DE3414027C2

DE3414027C2 - Verfahren zur herstellung von kupplungsbelaegen

Info

Publication number: DE3414027C2
Application number: DE3414027A
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Suita Osaka Kamiura; Takashi Sakai Osaka Natori
Original assignee: Nihon Valqua Kogyo KK
Current assignee: Nihon Valqua Kogyo KK
Priority date: 1983-09-24
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1987-04-09
Anticipated expiration: 2004-04-14
Also published as: DE3414027C3; JPS6067131A; JPH032377B2; DE3414027A1; US4605527A

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsbelags, bei dem man anorganische Fasern mit einem wärmehärtbaren Harz imprägniert und Folien aus einer Kautschukmasse mit den harzimprägnierten anorganischen Fasern haftend verbindet, wobei die Folien hergestellt werden durch Zugabe von anorganischen Fasern als Verarbeitungshilfsmittel zu einer Kautschukmasse und Formen des resultierenden Materials zu Folien, Herstellung einer Vorform daraus und Formen der Vorform unter Wärme und Druck.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen, sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsbelags, der gute Eigenschaften besitzt, ohne daß er irgendwelchen Asbest enthält.
Bisher wurden Kupplungsbeläge hergestellt durch Auflösen eines wärmehärtbaren Harzes, wie z. B. eines Phenolharzes, eines Kautschukmaterials, eines Vulkanisationsmittels, eines Vulkanisationsbeschleunigers, eines Reibungsverbesserers, eines Füllstoffs und dgl. in einem Lösungsmittel, haftendes Verbinden dieser Lösung mit einem Asbestsubstrat, Vorformen der dabei erhaltenen Struktur und anschließendes Formen der vorgeformten Struktur oder Vorform in einer Form unter Anwendung von Wärme und Druck. In jüngster Zeit wurden jedoch Hinweise darauf gefunden, daß Asbest möglicherweise schädlich (d. h. krebserzeugend) für Menschen ist. Daher sind in den letzten Jahren asbestfreie Kupplungsbeläge interessant geworden.
Asbestfreie Kupplungsbeläge werden in jedem Falle hergestellt durch Binden eines wärmehärtbaren Harzes, wie z. B. eines Phenolharzes, eines Kautschukmaterials, eines Vulkanisationsmittels, eines Vulkanisationsbeschleunigers und dgl. an Glasfasern als Substrat, anschließendes Vorformen der resultierenden Struktur und Formen der vorgeformten Struktur oder Vorform in einer Form unter Anwendung von Wärme und Druck. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der US-PS 41 30 537 beschrieben. Da aber Kupplungsbeläge, die gemäß dem in der US-PS 41 30 537 beschriebenen Verfahren Glasfasern als Substrat enthalten, während des Betriebs ein aggressives Verhalten aufweisen, wurden bisher organische Fasern, wie z. B. Rayon, Hanf und Baumwolle, den Glasfasern in einer Menge von 10 bis 185 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Glasfasern, einverleibt, und die resultierenden Verbundgarne wurden in ein Lösungsmittel eingetaucht, in dem Phenolharze, Kautschukmassen, andere Reibungsverbesserer und dgl., aufgelöst oder dispergiert waren, um zu bewirken, daß diese Materialien an den Verbundgarnen haften. Dann wurde eine vorgeformte Struktur hergestellt und danach Wärme und Druck ausgesetzt zur Herstellung eines Kupplungsbelags.
Bei diesem Verfahren wird jedoch das Lösungsmittel dazu verwendet, eine haftende Verbindung zwischen den Phenolharzen, Kautschukmassen, anderen Reibungsverbesserern und dgl. und den Verbundgarnen aus den Glasfasern und den anorganischen Fasern herzustellen. Darüber hinaus sind verschiedene Materialien mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten in der Kautschukmasse enthalten. Aus diesem Grund sinken die Materialien mit hohen spezifischen Gewichten, die in der Kautschukmasse enthalten sind, auf den Boden des Lösungsmittels, und es ist daher schwierig, eine Kautschukmischung mit einer einheitlichen Zusammensetzung mit den Verbundgarnen haftend zu verbinden. Außerdem ist es schwierig, die Menge der Materialien, die an den Verbundgarnen haften, zu kontrollieren (zu steuern).
Es tritt auch das Problem auf, daß eine übermäßig starke Streuung der Eigenschaften der resultierenden Kupplungsbeläge auftritt. Da beim haftenden Verbinden, wie vorstehend beschrieben, ein Lösungsmittel verwendet wird, kann darüber hinaus das Lösungsmittel im Innern der Kupplungsbeläge verbleiben, obgleich das Lösungsmittel während der Trocknung und Formgebung aus der Oberfläche leicht entweicht. Dieses Lösungsmittel kann unter Wärme und Druck nicht vollständig entfernt werden, und es geht daher während des Gebrauchs der Kupplungsbeläge aufgrund der Reibungswärme allmählich in ein Gas über, das an der Oberfläche erscheint (austritt). Dadurch wird der Reibungskoeffizient vermindert, und es tritt ein Fading-Problem auf.
In der offengelegten japanischen Patentpublikation 3 828/1982 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsbelages beschrieben, bei dem Glasfasern oder ein Verbund aus Glasfasern und Asbest mit einer Lösung von wärmehärtbaren Harzen, wie z. B. einem Phenolharz, imprägniert wird, die imprägnierte Struktur getrocknet wird, eine voluminöse Kautschukmasse mit dem resultierenden Substrat haftend verbunden wird durch Formen der voluminösen Kautschukmasse in situ zu einer Platte bzw. Folie mittels Walzen, anschließendes Vorformen der resultierenden Struktur und Einwirkenlassen von Wärme und Druck.
Nach diesem Verfahren wird jedoch das haftende Verbinden der Kautschukmasse mit dem Substrat bewirkt durch Formen der voluminösen Kautschukmasse in situ zu einer Platte bzw. Folie mittels Walzen, und es ist daher schwierig, eine Kautschukmasse mit einer einheitlichen Filmdicke zu erhalten. Außerdem kann die Kautschukmasse an den Walzen haften, und die resultierende folienartige Kautschukmasse kann unterwegs einreißen. Daher kann die Kautschukmasse nicht gleichmäßig mit dem Glasfasersubstrat haftend verbunden werden, und es tritt eine übermäßige Streuung der Eigenschaften der resultierenden Kupplungsbeläge auf.
Im Hinblick auf diese Probleme wurden nun weitere Untersuchungen durchgeführt, und dabei wurde folgendes gefunden:

a) Aus der US-PS 41 30 537 ist zu entnehmen, daß organische Fasern, wie Rayon, Hanf und Baumwolle, in einer Menge von 10 bis 185 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Glasfasern, zusammen mit den Glasfasern verwendet werden müssen, weil Kupplungsbeläge, die ein Glasfasersubstrat enthalten, während des Betriebs ein aggressives Verhalten aufweisen. Als Ergebnis der genannten Untersuchungen wurde jedoch gefunden, daß Kupplungsbeläge, die Glasfasern enthalten, während des Betriebs kein aggressives Verhalten aufweisen, und daß es daher in dieser Hinsicht überhaupt nicht erforderlich ist, organische Fasern zu verwenden. Wenn eine große Menge an organischen Fasern verwendet wird, schmelzen oder verkohlen die organischen Fasern durch die während des Gebrauchs der Kupplungsbeläge erzeugte Reibungswärme. Dadurch nimmt der Reibungskoeffizient des Kupplungsbelags ab, und die Verwendung einer großen Menge organischer Fasern ist nicht wünschenswert;
b) wenn die zu einer Platte bzw. Folie vorgeformte Kautschukmasse verwendet wird, um die Kautschukmasse mit dem Glasfasersubstrat haftend zu verbinden, werden die mit der Verwendung eines Lösungsmittels verbundenen Probleme gemäß Stand der Technik alle auf einmal gelöst;
c) wie oben angegeben, kann eine einheitliche Kautschukmasse nicht mit dem Substrat haftend verbunden werden in dem Verfahren, bei dem man die voluminöse Kautschukmasse mit dem Substrat haftend verbindet. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß man eine geringe Menge organische Fasern in die Kautschukmasse einmischt und formt, bevor man sie zu einer Platte bzw. Folie verarbeitet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen anzugeben, die gute Eigenschaften besitzen, ohne daß darin irgendwelcher Asbest verwendet wird. Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen anzugeben, bei dem in den Herstellungsstufen keine große Lösungsmittelmenge verwendet wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen anzugeben, bei dem eine Kautschukmasse gleichmäßig mit einem Substrat aus Glasfasern und dgl. haftend verbunden werden kann und bei dem keine oder keine übermäßige Streuung der Eigenschaften auftritt. Ziel der Erfindung ist es schließlich, ein Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen anzugeben, bei dem kein Abschneiden oder Einreißen in der Stufe der Formung der Kautschukmasse zu einer Platte bzw. Folie auftritt und bei dem die Be- bzw. Verarbeitbarkeit der Kupplungsbeläge ausgezeichnet ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsbelags, bei dem man anorganische Fasern mit der Lösung eines wärmehärtenden Harzes imprägniert, die imprägnierten Fasern trocknet und diese mit einer zu einem Flachmaterial geformten Kautschukmasse haftend verbindet, eine Vorform daraus herstellt und diese Vorform unter Wärme und Druck formt, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Fasern in Form eines Garns, eines Vorgespinstes, eines Filzes, eines Bandes oder eines Streifens vorliegen und aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus Glas-, Kohle-, Keramik-, Metall-, Basalt-, Calziumsilikat- und Serpentinfasern besteht, und daß die Kautschukmasse ein Kautschukmaterial, ein Vulkanisationsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger und einen Reibungsverbesserer sowie zusätzliche organische Fasern enthält, wobei die organischen Fasern einen Faserdurchmesser von 5 bis 60 µm, eine Länge von 1 bis 50 mm und ein Aspektverhältnis von 200 bis 5000 haben und die Menge der organischen Fasern 1 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Kautschukmasse beträgt.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht, welche die Stufen der erfindungsgemäßen Herstellung von Kupplungsbelägen erläutert;
Fig. 2(a) eine Ansicht in der Arbeitslaufrichtung, die ein Walzenpaar zeigt, das zum haftenden Verbinden einer Kautschukmasse mit anorganischen Fasern in Form von Garnsträngen, die im Querschnitt gezeigt sind, verwendet werden;
Fig. 2(b) bis (d) ähnliche Ansichten wie Fig. 2(a), die jeweils andere Beispiele von Formen der konkaven Rillen auf Walzenpaaren erläutern, die im Längsschnitt dargestellt sind; und
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines Beispiels eines Kupplungsbelag-Ausgangsmaterials, das bei Verwendung der in Fig. 2(a) gezeigten Walzen erhalten wurde.

Die Fig. 1 stellt eine schematische perspektivische Ansicht dar, welche die Stufen zur kontinuierlichen Herstellung eines erfindungsgemäßen Kupplungsbelag-Ausgangsmaterials erläutert. Eine Vielzahl von Garnen 1, von denen jedes eine Vielzahl (in der Größenordnung von 30 bis 100) von anorganischen Fasern umfaßt, werden im parallelen Zustand in ihrer Längsrichtung vorwärtsbewegt und in einen Behälter 2 eingeführt, der eine Lösung eines wärmehärtbaren Harzes enthält, um zu bewirken, daß das Harz an den Garnen 1 haftet. Danach werden die auf diese Weise beschichteten Garne 1 in einem Trockner 3 vollständig getrocknet. Dann werden Flachmaterialbahnen bzw. Folien 4 a und 4 b, die von ihren jeweiligen Walzen abgerollt werden, mit den Ober- und Unterseiten der Garne 1 in Kontakt gebracht, so daß die Garne sandwichartig dazwischen eingeschlossen werden, und sie werden zwischen einem Paar und durch ein Paar Walzen 5 a und 5 b gepreßt. Die Folien 4 a und 4 b werden auf diese Weise mit den dazwischenliegenden Garnen 1 verpreßt unter Bildung einer integralen Platte 4 aus der Kautschukmasse, die an den Garnen 1 haftet.
Wie in Fig. 2(a) dargestellt, sind die zylindrischen Umfangsflächen des Walzenpaares 5 a und 5 b mit ringförmigen Rillen 6 versehen, die jeweils aufeinander und in bezug auf die Garne 1 ausgerichtet sind. Wenn die Garne 1 und die Kautschukmassenfolien 4 a und 4 b in den Raum zwischen dem Walzenpaar 5 a und 5 b eingeführt werden, werden die Garne 1 in die jeweils aufeinander ausgerichteten Rillen 6 auf den Walzenumfangsoberflächen eingeführt, während die Folien 4 a und 4 b aus der Kautschukmasse mit den oberen und unteren Oberflächen der Garne 1 in Kontakt gebracht werden, um die Garne 1 vollständig zu umgeben in Form eines Überzugs. Zusätzlich zu den Walzen 5 aund 5 b mit den Rillen, wie sie in Fig. 2(a) dargestellt sind, können auch Walzen mit Rillen verwendet werden, wie sie in den Fig. 2(b), (c) und (d) dargestellt sind.
Als Ergebnis des vorstehend beschriebenen Arbeitsganges erhält man ein Kupplungsbelag-Ausgangsmaterial mit einem Querschnitt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, bei dem die Garne 1 beschichtet sind und umgeben sind von der Kautschukmasse 4, und benachbarte Garne 1 sind durch Portionen der Kautschukmasse 4 miteinander verbunden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Arbeitsgang der Hindurchführung der Garne 1 und der Folien 4 a und 4 b aus der Kautschukmasse zwischen dem Walzenpaar 5 a und 5 b wird die Anwendung einer übermäßigen Druckkraft zwischen den Folien aus der Kautschukmasse und den Walzen verhindert durch Einstellung des Abstandes zwischen dem Walzenpaar 5 a und 5 b entsprechend der Dicke der Folien aus der Kautschukmasse oder durch Verwendung von Walzen mit einer anderen Rillentiefe, wodurch die Kautschukmasse von den Walzen leicht freigegeben wird. Wenn ein Trennmittel (Talk oder dgl.) vor dem Kontakt mit den Walzen auf die Oberflächen der Kautschukmasse aufgebracht (oder darauf verteilt) wird, wird dadurch die Trennung der Kautschukmasse von den Walzen erleichtert.
Das Kupplungsbelag-Ausgangsmaterial wird dann so geschnitten, daß die Garne 1 in Gruppen zu jeweils 1 bis 5 Garnen unterteilt werden. Diese werden um den zentralen Achsabschnitt einer Form zur Vorformung in Art einer Wicklung (beispielsweise willkürlich, spiralig oder schräg) herumgewickelt, um das Material zu einer ringförmigen Struktur mit der erforderlichen Größe vorzuformen. Jede vorgeformte Struktur wird in eine Form gelegt und unter Wärme und Druck ausgehärtet (vernetzt) zur Herstellung des gewünschten Kupplungsbelags.
Obgleich Glas-, Kohle-, Keramik-, Metall-, Basalt-, Calciumsilicat- und Serpentinfasern und dgl. als anorganische Fasern verwendet werden können, sind Glasfasern besonders bevorzugt. Diese anorganischen Fasern können in Form eines Garns, eines Vorgespinstes (roving), eines Filzes, eines Bandes, eines Streifens und dgl. verwendet werden.
Beispiele für geeignete wärmehärtbare Harze sind Phenolharze, Harnstoffharze, Melaminharze und Epoxyharze. Unter diesen Harzen sind die Phenolharze bevorzugt. Es können Phenolharze vom Novolak-Typ, Resol-Typ, vom wäßrigen Lösungs-Typ und vom alkoholischen Lösungs-Typ verwendet werden.
Die Kautschukmasse (Kautschukzusammensetzung) enthält ein Kautschukmaterial, ein Vulkanisationsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger und einen Reibungsverbesserer. Die Kautschukmaterialien, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind synthetische Kautschuke, wie z. B. Butadienkautschuk (BR), Styrol/Butadien-Kautschuk (SBR), Isoprenkautschuk (IR), Ethylen/Propylen-Kautschuk (EPM), Isopren/ Isobutylen-Kautschuk (IIR), Chloroprenkautschuk (CR), Acrylnitril/Butadien-Kautschuk (NBR), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Acrylkautschuk (ACM), Urethankautschuk (U), Siliconkautschuk (Si), Fluorkautschuk (FPM), Polysulfidkautschuk (T) und Polyätherkautschuk (POR) sowie natürliche Kautschuke. Styrol/Butadien-Kautschuk (SBR) und Acrylnitril/Butadien-Kautschuk (NBR) sind besonders bevorzugt.
Als Vulkanisationsmittel können Schwefel, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Peroxide, Dinitrosobenzol und dgl. verwendet werden. Als Vulkanisationsbeschleuniger können Thiazol- Beschleuniger, Polyamin-Beschleuniger, Sulfonamid-Beschleuniger, Dithiocarbamat-Beschleuniger, Aldehydamin-Beschleuniger, Guanidin-Beschleuniger, Thioharnstoff-Beschleuniger, Xanthat-Beschleuniger und dgl. verwendet werden.
Als Reibungsverbesserer können Ton, Talk, Bariumsulfat, Cashew-Staub, Graphit, Bleisulfat, Putzerde (Englische Erde) (siliciumhaltiger Kalkstein) und dgl. verwendet werden.
Diesen Kautschukmassen (Kautschukzusammensetzungen) werden als Be- bzw. Verarbeitungshilfsmittel organische Fasern zugesetzt. Organische Fasern mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und Weichheit sind bevorzugt. Beispiele für organische Fasern, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind Naturfasern, wie Hanf, Baumwolle, Wolle und Seide, und Kunstfasern, wie Rayon-, Acetat-, Acetatstapel-, Polyamidfasern, wie z. B. Nylonfasern, Polyvinylalkoholfasern, wie z. B. Vinylonfasern, Polyacryl-, Polystyrol-, Phenol- und Aramidfasern.
Die organischen Fasern, die der Kautschukmasse ( Kautschukzusammensetzung) zugesetzt werden, haben einen Faserdurchmesser von 5 bis 60 µm, vorzugsweise von 10 bis 40 µm, eine Länge von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 3 bis 10 mm, und ein Aspektverhältnis (Länge pro Durchmesser) von 200 bis 5000, vorzugsweise von 200 bis 1000. Die Verwendung dieser organischen Fasern ist vom Standpunkt der verbesserten Be- bzw. Verarbeitbarkeit der Kautschukmasse bzw. -zusammensetzung erwünscht. Wenn die Länge der organischen Fasern zu groß ist, wird die Dispergierbarkeit der organischen Fasern in der Kautschukmasse schlechter, und deshalb ist die Verwendung solcher langer Fasern unerwünscht.
In der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung sind die Mengen, falls nichts anderes angegeben ist, in Gew.-% angegeben.
Die organischen Fasern werden der Kautschukmasse bzw. -zusammensetzung in einer Menge von 1 bis 15%, vorzugsweise von 1 bis 9% und insbesondere von 1 bis 5%, bezogen auf das Gewicht der Kautschukmasse bzw. -zusammensetzung, zugegeben. Wenn die Zugabemenge der organischen Fasern mehr als 15% beträgt, schmelzen oder verkohlen die organischen Fasern durch die beim Gebrauch des Kupplungsbelages erzeugte Reibungswärme, wodurch der Reibungskoeffizient des Kupplungsbelages vermindert wird. Deshalb ist die Verwendung von mehr als 15% an organischen Fasern nicht erwünscht. Wenn die Zugabemenge der organischen Fasern weniger als 1% beträgt, wird die Be- bzw. Verarbeitbarkeit der Kautschukmasse bzw. -zusammensetzung nicht merklich verbessert, und deshalb ist die Verwendung von weniger als 1% an organischen Fasern unerwünscht.
Die Be- bzw. Verarbeitbarkeit der Kautschukmasse bzw. -zusammensetzung wird signifikant verbessert durch Zugabe von organischen Fasern zu der Kautschukmasse bzw. -zusammensetzung. Das heißt, wenn die voluminöse Kautschukmasse, welcher die organischen Fasern zugesetzt worden sind, durch Druckwalzen hindurchgeführt wird zur Bildung einer Folie aus der Kautschukmasse, kann diese leicht in einer einheitlichen Dicke geformt werden, ohne daß ein Einreißen oder eine ähnliche Beschädigung auftritt. Wenn diese Folie aus der Kautschukmasse zwischen Walzen hindurchgeführt wird, um sie mit den anorganischen Fasern haftend zu verbinden, tritt kein Ein- bzw. Zerreißen der Folie aus der Kautschukmasse auf, und deshalb ist die Ver- bzw. Bearbeitbarkeit deutlich verbessert. Darüber hinaus ist es möglich, die Kautschukmasse gleichmäßig mit den anorganischen Fasern haftend zu verbinden. Auf diese Weise können Kupplungsbeläge, die wenig oder keine übermäßig streuenden Eigenschaften aufweisen, erhalten werden.
Wenn Glasfasern, Keramikfasern oder Kohlefasern der Kautschukmasse bzw. -zusammennsetzung anstelle der organischen Fasern zugesetzt werden, tritt ein Reißen der Fasern während der Kautschukdurchknetung auf, und es tritt auch ein Reißen der Folie aus der Kautschukmasse auf, wenn die Kautschukmasse zu einer Folie geformt wird, so daß keine Verbesserung der Be- bzw. Verarbeitbarkeit festzustellen ist.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Folie" ist eine dünne ebene filmartige Struktur mit einer etwa einheitlichen Filmdicke zu verstehen, und dieser Ausdruck ist allgemein zu verstehen und umfaßt die Ausdrücke Band, Film, Streifen und dgl.
Die Natur und Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung wird nachstehend an Hand einer Reihe von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Glas-Vorgespinst (Glasroving) wurde als anorganische Fasern verwendet und in einen Behälter eingetaucht, der eine Lösung eines modifizierten Phenolharzes enthielt, um das Glas damit zu imprägnieren und das modifizierte Phenolharz mit dem Glas-Vorgespinst haftend zu verbinden. Das auf diese Weise imprägnierte und mit dem modifizierten Phenolharz beschichtete Glasvorgespinst wurde dann bei einer Temperatur von 90 bis 120°C getrocknet und danach in einer Reihe in einer Anzahl von einigen zehn Vorgespinsten angeordnet. Die Glasvorgespinste wurden in Rillen eines Paares von mit Rillen versehenen Walzen zusammen mit einer Kautschukmasse (I) mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung, die zu Folien mit einer Breite von 300 mm und einer Dicke von 0,2 mm geformt worden war und die von Rollen abgewickelt und in den Raum zwischen den vorstehend beschriebenen, mit Rillen versehenen Walzen eingeführt wurden, eingeführt, so daß das Gespinst sandwichartig dazwischen angeordnet war. Die Folien aus der Kautschukmasse wurden mit dem Gespinst haftend verbunden zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für Kupplungsbeläge.

Kautschukmasse (I)
NBR-Kautschuk 50 Gew.-%
ZnO 2 Gew.-%
Cashew-Staub 5 Gew.-%
Bariumsulfat 15 Gew.-%
Ton 9 Gew.-%
Talk 9 Gew.-%
Schwefel 8 Gew.-%
Phenolharzfasern 2 Gew.-%

Das auf diese Weise erhaltene Ausgangsmaterial für Kupplungsbeläge wurde dann in Teile mit 1 bis 3 Garnen unterteilt, die um einen zentralen Abschnitt einer Form gewickelt wurden zur Vorformung in einem vorgespannten Zustand. Das Material wurde auf diese Weise zu ringförmigen Strukturen mit der erforderlichen Größe vorgeformt, und jede vorgeformte Struktur wurde in eine Form zur Formgebung überführt, in der es Wärme und Druck ausgesetzt wurde für einen Zeitraum von 5 min bei einer Temperatur von 160°C und unter einem Druck von 200 bar (200 kgf/cm²), um dadurch die Kautschukmasse und das Phenolharz zu vulkanisieren und auszuhärten (zu vernetzen). Jede Struktur wurde einer weiteren Wärmebehandlung für 5 Stunden bei einer Temperatur von 170°C unterworfen zur Herstellung eines ringförmigen Kupplungsbelages.
Der resultierende Kupplungsbelag enthielt 50% Glasfasern, 10% Phenolharz (wärmehärtbares Harz) und 40% Kautschukmasse.
In der Zwischenzeit wurde die Kautschukmasse (I) hergestellt durch Mischen der vorstehend beschriebenen Komponenten mittels Walzen, anschließendes Extrudieren derselben zu einer Folie, wobei die Dicke mittels Kalanderwalzen auf 0,2 mm eingestellt wurde, Zuschneiden dieser Folie mit einer Schneideinrichtung auf eine Breite von 300 mm und anschließendes Aufwickeln der Folie zu einer Rolle. Die auf diese Weise erhaltenen Folien aus Kautschukmasse wurden in dem vorstehend beschriebenen Verfahren verwendet. Die Grünfestigkeit (Zugfestigkeit, Fließgrenze) der Kautschukmasse (I) betrug 0,62 N/mm². (6,2 kgf/cm²)
Die Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Kupplungsbelags wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle angegeben.

Beispiel 2

Unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurde ein Kupplungsbelag hergestellt, wobei diesmal jedoch eine Kautschukmasse (II) mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung verwendet wurde. Ihre Eigenschaften wurden bestimmt, und die erzielten Ergebnisse sind ebenfalls in der weiter unten folgenden Tabelle angegeben.

Kautschukmasse (II)
NBR-Kautschuk 50 Gew.-%
ZnO 2 Gew.-%
Cashew-Staub 5 Gew.-%
Bariumsulfat 15 Gew.-%
Ton 8 Gew.-%
Talk 7 Gew.-%
Schwefel 8 Gew.-%
Phenolharzfasern 5 Gew.-%

Die Grünfestigkeit (Zugfestigkeit, Fließgrenze) dieser Kautschukmasse (ii) betrug 1,43 N/mm² (14,3 kgf/cm²).

Beispiel 3

Unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurde ein Kupplungsbelag hergestellt, wobei diesmal jedoch eine Kautschukmasse (III) mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung verwendet wurde. Ihre Eigenschaften wurden bestimmt, und die erzielten Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle angegeben.

Kautschukmasse (III)
NBR-Kautschuk 50 Gew.-%
ZnO 2 Gew.-%
Cashew-Staub 5 Gew.-%
Bariumsulfat 15 Gew.-%
Ton 6 Gew.-%
Talk 5 Gew.-%
Schwefel 8 Gew.-%
Phenolharzfasern 9 Gew.-%

Die Grünfestigkeit (Zugfestigkeit, Fließgrenze) dieser Kautschukmasse (III) betrug 2,15 N/mm² (21,5 kgf/cm²). Tabelle 1 &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz27&udf54; &udf53;vu10&udf54;Größe der Testprobe: 200 Durchmesser × 130 Durchmesser × t 3,5
Trägheitsmoment: 0,12 kp.m.sec²
Testzyklen: 10 000
Die Menge des Abriebs ist diejenige auf der Vorderseite und auf der Rückseite.
Im dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen werden organische Fasern als Be- bzw. Verarbeitungshilfsmittel einer Kautschkmasse zugesetzt, um sie mit anorganischen Fasern haftend zu verbinden, und die daraus resultierende Struktur wird zu einer Folie bzw. Platte geformt. Dabei werden die folgenden Effekte erzielt:

a) Selbst wenn kein Asbest verwendet wird, werden gute Kupplungsbeläge erhalten;
b) es ist nicht erforderlich, eine große Menge eines Lösungsmittels in den Herstellungsstufen zu verwenden, und deshalb tritt keine Vergasung des im Innern enthaltenen Lösungsmittels während der Verwendung des resultierenden Kupplungsbelages auf; darüber hinaus tritt keine Abnahme des Reibungskoeffizienten auf;
c) da die anorganischen Fasern in die Kautschukmasse eingearbeitet werden, tritt in der Stufe der Formung der Kautschukmasse zu einer Folie kein Ein- bzw. Zerreißen auf;
d) da die Kautschukmasse zu einer Folie geformt werden kann, ist es möglich, die Kautschukmasse gleichmäßig mit den anorganischen Fasern haftend zu verbinden; dementsprechend ist die Be- bzw. Verarbeitbarkeit deutlich verbessert, und es tritt keine oder keine übermäßige Streuung der Eigenschaften des resultierenden Kupplungsbelages auf.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsbelages, bei dem man anorganische Fasern mit der Lösung eines wärmehärtenden Harzes imprägniert, die imprägnierten Fasern trocknet und diese mit einer zu einem Flachmaterial geformten Kautschukmasse haftend verbindet, eine Vorform daraus herstellt und diese Vorform unter Wärme und Druck formt, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Fasern in Form eines Garns, eines Vorgespinstes, eines Filzes, eines Bandes oder eines Streifens vorliegen und aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus Glas-, Kohle-, Keramik-, Metall-, Basalt-, Calziumsilicat- und Serpentinfasern besteht, und daß die Kautschukmasse ein Kautschukmaterial, ein Vulkanisationsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger und einen Reibungsverbesserer sowie zusätzlich organische Fasern enthält, wobei die organischen Fasern einen Faserdurchmesser von 5 bis 60 µm, eine Länge von 1 bis 50 mm und ein Aspektverhältnis von 200 bis 5000 haben, und wobei die Menge der organischen Fasern 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Kautschukmasse, beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmehärtbares Harz ein Phenolharz verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum haftenden Verbinden der Kautschukmasse mit den anorganischen Fasern ein Walzenpaar mit konkaven Rillen auf ihrem Umfang verwendet wird.