DE3134939A1 - Reibbelag, insbesondere fuer bremsen, kupplungen und andere anwendungen - Google Patents

Reibbelag, insbesondere fuer bremsen, kupplungen und andere anwendungen

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DE3134939A1 DE19813134939 DE3134939A DE3134939A1 DE 3134939 A1 DE3134939 A1 DE 3134939A1 DE 19813134939 DE19813134939 DE 19813134939 DE 3134939 A DE3134939 A DE 3134939A DE 3134939 A1 DE3134939 A1 DE 3134939A1
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Description

VALEO , 64 avenue de la Grande Armee, 75017 P a r i's (France)
BESCHREIBUNG
Reibbelag, insbesondere für Bremsen, Kupplungen und andere
Anwendungen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reibbelag, insbesondere für Bremsen, Kupplungen und weitere Anwendungs-· gebiete, des Typs, der Mineralfasern, organische Fasern, Charge und Binder enthält.
Die verwendeten Fasern können verschiedene Formen aufweisen, zum Beispiel freie Fasern, kontinuierliche oder diskontinuierliche Faserfäden, grobes Gewebe, Litzen, Matten, Filzgewebe usw.
Bisher wurden die organischen Fasern allgemein dazu benutzt, die Bedingungen des Spinnens der Mineralfasern zu verbessern, d.h. aus Gründen der Fabrikation , vielmehr als um die Reibleistung zu verbessern.
Tatsächlich sind bis heute die organischen Fasern für diesen Zweck, besser gesagt für Reibbeläge als mehr schädlich als nützlich eingeschätzt worden. Das ist der Grund , weshalb sie allgemein aus
_ 5 —
Bankverbindung ι Bayer. Vereinebank München, Konto «20404 (BU 70020270) · Postscheckkonto: München 27044-802 (BLZ 70010080)
(nur PA Dipl.-Ing. S. Staeger)
der Art der Zellulosefasern, der tierischen fasern, pflanzlichen Fasern oder ähnlichen gewählt wor'den sind d.h. aus einer unschmelzbaren Faserart, bei der die Faser sich nicht verflüssigt, wenn die Temperatur des Reibbelages sich während des Gebrauchs erhöht, die Faser sich jedoch auflöst bzw. zersetzt ohne die Reibkonditionen· des Reibbelages zu stören.
Solche organischen unschmelzbaren Fasern können einen abschwächenden Effekt auf das mehr oder weniger agressive Einwirken des Fasermaterials, insbesondere Glasfasern, auf das Gegenmaterial haben, beispielsweise eine Trommel, eine Scheibe, ein Kranz, eine Platte oder ähnliches, auf oder gegen welches der Reibbelag reibt. Aber diese organischen unschmelzbaren Fasern weisen als bedeutenten Nachteil eine Verringerung der Veschleißfestxgkeit des Reibbelages selber auf.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Reibgarnitur der eingangs genannten Art zu schaffen, die frei von diesen verschiedenen Nachteilen ist, und bei der die Veschleißfestigkeit ausgezeichnet ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Reibbelag, bestehend aus Mineralfasern, organischen Fasern, Charge und Binder dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern zumindest zum Teil aus schmelzbaren organischen Fasern wie z.B. Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polypropylenfasern, Acrylfasern, Modacrylfasern usw. bestehen.
Versuche haben gezeigt, daß sich unerwarteterweise ein Passiv-ationsphänomen in der Weise ausbilden kann, daß sich eine schützende Kruste auf der Oberfläche des Belags
ausbildet; wenn der Belag unter Erhöhung der Temperatur an das Gegenmäterial reibend angedrückt wird, wobei die Kruste infolge Änderung des physikalischen Zustands der schmelzbaren Fasern das Schmelzen an der Stelle des Oberflächenüberzugs verzögert.
Eine ausgedehnte Flüssigphase, die für die Reibbedingungen schädlich wäre, wird so auf dem Niveau der Grenzfläche mit dem Gegenmaterial vermieden. Im Gegenteil, in den Schichten des Belages, die von der Grenzfläche weiter entfernt liegen und die daher einer geringeren Temperatur ausgesetzt sind, erfahren die schmelzbaren organischen Fasern eine wichtige Verschmelzung, die der Reibung nicht schadet, vielmehr den Vorteil einer Verdichtung des Belages durch das Ausfüllen von Hohlräumen mit sich bringt, die in dem Belag enthalten sein können.
Daraus resultiert eine hervorragende Verschleißfestigkeit des Reibbelages.
Es zeigt sich dank der Erfindung, daß die organischen schmelzbaren Fasern wegen der Steigerung der Veschleißfestigkeit des Belages eher eine nützliche als eine, wie man bislang angenommen hatte,schädliche Rolle spielen.
Aber es muß, wie man verstehen wird, die Verwendung der organischen schmelzbaren Fasern vorzugsweise von einigen Sicherheitsmaßnahmen begleitet sein, damit der Belag aus dem oben aufgezeigten Phänomen der Passivvation ohne Unsicherheiten Nutzen ziehen kann.
Insbesondere müssen gemäß der Erfindung die schmelzbaren organischen Fasern in dem Reibbelag in einer bestimmten Menge verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt das Gewichtsverhältnis von organischen schmelzbaren Fasern in dem Reibbelag vorteilhafterweise zwischen 5 % und 40 %..
Des weiteren werden organische schmelzbare Fasern mit einer solchen Beschaffenheit gewählt, daß ihr Verschmelzen in der Zeit begrenzt ist, und daß insbesondere ihr Verschmelzen aufhört, kurz nachdem es angefangen hat. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden Organische schmelzbare Fasern eines vernetzbaren Typs gewählt, z.B. Acrylfasern und/oder Modacrylfasern.
Dank diese-r Maßnahme bilden die organischen schmelzbaren und vernetzbaren Fasern im Laufe des Betriebes und kurz nach ihrem Verschmelzen ein echtes Netz, das eine günstige starre Struktur in dem Belag bildet, ohne den Reibbedingungen zu schaden.
Bei einem Ausführungsbeispiel bestehen die organischen Fasern des Reibbelages insgesamt aus schmelzbaren organischen Fasern, während bei einer Abwandlung die organischen Fasern des Reibbelages nicht nur aus schmelzbaren Fasern sondern auch aus unschmelzbaren organischen Fasern,wie beispielsweise Stapelzellwollfasern oder Chemiestapelfasern bestehen.
Gemäß der Erfindung weist der Reibbelag vorteilweise Mineralfasern mit einem Gewichtsverhältnis von 5 % bis 30 % auf, organische schmelzbare Fasern mit einem Gewichtsverhältnis von 5 % bis 40 %, organische unschmelzbare Fasern mit einem Gewichtsverhältnis von 0 % bis 25 %, 30- % bis" 60 % Charge in Form von Pulver oder Fäden und 10 % bis 25 % Binder. Vorzugsweise bestehen die Mineralfasern aus Glasfasern und/ oder Amiantfasern, die schmelzbaren organischen Fasern aus Acryl- und/oder Modacrylfasern, die Charge ganz oder zum Teil
aus Schwefel, Ruß, Graphit, Barytsulvat, Schlämmkreide, Pyrit, Zirkon, Kupfer und Messing, und der Binder besteht ganz oder teilweise aus Harz und Kautschuk.
Die nachfolgend angegebenen Ausführungsbeispiele stellen keine Beschränkung dar.
Beispiel T'
Um einen Reibbelag, insbesondere für Bremsen und Kupplungen herzustellen, verwendet man Mineralfasern, organische Fasern, Charge und einen Binder.
Die verwendeten Fasern können in verschiedener Form vorkommen, z.B. in Form von freien Fasern, kontinuierlichen oder unzusammenhängenden Faserfäden, Grobgewebe, Litze, Matten, Filz, anderes
Gewebe und ähnliches.
Die Mineralfasern, die in dem Reibbelag mit einem Gewichtsverhältnis zwischen 5 % und 30 %, und in diesem Beispiel in der Nähe von 20 % enthalten sind, bestehen aus Glasfasern.
"Die organischen Fasern sind organische schmelzbare und vernetzbare Fasern und bestehen aus Acrylfasern und sind in dem Reibbelag mit einem Gewichtsverhältnis zwischen 5 % und 40 %, in diesem Beispiel in der Nähe von 5 % enthalten.
Die Acrylfasern sind beispielsweise solche Fasern, die im Handel unter dem Namen "Acribel, Acrilan, Courtelle, Crylor, Dralon ..." erhältlich sind.
Die Charge besteht aus Schwefel, Ruß, Graphit, Barytsulvat, Pyrit, Kupfer und Messing, in Form von Puder und/oder Fäden, und weist in ihrer Gesamtheit in dem Reibbelag ein Gewichtsverhältnis zwischen 30 % und 60 % auf, in diesem Beispiel in der Nähe von 55 %.
Der Binder besteht aus Harz und Kautschuk und weist in dem Reibbelag in seiner Gesamtheit ein Gewichtsverhältnis zwischen 10 % und 25 % auf, in diesem Beispiel in der Nähe von 10 %.
Im einzelnen hat der Reibbelag gemäß diesem Beispiel die in Tabelle 1 dargestellte Zusammensetzung (Seite 10).
Der solcher Art zusammengesetzte Reibbelag wird auf übliche Art dadurch hergestellt, daß ein Faden,bestehend aus Mineralfasern und den organischen Fasern mit Zement imprigniert wird, der aus der Charge und dem Binder besteht; das Ganze wird in eine scheibenförmige Form eingebettet und unter Druck gebrannt.
Der solcher Art her-^gestellte Reibbelag weist hervorragende Reibleistungen auf. Man stellt keinen einzigen Nachteil wegen eines Verschmelzen der schmelzbaren und vernetzbaren organischen Fasern fest, sondern vielmehr einen Vorteil bezüglich der exellenten Veschleißfestigkeit des Reibbelages.
Insbesondere ist die Verschleißfestigkeit derjenigen überlegen, die man beobachten kann, wenn man die organischen schmelzbaren Fasern durch organische unschmelzbare ersetzt.
Andererseits erkennt man auch keine Beschädigung des Gegenmaterials während des Betriebes, obwohl die Mineralfasern aus Glasfasern bestehen, die allgemein als agressiv wirkend auf üegenniaterial angesehen werden.
Beispiel 2
Man verfährt wie bei Beispiel 1, jedoch ist die Zusammensetzung des Reibbelages die in der Tafel 2 angegebene.(Seite Π).
Die Leistungen dieses Reibbelages sind ähnlich denjenigen, die im Beispiel 1 beschrieben worden sind.
- 10 -
TABELLE 1
Zusammensetzung 20 Bestandteil 0
Mineralfasern (Jl Glasfasern ■ 5
0 Amiantfasern 0
Vernetzungsfähige Acrvlfasern 0
schmelzbare organische
Fasern
Modacrylfasern 5
Unschmelzbare organi
sche Fasern
*
Stapelzell
wollefasern
(Chemiestapelfasern)
5
Schwefel 15
55 Ruß 15
Graphit 0
Barytsulvat 5
Charge Schlämmkreide 0
Pyrit 10
20 Zirkon o ■
Kupfer 10
Messing 10
Binder Harz
Kautschuk
100
100
'"-/Fl
TABELLE 2
Zusammensetzung ~^ ~
%
"^"""^^Bestan^feeil %
Mineralfasern 10 Glasfasern ^- . 10
~\\;. - ^^Kitantfasern __, _ 0
Vernetzungs f ähi^5^
schmelzbare organis@h§
Fasern
12 Acrylfasern
Modacrylfasern
0
12
Uns chme 1 zbafl-^2gajii-
sche Fasern -^-—
0 Stapelzell- -^'
wollef a§grj|
(Chemiestapelfaser]
0
)
schwefel 7
lug 10
Graphit ^,v- 10
-^^-Barytsulvat 8
Charge 58 Schlämmkreide 8
Pyrit 0
Zirkon 5
Kupfer 0
Messing 10
Binder 20 Harz 7
Kautschuk 13
iOO 100
- 12 -
.■J
Die Modacryl fasern sind _beigxxi-e3?swe"ise solche Fasern, die im Handel unter.jJejrLJBezeichnungen "Crylor", " Verel" erhältlich sind.
Beispiel 3
Man verfährt wie in Beispiel 1, jedoch ist die Zusammensetzung des Reibbelages die in Tabelle^JU^ngegebene (Seite 13) . ==--ii^'
Die Leistungen dieses Reibbelages sind ähnlich denjenigen, die in Beispiel 1 bereits beschrieben worden sind.
- 13 -
TABELLE 3
Zusammensetzung % Bestandteil %
Mineralfasern 5 Glasfasern 5
Vernetzungs fähige
schmelzbare organische
Tasern 4
40 Amiantfasern 0
Unschmelzbare organi
sche Fasern
5 Acrylfasern 40
Charge 35 Modacrylfasern 0
Binder 15 Stapelzell-
wollefasern
(Chemiestapel
fasern)
5
Schwefel 7
Ruß 6
; Graphit 5
Barytsulvat " 0
Schlämmkreide 5
Pyrit 5
Zirkon 0
Kupfer 7
Messing 0
Harz 5
Kautschuk 10
100
100
14 -
ft *
,.„ Beispiel 4
Man verfährt wie in Beispiel 1, jedoch ist die Zusammensetzung des Reibbelages die in Tabelle 4 angegebene (Seite 15)
Die Leistungen dieses Reibbelages sind die gleichen wie die in Beispiel 1 beschriebenen.
- 15 -
TABELLE 4
Zusammensetzung % Bestandteil %
Mineralfasern 5 Glasfasern 0
Amiantfasern 5
Vernetzungs fähige
schmelzbare organische
Fasern
*
35 Acrylfasern
Modacrylfasern
35
0
Unschmelzbare organi
sche Fasern
0 Stapelzell
wollefasern
(Chemiestapel
fasern)
0
Schwefel 2
Ruß 3
Graphit 15
Barytsulvat 10
Charge 40 Schlämmkreide 0
Pyrit 0
Zirkon 0
Kupfer 10
Messing 0
Binder 20 Harz 15
Kautschuk 5
100
100

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE
1. Reibbelag, bestehend aus Mineralfasern, organischen Fasern, Charge und einem Binder, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern zumindest zum Teil aus organischen schmelzbaren Fasern bestehen.
2. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen schmelzbaren Fasern in dem Reibbelag mit einem Gewichtsverhältnis zwischen 5 % und 40 % enthalten sind.
3. Reibbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen schmelzbaren Fasern vernetzbar sind.
4. Reibbelag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen schmelzbaren und vernetzbaren Fasern aus Acrylfasern und/oder Modacrylfasern bestehen.
Bankverbindung: Bayer. Vereinsbank München, Konto 620404 (BLZ 70020270) · Postscheckkonto: München 27044-802 (BLZ 70010080)
(nur PA Dipl.-Ing. S. Staeger)
.. ο „,
5. Reibbelag nach mindestens .einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern des Reibbelages in ihrer Gesamtheit schmelzbare organische Fasern sind.
6. Reibbelag nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern des Reibbelages nicht nur aus organischen Fasern sondern auch aus nicht schmelzbaren organischen Fasern gebildet werden.
7. ' Reibbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unschmelzbaren organischen Fasern Stapelzellwollefasern oder Chemiestapelfasern sind.
8. Reibbelag nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der unschmelzbaren organischen Fasern in dem Reibbelag zwischen 5 % und 25 % liegt.
9. Reibbelag nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reibbelag die Bestandteile nachfolgende Gewichtsverhältnisse aufweisen: Mineralfasern zwischen 5 & und 30 %, schmelzbare organische Fasern zwischen 5 % und 40 %, unschmelzbare organische Fasern zwischen 0 % und 25 %, Charge zwischen 30 % und 6O % und Binder zwischen 10 % und 25 %.
10. Reibbelag nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralfasern aus Glasfasern und/oder Amiantfasern, die Charge ganz oder zum Teil aus Schwefel, Ruß, Graphit, Barytsulvat, Schlämmkreide," Pyrit, Zirkon, Kupfer, Messing, und der Binder ganz oder zum Teil aus Kunstharz und Kautschuk bestehen.
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