DE3928703C2 - Asbestfreies Reibmaterial - Google Patents
Asbestfreies ReibmaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein asbestfreies Reibmaterial
für Bremsen und Kupplungen, das im wesentlichen aus
einem Bindemittel oder Bindemittelgemisch und
verstärkendem Material besteht, wobei als verstärkendes
Material ein Gemisch aus Aramidfasern, Mineralfasern
und Stahlfasern verwendet wird.
Reibmaterialien für Bremsen und Kupplungen werden auch
heute noch häufig unter Verwendung von Asbestfasern als
Verstärkungskomponente hergestellt. Aufgrund der
toxischen, wahrscheinlich sogar cancerogenen
Eigenschaften von Asbestfasern und der vorhersehbaren
Verknappung des Rohstoffes Asbest besteht die
Notwendigkeit, diese Fasern gegen andere Stoffe
auszutauschen.
Durch Einsatz anderer verstärkender Materialien wie
Mineral-, Keramik-, Glas- oder organischer Fasern
gelang es zwar, Asbest in Reibbelägen zu ersetzen,
jedoch wurden die physikalischen Eigenschaften der
Asbestbeläge meist nicht erreicht. Andererseits wurden
die Anforderungen der Industrie an die Reibbeläge in
bezug auf thermische und mechanische Festigkeit,
Verschleißfestigkeit, Bremsverzögerung und Stabilität
der Verzögerung bei steigender Temperatur der Trommel
und bei steigender Geschwindigkeit immer höher, d. h.,
man sucht nach Reibbelägen, die den Asbestbelägen
qualitativ überlegen sind.
Durch Auswahl bestimmter Fasern gelang es, Reibbeläge
zu entwickeln, die in einzelnen Eigenschaften starke
Verbesserungen zeigen. So erzielt man z. B. durch den
Einsatz von Fasern auf Basis Aramid als
Verstärkungsmaterial (EP-B 0 050 377) wesentlich
günstigere Werte beim Verschleiß des Belages und der
Trommel. Jedoch werden die Eigenschaften der
asbesthaltigen Reibmaterialien nicht über das gesamte
Eigenschaftsprofil erhalten.
Es bestand demnach die Aufgabe der Erfindung, ein
asbestfreies Reibmaterial bereitzustellen, aus dem sich
Reibbeläge herstellen lassen, deren
Gesamt-Eigenschaftsprofil dem der asbesthaltigen
Eigenschaften identisch und möglichst sogar verbessert
ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1
bis 4 gelöst.
Es wurde gefunden, daß durch Verwendung von Kurzfasern
aus Sepiolith als Verstärkungsmittel in
Reibmaterialmischungen die Eigenschaften asbesthaltiger
Reibmaterialien durchweg erhalten werden.
Sepiolith ist ein silikatisches, natürliches Mineral
mit einem faserigen Habitus. Es kann in Form von
Kurzfasern, d. h. mit Faserlängen bis zu 15 mm
hergestellt werden. Derartige Fasern finden bislang
Verwendung als Adsorptionsmittel oder Trägermaterial
für Katalysatoren.
Überraschenderweise eignen sich diese
Sepiolith-Kurzfasern als Verstärkungsmaterial in
Reibmaterial, wobei sowohl gute Bremswerte erhalten
werden als auch die Formbeständigkeit der
Reibmaterialmischungen z. B. beim Vorformen oder
Kaltpressen verbessert werden. Außerdem wird die
Entmischungsneigung der physikalisch stark
unterschiedlichen Rohstoffe einer Reibbelagmasse stark
vermindert. Durch die gute Stabilisierung der Mischung
bei niedrigem Schüttgewicht wird das Vorformen und
Pressen vereinfacht. Entsprechende Massen können sowohl
kalt als auch heiß verpreßt werden.
Sepiolith kann alleine oder zusammen mit anderem
verstärkendem Material eingesetzt werden, wobei 5 bis
70 Gew.-%, an verstärkendem Material insgesamt
eingesetzt werden und der Gehalt an Sepiolith im
Bereich von 1,5 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf die
Gesamtmischung, liegt.
Die restlichen Anteile dieser Reibmaterialien sind 5
bis 25 Gew. -% aushärtbare Bindemittel oder
Bindemittelgemische, insbesondere Phenolharz sowie
weitere Zusatzmittel.
Bevorzugte weitere Zusatzstoffe sind Graphit,
Aluminiumoxid und andere an sich bekannte Reibstützer,
die insbesondere den Reibwert bei höherer Temperatur
erhöhen.
Alle Prozentangaben sind Angaben in Gewichtsprozenten.
Bei einer Reibbelagmasse der folgenden Zusammensetzung
Phenolharz/Hexamethylentetramin (10 : 1)|15% | |
Graphit | 20% |
Aluminiumoxid | 5% |
Schwerspat | 25% |
Messingspäne | 15% |
Faser bzw. Faserkombination | 20% |
werden folgende Fasern bzw. Faserkombinationen
eingesetzt:
1. | |
100% Asbestfaser | |
2. | 70% Diabasfaser |
30% Aramidfaser | |
3. | 100% Sepiolith |
4. | 50% Sepiolith, |
35% Diabasfaser, | |
15% Aramidfaser |
Die erhaltenen Reibbelagmassen und die daraus nach
üblichen Verfahren hergestellten Reibkörper werden nach
folgenden Kriterien beurteilt:
Formbeständigkeit des Rohlings (vor der Härtung)
Begutachtung durch den verarbeitenden Fachmann
Bearbeitung des gehärteten Rohlings
Begutachtung durch den verarbeitenden Fachmann
Betriebswert
Mittelwert aus 24 Messungen unter verschiedenen Bedingungen (Krauss Prüfstand)
Reibwertkonstanz im Temperaturbereich von 50 bis 300°C
Belagverschleiß
Verschleiß nach Praxiserprobung
Scheibenverschleiß
Verschleiß nach Praxiserprobung
Begutachtung durch den verarbeitenden Fachmann
Bearbeitung des gehärteten Rohlings
Begutachtung durch den verarbeitenden Fachmann
Betriebswert
Mittelwert aus 24 Messungen unter verschiedenen Bedingungen (Krauss Prüfstand)
Reibwertkonstanz im Temperaturbereich von 50 bis 300°C
Belagverschleiß
Verschleiß nach Praxiserprobung
Scheibenverschleiß
Verschleiß nach Praxiserprobung
Es werden folgende Ergebnisse erzielt:
Claims (4)
1. Verwendung von Sepiolith als Kurzfasern in
Reibmaterial-Mischungen.
2. Reibmaterial für Bremsen und Kupplungen, dadurch
gekennzeichnet, daß es Sepiolith in Form von
Kurzfasern enthält.
3. Reibmaterial für Bremsen und Kupplungen, bestehend
aus 5 bis 25 Gew.-% aushärtbarem Bindemittel oder
Bindemittelgemisch, 5 bis 70 Gew.-% verstärkendem
Material sowie anderen Zusatzstoffen, dadurch
gekennzeichnet, daß es 1,5 bis 50 Gew.-% Sepiolith
in Form von Kurzfasern enthält.
4. Reibmaterial nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß es Graphit, Aluminiumoxid
und/oder andere Reibstützer enthält.
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