchen, 0,2 bis 2 Gew.-% Ruß, 0,5 bis 5 Gew.-% Hexamethylentetramin und 0,5 bis 5 Gew.-% Calciumcarbonat sowie ggf. zusätzlich 10 bis etwa 15 Gew.-% eines unbeladenen Molekularsiebs.

Beispielsweise besteht ein Reibmaterial nach der Erfindung aus

a^ 29—32 Gew.-°/o Calciumcarbonat,

b) 3,5 bis 4,0 Gew.-% flaumigen Glasfaserflocken mit einer durchschnittlichen Faserlänge von etwa 3,2 min,

c) 3,5 bis 4,0 Gew.-% flaumigen Glasfaserflocken mit einer mittleren Faserlänge von 12,7 mm,

d) 15—18 Gew.-% hitzehärtbarem Phenolharz,

e) 9—12 Gew.-% Acajounußteilchen,

f) 6,0—7,5 Gew.-% Kautschukteilchen,

g) 17—20 Gew.-% Baryten,

h) 2£bis4,0Gew.-%Zinkmetailschnkzeln,

i) 0,5 bis 1,5 Gew.-% Ruß,

j) 1,0 bis 2,0 Gew.-% Hexamethylentetramin und

k) 1,0 bis 2,0 Gew.-% Calciumaluminat sowie ggf.

zusätzlich 3,0 bis 4,5 Gew.-% eines unbeladenen Molekularsiebs.

Nach dem sorgfältigen Vermischen kann das Gemisch in die geeigneten Formen gefüllt und unter Hitze und Druck in der üblichen Weise gehärtet werden. Wenn erwünscht, können nach Beendigung der Härtung und nach der Entformung die Reibbeläge auf die genaue erwünschte Größe zugeschnitten werden.

Die fertigen Reibbeläge werden dann auf üblichen Bremsbacken mit herkömmlichen Mitteln befestigt, entweder durch Anformen zu einem Stück, Vernieten oder Binden mit einem Klebstoff auf Kautschuk-Lösungsmittelbasis.

Vergleichsbeispiele 1 und 2

Asbesthaltige Scheibenbremsenbeläge für die Verwendung als Vergleichsproben in einer Reihe von Vergleichsversuchen wurden folgendermaßen hergestellt:

Ein mit einem Wirbelrührer ausgestatteter Mischer wurde mit Asbest, Phenolharz, Acajounußteilchen, Kautschukteilchen, Calciumaluminat, Baryten, Zinkschnitzeln, Hexamethylentetramin, Ruß und Molekularsieben 3A in den von der US-PS 3916 062 angegebenen Mengenverhältnissen beschickt

Der Mischer wurde 30 Sekunden gewälzt, wonach der Rührer angestellt wurde und das Gemisch weitere 4,5 Minuten durchmischte. Der Mischer wurde dann in einen Behälter entleert

Scheibenbremsenbeläge wurden aus dem Gemisch geformt, indem eine Menge in eine Form gegeben und bei 80 bar mit einer Verweilzeit in der Form von 10 Sekunden behandelt wurde. Die Probe wurde dann bei 149°C während 15 Minuten bei 267 bar unier Entgasen am Ende einer Minute und am Ende von 2,5 Minuten gehärtet Die resultierenden Scheibenbeläge wurden dann aus der Form ausgestoßen und abgekühlt

Die Kanten der Probe wurden beschnitten, und die Proben wurden unter Zwang in einem Formbehälter zur Verhinderung eines Quellens während 8 Stunden nacherhitzt Die Temperatur wurde linear über eine Zeitdauer von 1,5 Stunden auf 204⁰C gesteigert und dann während der restlichen Zeit auf diesem Punkt gehalten. Nach dem Kühlen wurden die Proben aus der Form genommen.

Vergleichsbeispiel 1 repräsentiert Asbestbremsbeläge, die im Laboratorium hergestellt wurden. Vergleichsbeispiel 2 repräsentiert identische Bremsbeläge, die in einer Produktionsanlage hergestellt wurden.

Die so hergestellten Bremsbeläge wurden dann auf geeigneten Metallträgerplatten in herkömmlicher Weise befestigt und in einer Mercury-Sedan-Vorrichtung 1976 in voller Größe für den Straßentest befestigt. Das Testverfahren ist ein simuliertes Verfahren mit einem

Whitehorse Mountain.

13.

vorausgehenden wird durchgeführt.

1. Die Wirksamkeit der Bremsen wird mit 48 und 96 km/Std. bestimmt, wobei 93° C die Grenze für den heißesten Rotor oder die heißeste Trommel sind.

2. Die Bremsen werden bei heißestem Rotor oder heißester Trommel auf 66° C gekühlt, und die Ausgangstemperaturen werden aufgezeichnet

3. Das Rückstellvermögen wird bei einem Stopper, von 48 auf 0 km/Std. bei 3 m/sec² im Getriebe geprüft

4. Drei Warmstops von 88 auf 8 km/Std. bei 4,5 m/sec² im Getriebe.

5. Sieben ruckartige Stops von 80 auf 64 km/Std. bei 3 m/sec² im Getriebe und der aufgezeichneten Temperatur.

6. Der erste Schwindungsstop wird von 88 auf 0 km/Std. bei 4,5 m/sec² im Getriebe durchgeführt, und die Temperaturen werden auf jezeichnet

7. Sieben weitere ruckartige Stops ähnlich dem ersten werden durchgeführt

8. Der zweite Schwindungsstop ähnlich dem ersten wird durchgeführt, und die Temperaturen werden aufgezeichnet

9. Vier weitere ruckartige Stops ähnlich dem ersten werden durchgeführt

10. Ein dritter Schwindungsstop ähnlich den vorausgehenden beiden wird durchgeführt

11. Sieben weitere nickartige Stops ähnlich dem ersten werden durchgeführt

12. Ein vierter Schwindungsstop ähnlich den drei

14.

15.

16.

17.

Das Fahrzeug wird mit 64 km/Std. 0,6 km gefahrea Die Maximaltemperaturen werden aufgezeichnet
Das Fahrzeug wird weiter mit 64 km/Std. gefahren, und die Temperaturen werden 03 km vor dem Rückstellungsstop aufgezeichnet
Ein Rückstellungsstop wird von 48 auf 0 km/Std. bei 3 m/sec² im Getriebe durchgeführt
Stufen 14 und 15 werden wiederholt, bis insgesamt acht Rückstellungsstops beobachtet wurden, und die Temperaturen werden aufgezeichnet
Eine Schwindungsstoppnöfung wird dann von 88 auf 0 km/Std. bei 4,5 m/sec² im Getriebe durchgeführt

Die Stufen 2 bis einschließlich 17 werden für insgesamt drei Senken wiederholt
Die Wirksamkeit der Bremsen wird bei 48 und 96 km/Std. bei 93° C für den heißesten Rotor oder die heißeste Trommel geprüft

20. Die Bremsen werden dann inspiziert und die Abnutzung gemessen.

Die Bremsbeläge werden während des Tests hinsichtlich des Geräuschs und der Kautschukbindung, wobei eine Skala von 10 (= ohne Geräusch) bis 0 (= völlig unannehmbar) verwendet wird, und natürlich hinsichtlich des Schwundes und der Bremsfähigkeit bewertet Bei Beendigung des Tests werden die Bremsen hinsichtlich der Belagabnutzung und des Belagzustandes und des Rotorzustandes geprüft. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengestellt

	Tabelle I	Beispiel 1	Beispiel 2
S		keine	keine
	Geräusch und Kautschuk
	bindung	stumpf gesprenkelt, etwas	etwas spuckend
	Belagzustand	spuckend
		70-85% Materialüberführung	starke Textur
	Rotorzustand	1,98	0,58
	Maximale Abnutzung (mm)	etwas überwirksam, alle	gute Leistung, gute
	Testbewertung	anderen Testphasen zufrieden	Abnutzung und Rotor-
		stellend	konditionierung

Beispiele 1 bis 4

Nach einem Verfahren analog dem, das in den Beispielen 1 und 2 beschrieben ist, wurden die in Tabelle II aufgeführten Bestandteile miteinander vermischt und zu Scheibenbremsbelägen gehärtet.

Tabelle II	Beispiel Nr.	2	3	4
Bestandteile		40	40	40
		23	23	23
	Menge (Gewichtsteile)	-	-	-
Zinkoxid	1	5	5	5
Hitzehärtbares Phenolharz	40
Glasfasern	23	14	14	14
*) Glasfasern (vor der Zugabe	5
flaumig gemacht)	-
Acajounußharzteilchen
	14

	Fortsetzung	28	2	29 481	8	2	4
7	Bestandteile		15			15	2
		4			4	15
	Beispiel	2	Nr.		2	4
Calciumaluminat	Menge ι	1	;Gewii; Ii Isteile)		1	2
Baryte	1	5	2	5	1
Zinkmetallschnitzel	13,8	2	13,8	5
Hexamethylentetramin	15	um sie flaumig zu machen	13,8
Ruß	4
Molekularsiebe 3A	2
Kautschukteilchen	1
*) Geschnittene Flocken wurden	5
13,8
während kurzer Zeit gewälzt,

Alle Härtungen wurden während 15 Minuten bei 149⁰C in der Form und dann während 8 Std. bei 204⁰C während der Nachhärtungskonditionierung durchgeführt.

Beim Testen, wie für die Vergleichsbeispie'.e 1 und 2 beschrieben, wurden die in Tabelle III zusammengestellten Ergebnisse erhalten.

Tabelle III Beispiel

12 3 4

Geräusch und Kautschukbindung

Belagzusiand Rotorzustand Maximale Abnutzung (mm) Testbewertung

8 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung

Innenmaterialfluß 100⁰Z₁ satinartig 2,4

beim Vollgasfahren Pedal 1 und 2 Senken. Innenbeläge zeigten Materialfluß

41 Fälle quietschend,
schlechteste Bewertung 3

Innenmaterialfluß
100% satinartig
1,5

hohe Kompressibilität, unannehmbares
Geräusch

30 Fälle Kautschukbindung, schlechteste Bewertung 8,
35 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung 3

starke Brüche
50-70% satinartig
1,5

Leistung OK,
Geräusch und
Kautschukbindung
während des gesamten Tests

17 Fälle Kautschukbindung, schlechteste Bewertung

leichte Brüche mittelstarke Textur 1,4

*) Beispiel Nr. 4 wurde während eines standardisierten Kreises von 26,5 km getestet, der im Stadtverkehr einer größeren Stadt im Osten der USA ausgewählt wurde.

Beispiele 5 und 6, Vergleichsbeispiel 3

Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Beispielen zusammengestellt und gehärtet. Die Mengenverhältnisse der verwendeten Bestandteile sind in der nachfolgenden Tabelle IV gezeigt

Tabelle IV

Bestandteile

Menge (Gewichtsteile)

Beispiel 5 Vergleichs

beispiel 3)

Zinkoxid Glasfasern (flaumig) Hitzehärtbares Phenolharz

AcajounuBharzteilchen

5 23

14 Bestandteile

Menge (Gewichtsteile)

Beispiel 5 Vergleichs-

beispiei 3)

Kautschukteilchen 13,8 13,8

Calciumaluminat 2 2

Baryte 31 55

Zinkteilchen 4 4

Hexamethylentetramin 2 2

Ruß 1 1

Molekularsieb 3A 5 5

Die Härtungs- und Nanhhärtungsbedingungen sind die gleichen, wie für die Beispiele 1 bis 4 beschrieben. Das Testen erfolgte wie in den Vergleichsbeispielen und 2. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V zusammengestellt

Tabelle V

ίο

Beispiel S

Vergleichsbeispiel 3

Geräusch und Kautschukbindung

Belagzustand Rotorzustand

Maximale Abnutzung (mm) Testbewertung

11 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung 7

starke Brüche leichtes Verschmoren

1,0

langsames Rückstellvermögen,

etwas Geräusch, leichte Rotor-

verschmorung

13 Fälle Kautschukbindung, schlechteste Bewertung 7, 3 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung 8
starke Brüche

50% poliert

50% starke Textur

3,8

schlechte Belagfestigkeit, hohe Abnutzung, häufige Bindung, hohe Kompressibilität

Beispiele 6 bis 10

Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Beispielen hergestellt und gehärtet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI

Bestandteile

Beispiel

Menge (Gewichtsteile)

6 7

10

Zinkoxid	27,5	27,5	27,5	27,5	27,5
Glasfasern (flaumig)	5	5	5	5	5
Hitzehärtbares Phenolharz	23	18	23	23	23
Acajounußharzteilchen	14	14	14	14	14
Kautschukteilchen	13,8	13,8	19	19	14
Calciumaluminat	2	2	2	2	2
Baryte	27,5	27,5	27,5	27,5	27,5
Zinkmetallschnitzel	4	4	4	4	4
Hexamethylentetramin	2	2	2	2	2
Ruß	1	1	1	1	1
Molekularsieb 3A	5	5	5	5	5
Dicker Graphit	-	-	-	-	2

Die Beläge wurden, wie für die Beispiele 1 bis 4 beschrieben, gehärtet und konditioniert und gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 getestet. Die Ergebnisse sind in der .Tabelle VH zusammengestellt

Tabelle VII

Beispiel Nr. 6

10

Geräusch

Belagzustand
Rotorzustand

12 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung 6 leichte Brüche

50% satinartig 50% poliert

12 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung 6

stark spuckend und angefressen, gebrochen

80% starke Übertragung

stark gebrochen -

60% stark
geschrumpft

W-
ti

28 29 481

7

1

8

12

9

1

Beispiel

14

12 13

14

15

2 Fälle quiet

15 Fälle quiet

keine

I 11

1,6

4,1

-

I

14

50 27,5

27,5

schend, schlech

schend., schlech

if:
ι Fortsetzung

I

2

5 5

5

10

teste Bewertung

(I Beispiel Nr.

Testbewertung

Test unvoll

Test fehl

I

27,5

15 23

23

8

zufriedenstel

ständig infolge

geschlagen nach

10 I

Menge (Gewichtsteile)

4

14 14

14

mittelmäßig

leicht spuckend,

mittelmäßig

linke Seite
gCurcciicn, rechte 9
Seite stark I
spuckend

I Maximale Ab- 0,7

lend, doch

Versagens des

Politur infolge

1

11

2

13,8 14

14

spuckend, leicht

KUIl K

spüCicenu

I nutzung (mm)

leichte Rotor-

Bremsbelags

des Geräusch

I

27,5

1

2 2

2

angefressene

angefressen

90% dunkel satin

I Testbewertung ausgezeichnete

schmorung

problems

Test fehl- I

10

5

15 27,5

27,5

Oberfläche,

artig

I Leistung bezüg-

geschlagen nach I

Hitzehärtbares Phenolharz 23

-

4 4

4

Brüche

1,5

|| Hch Abnutzung

Politur infolge I

Acajounußharzteilchen

2 2

2

80% satinartig

75% poliert

100% dunkel

und Rotorkondi-

Beispiele 11 bis 15

des Geräusch- I

Kautschukteilchen

1 1

1 '

1

satinartig

tionierung.

problems

Calciumaluminat

5 5

5

4,9

0,76

1,4 "

Geräusch und

Baryte

5

-

Brüche vorhander

Zinkmetallschnitzel

Härtung und Konditionierung waren die gleichen, wie in den Beispielen 1 bis 4 beschrieben, und das Testen

bei Vollgas

15 Markie

Testergebnisse

Hexamethylentetramin

erfolgte, wie in den Vergleichsbeispielen I und 2 beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt

Pedal erste

rungen, alle an

zufriedenstel

Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Beispielen hergestellt und gehärtet. Die Zusammensetzungen

Ruß

Tabelle IX

Senke hoch, Ab

deren Phasen

lend^ !untere

sind in der Tabelle VIII gezeigt.

Molekularsieb 3A

Beispiel

nutzung gut,

zufrieden

Bremsen ent

Tabelle VIII

Kryolith

Geräusch und 9 Fälle quiet-

Rotoren zweite

stellend

wickelten ab

Bestandteile

Kautschuk- sehend, schlech-

und dritte Senke

norm hohe

bindung teste Bewertung

zufrieden

Temperatur

8

stellend

Zinkoxid

Belagzustand stark spuckend,

Glasfasern (flaumig)

stark

angefressen

Rotorzustand 70% satinartig

Maximale Ab- 1,4

nutzung (mm)

Testbewertung 9 Markierungen,

alle anderen

Phasen des Tests

zufrieden

stellend

13

Beispiele 16 bis 21

14

Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Experimenten hergestellt und gehärtet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle X gezeigt.

Tabelle X

Bestandteile

Beispiel

Menge (Gewichtsteile)

16 17 18

19

20

21

Zinkoxid	27,5	27,5	50	27,5	55	27,5
Glasfasern (flaumig)	7,5	7,5	5	5	5	7,5
Hitzehärtbares	23	23	15	23	15	23
Phenolharz
Acajounußharzteilchen	14	14	14	14	14	14
Kautschukteilchen	14	10	8,8	14	8,8	8
Calciumaluminat	2	2	2	2	2	2
Baryte	27,5	27,5	15	27,5	15	27,5
Zinkmetallschnitzel	4	4	4	4	4	4
Hexamethylentetramin	2	2	2	2	2	2
Ruß	1	1	1	1	1	1
Molekularsieb 3A	5	5	5	5	5	5

Härtung und nachhärtende Konditionierung waren gleich, wie für die Beispiele 1 bis 4 beschrieben. Das Testen erfolgte, wie für die Vergleichsbeispiele 1 und 2 beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle XI zusammengestellt.

Tabelle XI

	Beispiel	17	18
	16	keine	3 Fälle gequetschtes
Geräusch und Kautschuk	keine		Quietschen, schlechteste
bindung			Bewertung 9
		mittelmäßig spuckend	stark spuckend
Belagzustand	linke Seite gebrochen,
	rechte Seite stark
	spuckend	100% satinartig	100% dunkel satinartig
Rotorzustand	90% dunkel satinartig	0,7	0,9
Maximale Abnutzung	1,5
(mm)		langsames Rückstellver	alle Phasen des Tests
Testbewertung	geringe Effektivität, hin	mögen, hohe Drücke -	waren gut
	tere Bremsen entwickelten	hohe Temperatur der
	hohe Temperatur, Beläge	hinteren Bremsen, guter
	zeigten geringe	Rotorzustand, geringe
	Abnutzung	Abnutzung

Tabelle Xl (Fortsetzung)

Beispiel 19

21

Geräusch und Kautschukbindung

Belagzustand
Rotorzustand

4 Fälle Bremsfehler, 1 Fall gequetschtes Quietschen, Bewertung 9

mittelmäßig spuckend 100% satinartig

4 Fälle quietschend, schlechteste Bewertung 8

mittleres Spucken 95% satinartig

keine

leichtes Spucken 95% satinartig

Fortsetzune

Beispiel 19

20

Maximale Abnutzung

Testbewertung

0,45

niedrige Effektivität, sehr hohe hintere Temperaturen, beides infolge der Tatsache, daß die Vorderbeläge in der zweiten und dritten Senke unter der Effektivität waren

alle Phasen zufriedenstellend, etwas Geräusch
(SQ 8, 9), welches bei der
zweiten Senke ausgeschaltet wurde

1,0

hohe Belagdrücke, kein
Rückstellvermögen,
mäßige Effektivität, hohe hintere Temperatur

*) Gequetschtes Quietschen ist ein hohes Quietschen am Ende des Bremsens.

Beispiele 22 bis 24

Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Beispielen hergestellt und gehärtet Die Zusammensetzungen sind in Tabelle XII gezeigt

Tabelle XII

Bestandteile

Beispiel Nr.

Menge (Gewichtsteile)

Zinkoxid 27,5 50 50

Glasfasern (flaumig) 7,5 5 5

Hitzehärtbares Phenolharz 23 15 18

Acajounußharzteiichen 14 14 14

Kautschukteilchen 10 8,8 8,8

Calciumaluminat 2 2 2

Baryte 27,5 15 15

Zinkmetallschnitzel 4 4 4

Hexamethylentetramin 2 2 2

Ruß 111

Molekularsieb 3A 5 5-

Härtung und Nachhärtungskonditionierung erfolgte, wie für die Beispiele 1 bis 4 beschrieben wurde. Die so Tabelle XIII

erzeugten Beläge wurden in der üblichen Weise wie in den vorausgehenden Beispielen auf einem Standard-Mercury-Sedan 1976 befestigt und hinsichtlich der Schwundbeständigkeit folgendermaßen getestet:

1. Drei aufeinanderfolgende Stops erfolgen von 48 auf Okm/Std bei 3 m/sec² in hohem Gang, 88—93⁰CTerroeraturmaximumbei einer Bremse.

2. Zehn Stops zur Ermittlung des Schwundes erfolgen von 96 auf 0 km/Std. in hohem Gang mit einem Intervall von 6,4 km bei 4,5 m/sec² und 60 bis 66° C Temperaturmaximum bei einer Bremse für einen Stop.

3. Der Wagen wird mit 64 km/Std. Kühlgeschwindigkeit 1,6 km nach dem letzten Schwundstop gefahren.

4. Fünf Stops von 48 km/Std. bei 3 m/sec² im höchsten Gang werden durchgeführt.

Die Bremsen werden dann durch 35 Stops von 64 km/Std. bei 3 m/sec² mit 121°C Bremsentemperatur oder eine Meile im höchsten Gang poliert.

6. Die Stufen 1,2 und 3 werden dann wiederholt.

7. Die Bremsen werden dann hinsichtlich der Abnutzung und des Zustandes geprüft

Die Ergebnisse sind in der Tsibelle XIII aufgeführt.

25

30

35

40

Beispiel Nr. 22

24

Geräusch und Kautschukbindung

Belagzustand

Rotorzustand

Maximale Abnutzung

Testbewertung

4 Fälle von Kautschukbindung, schlechteste Bewertung 9,

4 Fälle Quietschen, schlechteste Bewertung 9, 1 Fall Bremsversagen

außen Brüche, innen Brüche

30% poliert 70% Übertragung

6,4

Schwund bei 10 Stops OK, Pedal in voller Fahrt 9-15, Stopschwund, Belag übel gebrochen, Test schlecht 19 Fälle Quietschen, schlechteste Bewertung 9,

2 Fälle Drahtbürstenwicklung, schlechteste Bewertung 9,

3 Fälle gequetschtes Quietschen, schlechteste Bewertung 9

leichtes Spucken, leicht
angefressen

70% satinartig
30% poliert

mittelstarkes
Spucken, leicht
angefressen

50% satinartig
50% mittelstarke
Übertragung

2,5

230 241/237

29 48Ί

18

Beispiele 25 bis 28 und Vergleichsbeispiel4

Bremsbeläge wurden, wie in den vorausgehenden Beispielen beschrieben, zusammengesetzt und gehärtet Die Zusammensetzungen sind in der Tabelle XIV aufgeführt

Tabelle XIV	Beispiel Nr.	26	27	Vergleichs	28
Bestandteile		_		beispiel 4	_
		50	-	28,5	30
	Menge (Gewicbtsteile)	-	-	30	15
		5	5	-	12,5
Asbest	25	-	-	2,5	-
Zinkoxid	_	15	15	-	15
Calciumfluorid	30	14	14	13	14
Glasfasern (flaumig)	15	8,8	8,8	14	8,8
Calciumcarbonat	10	2	2	8,8	2
Hitzehärtbares Phenolharz	-	15	25	2	15
Acaj ounußharzteilchen	15	4	4	15	4
Kautschukteilchen	14	2	2	4	2
Calciumaluminat	8,8	1	1	2	1
Baryte	2	5	5	1	5
Zinkmetallschnitzel	15	1	-	5	-
Hexamethylentetramin	4	-	40	-	-
Ruß	2			-
Molekularsieb 3A	1
Dicker Graphit	5
Kryolith	-
	-

Die Härtung und Nachhärtungskonditionierung waren die gleichen, wie sie in den Beispielen 1 bis 4 beschrieben wurden. Die Beläge wurden in Standardausführung auf einem Kleinbus m voller Größe Mercury 1976 befestigt. Die Beläge wurden getestet, wie für die Vergleichsbeispiele 1 und 2 beschrieben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle XV zusammengestellt.

Tabelle XV

Beispiel Nr. 25

27

Vergleichsbeispiel 4

28

Geräusch und

Kautschuk-

binJung

keine

Belagzustand

Rotorzustand

Maximale
Abnutzung (mm)

leichtes Spucken, leichte Brüche, mittelstark angefressen

65% satinartig, 35% poliert

0,9

91 Fälle Quietschen, 1 Fall gequetschtes Quietschen

mittelstarkes Spucken, starke Brüche, mittelstarke Brüche

20% satinartig, 80% Übertragung

2 Fälle gequetschtes Quietschen, Bewertung 7-9,2 Fälle Drahtbürstengeräusch, schlechteste Bewertung 8, 2 Fälle Kautschukbindung, schlechteste Bewertung 9 mittelleichtes Spucken, starke Brüche und angefressen 65% satinartig, 20% poliert, 15% Übertragung 0,9

1 Fall gequetschtes Quietschen, Bewertung

keine

starkes Spucken,

mittelleicht

angefressen,

Überhang

25% satinartig,

75% mittelstarke

Übertragung

0,9

leichtes Spucken, mittelstark angefressen, 15 mittelstarke Brüche

95% satinartig, 5% poliert

0,8

	IR	und gehärtet Die Zusam-	Beispiel Nr.	481	20	Bestandteile	Beispiel Nr.	31
28 29	Beispiele 29 bis 31	mensetzungen sind in Tabelle XVl angegeben. s	Menge (Gewichtsteile) ₎₀		Menge (Gewichtsteile)	, 2 Fälle nach links
Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Bei	Tabelle XVI	29 30 31			gezogen, schlechteste
spielen zusammengestellt		10 20		29 30 31	Bewertung 1, 1 Fall
	35 25			Quietschen, Bewer
Bestandteile	5 12,5 12,5 15	Calciumaluminat	2 2 2	tung 9
	40	Baryte	15 15 15
	15 15 15	Ton Zinkmetallschnitzel	10 4 4 4	mittelstark ange
Zinkoxid	14 14 14	Hexamethylentetramin	2 2 2 111	fressen
Calciumfluorid	8,8 8,8 8,8	Ruß	111
Glasfasern (flaumig)				40% satinartig,
Calciumcarbonat	Beispiel Nr.	Bremsbeläge wurden, wie	in den Beispielen 1 bis 4	60% poliert
Hitzehärtbares Phenolharz	29		beschrieben, gehärtet und durch Nachhärtung konditio	0,7
Acajounußharzteüchen	7 Fälle Quietschen, schlech		niert. Das Testen erfolgte wie in den Vergleichsbeispie
Kautschu&eilchen	teste Bewertung 9, 1 Fall	len 1 und 2 beschrieben wurde. Die Ergebnisse sind in
Tabelle XVII	gequetschtes Quietschen,	der Tabelle XVII zusammengestellt
	Bewertung 9, 1 Fall nach
	links gezogen, Bewertung 1
Geräusch und Kautschuk		30
bindung	mittelstark angefressen,	1 Fall Drahtbürstengeräusch
	mittelstarkes Spucken und	Bewertung 9, 9 Fälle Kau-
	Brüche	tschukbindung, schlech
	40% poliert	teste Bewertung 7, 2 Fälle
	60% satinartig	Quietschen, schlechteste
Belagzustand	1,6	Bewertung 9
	mittelstark angefressen,
	Oberflächenbrüche
Rotorzustand
	25% satinartig,
Maximale Abnutzung	75% poliert
	0,6

Beispiel 32

Bremsbeläge wurden wie in den vorausgehenden Beispielen hergestellt und gehärtet Die Bestandteile waren folgende:

Nach der Härtung und Konditionierung durch Nachhärtung, wie in den Beispielen 1 bis 4 beschrieben, wurden die Beläge in einem modifizierten Verfahren analog dem, das für die Beispiele 22 bis 24 beschrieben wurde, getestet. In diesem Test wurden die Schwundstops in

	Menge	Stufe 2 auf 20 erhöht,	Belagzustand	und Stufe 5 wurde weggelassen.
Bestandteile	(Gewichtsteile)	Die Ergebnisse waren		folgende:
		Geräusch und	Maximale Abnutzung	3 Fälle Kautschukbindung,
	40	50 Kautschukbindung	(mm) 60	I Fall Drahtbürste in der
Calciumcarbonat	5		Kommentare	zweiten Reihe der Schwund
Glasfasern (flaumig, 3 mm)*)	5			stops, 13 Fälle Rauch und
Glasfasern (flaumig, 12,7 mm)*)	22			Gestank, 2 leicht, 2 schwer
Hitzehärtbares Phenolharz	14		und 4 Fälle in der ersten
Acajouteilchen	8,8	55	Reihe
Kautschukteilchen	ZJ 4	der Belag hatte sehr leichte
Baryte Zinkmetallschnitzel	1	Oberflächenbrüche
Ruß	2	1,0
Hexamethylentetramin	5
Molekularsieb	2	wesentliche Verbesserung
Calciumaluminat		gegenüber vorbekannten
*) Mittlere Faserlänge.	Zusammensetzungen

Claims

durch 5 bis 25 Gewichts-% der Komponente (A), 5 bis 15

Patentanspruch: Gewichts-% nicht aus Asbest bestehender Fasern, 20 bis

60 Gewichts-% der Komponente (C) und 10 bis 30

Asbestfreies Reibmaterial aus (A) Acajounußteil- Gewichts-% der Komponente (D). chen, (B) Fasern, (C) einer pulverisierten anorgani- 5 Die Materialien besitzen Abrieb- und Bremseigenschen Verbindung mit einer Mohs-Härte größer als schäften, die vergleichbar mit asbesthaltigen Materia-2,0 und kleiner als 5,0, die ohne wesentliche lien sind, und sind deshalb besonders geeignet für die chemische oder physikalische Veränderung Tempe- Verarbeitung zu Scheibenbremsbelägen, raturen oberhalb 425° C ausgesetzt werden kann, Zusätzlich enthalten die Reibmaterialien zweckmäßig

und (D) einem hitzehärtbaren Harz sowie gegebe- 10 Schwerspat, d.h. Bariumsulfat, Kautschukteilchen nenfalls weiteren üblichen Zusätzen, gekenn- und/oder nicht aus Eisen bestehende Metallschnitzel zeichnet durch 5 bis 25 Gewichts-% der und/oder 1 — 15 Gewichts-% eines unbeladenen Mole-Komponente (A), 5 bis 15 Gewichts-% nicht aus kularsiebs.

Asbestbestehender Fasern, 20 bis 60 Gewichts-% Die Reibmaterialien nach der Erfindung können

der Komponente (C) und 10 bis 30 Gewichts-% der 15 analog zu solchen aus bekannten, handelsüblichen Komponente (D). Stoffen hergestellt werden. Die Acajounußteilchen (A)

können die herkömmlichen hitzehärtbaren Acajounuß-

harze sein, die üblicherweise bei der Herstellung von

Bremsbackenbelägen verwendet werden. Andere 20 brauchbare äquivalente Produkte sind jene, die in den

Die Erfindung betrifft asbestfreie Reibmaterialien, die US-PS 36 58 751, 38 50 874 und 38 57 811 beschrieben besonders für die Verwendung als Automobilbremsen, sind.

besonders als Scheibenbremsenbeläge und Trommel- Die nicht aus Asbest bestehenden Fasern können

bremsenauskleidungen in der Automobilindustrie geeig- organische oder anorganische Fasern sein, die in der net sind 25 Lage sind, dem gemischten ungehärteten Reibmaterial

Wegen seines Härtegrades und Reibungskoeffizien- strukturelle Unversehrtheit und Strukturbeständigkeit ten mit Eisenmetallen wurde Asbest allgemein als eine zu verleihen, bis es bei der Härtung zu einer festen Hauptkomponente von Reibmaterialen, besonders in Masse verschmolzen ist Der Ausdruck schließt daher der Automobilindustrie verwendet auch die Abbauprodukte jener Fasermaterialien ein, die

Man fand aber, daß die Verarbeitung von Asbest 30 die Härtungstemperaturen, etwa 160° C, nicht unverän-Gefahren für die Atemwege mit sich bringt dert überleben. Geeignete Materialien sind beispiels-

Die US-PS 2165140, 20 78 617, 38 50874 und weise Glasfasern, Mineralwolle, Kieselsäurefasern, 38 57 811 betreffen die Verwendung von Acajou-Nuß- Kohlefasern, Borfasern und dergleichen, Baumwoll-, schalenöl oder Acajounußteilchen in asbesthaltigen Kunstseide-, Polyamid-, Polyesterfasern und der glei-Bremsbelägen oder anderen Reibmaterialien. Diese 35 chen sowie Wolfram- oder Stahlfasern und dergleichen. Reibmaterialien haben die gesundheitsschädlichen FoI- Bevorzugt sind solche Fasern, die in der Lage sind, den gen des Asbests. Im Beispiel III der US-PS 21 65 140 unmittelbar unterhalb der Rotor-Statorgrenzfläche sind auch asbestfreie Reibmaterialien beschrieben, die erzeugten Temperaturen zu widerstehen. Die Mehrzahl durch Imprägnieren von Baumwollgewebe oder ande- solcher Materialien ist anorganischer Natur. Es wurde ren Geweben mit modifizierter Acajounußflüssigkeit 40 bei Reibmaterialien für Scheibenbremsbeläge gefunden, erhalten werden. Diese aber haben geringe Beständig- daß ein Gemisch längerer und kürzerer Faserlängen keit und schlechte Bremseigenschaften. günstig für die Verarbeitung sein kann und die

Die US-PS 21 58 337 beschreibt einen Bremsbelag Beständigkeit oder Unversehrtheit des fertigen Belages mit darin eingelagerten Glasfasern. Die Glasfasern verbessern kann.

können anstelle von Asbest verwendet werden und 45 Die pulverisierte anorganische Verbindung (C), die in werden als das primäre Reibmaterial angesehen. Die einem relativ hohen Prozentsatz der Zusammensetzung US-PS 35 26 306 befaßt sich mit einem Kupplungsbelag, verwendet wird, um das Asbest zu ersetzen, kann eine der Glasfäden in Kombination mit Asbest, Phenolhar- Reihe von Materialien einschließen, wie zweckmäßig zen, Butadien-Acrylnitrilkautschuk, Schwerspat und Zinkoxid und/oder Calciumcarbonat Es kann im feinteiligem Acajounußschalenöl enthält 50 wesentlichen jedes Material verwendet werden, das die

Die US-PS 32 97 599 betrifft die Verwendung von angegebene Härte besitzt und in der Lage ist, den Calciumaluminat, die US-PS 39 16 062 die Verwendung unmittelbar unter der Rotor-Statorgrenzfläche wähvon Molekularsieben und die US-PS 4002592 die rend des Bremsens auftretenden Temperaturen zu Verwendung von Spinellen in ansonsten üblichen widerstehen. Beispielhalber können folgende geeigne-Bremsmaterialien. 55 ten anorganischen Materialien aufgeführt werden:

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

bestand nun darin, neue Reibmaterialien zu erhalten, die Anglesit (PbSO₄),

praktisch asbestfrei sind, dennoch aber die guten Anhydrit (CaSO₄),

Eigenschaften asbesthaltiger Bremsbeläge bezüglich Apatit (CaF₂ 3C)

der Abnutzung und Bremseigenschaften besitzen. 60 Augit (CaMg(SiOa)₂+Mg, Fe)-AlFe)₂SiO₆),

Die erfindungsgemäßen asbestfreien Reibmaterialien BaIySiHt(Pb₃Si₂O₇),

aus (A) Acajounußteilchen, (B) Fasern, (C) einer BiOtIt(K₁H)₂(Mg, Fe)₂(Al, Fe

pulverisierten anorganischen Verbindung mit einer Bornit (FeS · 2 Cu₂S · CuS),

Mohs-Härte größer als 2,0 und kleiner als 5,0, die ohne CeIeStIt(SrSO₄),

wesentliche chemische oder physikalische Veränderung 65 Chalcopyrit (CuFeS₂), Temperaturen oberhalb 425° C ausgesetzt werden kann, Chiolit (5 NaF · 3 AlF₃),

und (D) einem hitzehärtbaren Harz sowie gegebenen- Clinochlorit (HgMgSAl₂Si

falls weiteren üblichen Zusätzen sind gekennzeichnet CrOCOIt(PbCrO₄),