DE3637997C2 - Asbestfreies Reibmaterial, enthaltend Korkpulver und Aramidfaserbrei - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein asbestfreies Reibmate­ rial, welches mit Hilfe eines Trockenverfahrens verarbei­ tet werden kann, insbesondere ein asbestfreies Reibmate­ rial auf der Grundlage von Aramidfasern bzw. Aramdifaser­ brei und anorganischen Fasern, welches mit Hilfe eines Trockenverfahrens zu Reibbelägen verarbeitet werden kann.

Bei der Herstellung von asbesthaltigen Reibmaterialien für Bremsbeläge oder Kupplungsbeläge unter Anwendung eines Formverfahrens wird die vorbereitete Mischung zunächst mit einer Vorpresse vorgeformt und dann mit einer Heiß­ presse verformt. Dieses Verfahren unter Anwendung eines Vorpreßvorgangs kann sowohl als Trockenverfahren als auch als Naßverfahren durchgeführt werden, da Asbest keine Rückfedereigenschaften besitzt.

In jüngster Zeit haben sich die Anforderungen an den Ein­ satz von Asbest verschärft, so daß es nicht mehr möglich ist, Asbest zu Reibmaterialien zu verarbeiten. Daher ist es erforderlich, als Ersatzmaterial für den Asbest der Reibmaterialien Fasern zu verwenden, die eine hohe Hitze­ beständigkeit aufweisen und eine gute Verstärkungswirkung entfalten.

Als Ersatz für Asbest sind Glasfasern, Aramidfasern, Mine­ ralfasern, Naturfasern etc. untersucht worden, wobei Reib­ materialien auf der Grundlage dieser Fasern beispielswei­ se in den US-Patentschriften 3 967 037, 4 373 038 und 4 465 796 beschrieben werden. Die oben erwähnten Fasern können jedoch wegen ihres starken Rückfederungsverhaltens nicht mit Hilfe eines Trockenverfahrens vorverformt wer­ den. Daher ist es bislang nicht möglich, einen solchen Vorverformungsvorgang anzuwenden, so daß ausschließlich auf das Naßverarbeitungsverfahren zurückgegriffen wird, welches die Verarbeitung der Fasern aufgrund der Haftungswirkung der Lösung er­ möglicht.

Wenngleich das Naßverfahren den Vorteil besitzt, das Rückfederver­ halten der Fasern zu überwinden, ist die Anwendung eines solchen Verfah­ rens unerwünscht, da sich durch die Anwendung eines Lösungsmittels und die Notwendigkeit der Durchführung eines Trocknungsverfahrens er­ höhte Kosten ergeben und Gesundheitsrisiken durch die Anwendung des Lösungsmittels auftreten können.

Die JP-A-57-85 876 beschreibt ein asbestfreies Reibmaterial, umfas­ send synthetische Fasern, beispielsweise aromatische Polyamidfasern, anorganische Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Steinwolle, Rei­ bungsmodifiziermittel und ein Bindemittelharz.

Die JP-A-56-147 879 beschreibt ein asbestfreies Reibmaterial, um­ fassend aromatische Polyamidfasern, ein wärmehärtbares Harz und mit einer Kautschukzusammensetzung beschichtetes Korkpulver.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein asbestfreies Reib­ material anzugeben, welches mit Hilfe eines Trockenverfahrens verarbei­ tet werden kann.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Reibmaterials gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstan­ des.

Es hat sich gezeigt, daß es durch Zugabe von 1 bis 6 Vol.-% Korkpul­ ver als Verarbeitungshilfe zu einer Masse auf der Grundlage von 10 bis 40 Vol.-% anorganischen Fasern, deren Rückfederverhalten der Asbest-Er­ satzfasern das höchste ist, 1 bis 10 Vol.-% Aramidfasern bzw. Aramidfa­ serbrei (Handelsbezeichnung: Kevlar pulp®) und Bindemittelharzen und Reibungsmodifizierungsmitteln, möglich ist, dieses asbestfreie Reibmate­ rial mit Hilfe eines Trockenverfahrens vorzuverformen.

Es wird angenommen, daß die Wirkung des erfindungsgemäß als Ver­ arbeitungshilfsmittel eingesetzten Korkpulvers darauf beruht, daß die ur­ sprünglich in dem Korkpulver vorhandenen 6% Feuchtigkeit unter der Einwirkung des hohen Drucks bei dem Vorpreßvorgang den erforderlichen Feuchtigkeitsgrad an die umgebenden Pulver und Fasern abgegeben wer­ den, so daß diese unter der Druckeinwirkung verdichtet werden und damit vorgeformt werden können.

Als anorganische Fasern verwendet man vorzugsweise solche mit einem Durchmesser von 6 bis 13 µm und einer Länge von weniger als 10 mm. Wenn die Faserlänge mehr als 10 mm be­ trägt, ergeben sich zum Zeitpunkt des Vermischens der Be­ standteile Schwierigkeiten bei der Dispersion dieser Fa­ sern, so daß sich unstabile physikalische Bedingungen ein­ stellen. Weiterhin sind Fasern mit einem geringen Durch­ messer bevorzugt, weil sie bei ihrer Handhabung geringere Hautreizungen hervorrufen, wobei dann, wenn der Durchmes­ ser zu gering ist, die Fasern zum Zeitpunkt der Verarbei­ tung zum Brechen neigen. Daher erstreckt sich der Durch­ messer über einen Bereich von 6 bis 13 µm.

Die Menge der in das erfindungsgemäße Reibmaterial einge­ arbeiteten anorganischen Fasern hängt von der angestreb­ ten Festigkeit ab, und sollte möglichst hoch sein. Wenn jedoch die Menge der anorganischen Fasern 40 Vol.-% über­ steigt, wird der Vorverformungsvorgang erschwert. Daher ist es erforderlich, die anorganischen Fasern in einer Menge von 10 bis 40 Vol.-% und noch bevorzugter in einer Menge von 10 bis 30 Vol.-% einzusetzen.

Das erfindungsgemäße Reibmaterial kann mit Hilfe eines Trockenverformungsverfahrens zu einem Reibkörper verarbei­ tet werden. Hierzu werden die Bestandteile der Masse be­ wegt und gemischt, dann mit Hilfe eines Trockenverfahrens vorgepreßt, heiß verformt, wärmebehandelt und dann po­ liert.

Ein Kupplungsbelag auf der Grundlage des erfindungsgemä­ ßen Reibmaterials besitzt gleiche oder bessere Reibei­ genschaften und Festigkeiten im Vergleich zu halbgeform­ ten Reibmaterialien, die mit Hilfe des folgenden Verfah­ rens hergestellt werden, und besitzt den weiteren Vor­ teil, daß er kostengünstig hergestellt werden kann:

Bei den folgenden Beispielen werden Glasfasern und Stein­ wolle, die ein großes Rückfederverhalten zeigen, als an­ organische Fasern eingesetzt.

Beispiel

Tabelle I

Formulierungsbeispiele (Vol.-%)

Aus den obigen Formulierungen A, B und C bildet man Kupp­ lungsbeläge mit Hilfe des Trockenformverfahrens unter Anwendung einer üblichen Methode, worauf die Reibeigen­ schaften (Abnützung) und der Berstfestigkeit untersucht werden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben.

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß die erfindungs­ gemäßen Reibmaterialien gleiche oder bessere Eigenschaf­ ten im Hinblick auf das Reibverhalten und die Berstfestig­ keit aufweisen als die mit Hilfe des Halbverformungsver­ fahrens hergestellten Produkte. Weiterhin lassen sie sich kostengünstiger herstellen.

Claims (3)

1. Asbestfreies Reibmaterial, welches mit Hilfe eines Trockenverfah­ rens verarbeitet werden kann, gekennzeichnet durch eine Masse aus 1 bis 10 Vol.-% Aramidfaserbrei, 10 bis 40 Vol.-% anorganischen Fasern, 1 bis 6 Vol.-% Korkpulver als Verarbeitungshilfsmittel und Bindemittelharz und Reibungsmodifizierungsmitteln als Rest.

2. Reibmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Fasern einen Durchmesser von 6 bis 13 µm und eine Länge von weniger als 10 mm aufweisen.

3. Reibmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als anorganische Fasern Glasfasern und/oder Steinwolle enthält.