DE4239441A1 - Dichtereduzierte Reibmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Dichtereduzierte Reibmaterialien und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel
lung von dichtereduzierten Reibmaterialien, insbesondere von
Reibbelägen für Trockenkupplungen, wobei ein die Komponenten
der Reibmaterialien enthaltender Rohling einem Preßvorgang
und gegebenenfalls einer ersten, sich vorzugsweise sofort
anschließenden thermischen Nachbehandlung (Triebstufe)
oder/und einer thermischen Endbehandlung unterzogen wird,
wobei man dem Rohling vor dem Preßvorgang ein oder mehrere
Reagenzien zusetzt, die zu einer Verringerung der Dichte im
Endprodukt führen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein auf
diese Weise hergestelltes Reibmaterial, bei dem es sich vor
zugsweise um gewickelte oder massengepreßte Reibbeläge für
Trockenkupplungen handelt.
Reibmaterialien bzw. Reibelemente, wie z. B. Kupplungsbeläge
für Kraftfahrzeuge, müssen starken Rotations- und Zentrifu
galkräften bei erhöhten Temperaturen standhalten. Daher müs
sen Reibbeläge für Trockenkupplungen in Kraftfahrzeugen hohe
Anforderungen erfüllen.
In jüngster Zeit findet auch das spezifische Gewicht der
Reibbeläge eine starke Beachtung. Die Dichten der momentan in
Serie verwendeten Reibbeläge liegen etwa bei 1,7 bis 1,95
g/cm3. Es bestehen jedoch Bestrebungen seitens der Automobil
hersteller, in Zukunft Beläge mit geringeren Dichten zu ver
wenden.
Die EP-B 0 202 145 offenbart ein poröses Reibmaterial, insbe
sondere für Bremsen oder Kupplungen, welches dadurch gekenn
zeichnet ist, daß die Poren die Form von Kanälchen aufweisen.
Ein derartiges Material ist so erhältlich, daß man die übli
chen Bestandteile von Reibmaterial mit thermisch abbaubaren
Fasern mischt, um eine Materialzusammensetzung zu bilden, daß
man diese Materialzusammensetzung in einer Form einem Druck
aussetzt, um eine Materialtablette zu erhalten, daß man die
Materialtablette härtet, um das Verfestigen des Binders si
cherzustellen, wobei man die Vollständigkeit der thermisch
abbaubaren Fasern beibehält und daß man eine Überhitzung mit
einer Temperatur durchführt, die höher als die Abbautempera
tur der thermisch abbaubaren Fasern, jedoch geringer als die
Abbautemperatur des Reibmaterials ist. Ein Nachteil dieses
Herstellungsverfahrens besteht jedoch beispielsweise darin,
daß das Reibmaterial bei seiner Herstellung einem zusätzli
chen Hitzebehandlungsschritt unterzogen werden muß, der die
gebräuchlichen Binder (z. B. Binder auf Phenolharz-Kautschuk
basis) erheblich schädigt. Überdies liegt das spezifische
Gewicht der Reibbeläge gemäß EP-B 0 202 145 in einem Bereich,
der auch mit üblichen Methoden unter Optimierung der Garn-
und Bindemittelzusammensetzung noch zu erreichen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin,
die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu
vermeiden und neue Reibmaterialien bereitzustellen, die
einerseits die Haltbarkeitsanforderungen erfüllen und ande
rerseits eine gegenüber herkömmlichen Materialien verringerte
Dichte aufweisen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zur
Herstellung von dichtereduzierten Reibmaterialien, insbe
sondere von Reibbelägen für Trockenkupplungen gelöst, wobei
ein die Komponenten der Reibmaterialien enthaltender Rohling
einem Preßvorgang und gegebenenfalls einer ersten thermischen
Nachbehandlung oder/und einer thermischen Endbehandlung un
terzogen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
dem Rohling vor dem Preßvorgang ein oder mehrere Reagenzien
zusetzt, die zu einer Verringerung der Dichte im Endprodukt
führen, indem sie während des Preßvorgangs, der ersten ther
mischen Nachbehandlung oder/und der thermischen Endbehandlung
unter Gasbildung entweichen oder/und sich unter Abspaltung
gasförmiger Moleküle umwandeln oder/und vollständig in flüch
tige Anteile zerfallen, wobei der Preßvorgang und gegebenen
falls die erste thermische Nachbehandlung oder/und die ther
mische Endbehandlung auf solche Weise durchgeführt werden,
daß ein Schrumpfen des Rohlings möglichst vermieden wird.
Unter den heute nach dem Stand der Technik angewendeten Ver
arbeitungsbedingungen werden Dichten für Reibmaterialien von
etwa 90% der theoretischen Dichte des Materials erreicht.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von zu einer Verringerung
der Dichte im Endprodukt führenden Reagenzien wird eine Ver
ringerung der Materialdichte auf bis zu 50% der theoreti
schen Dichte ermöglicht. Dabei werden außer der Reibmaterial
dichte auch andere wichtige Größen, wie Wärmeleitung, Abrieb
festigkeit und Festigkeit des Materials beeinflußt. Die Ver
änderung dieser Größen führt jedoch bei Auswahl der geeigne
ten Verfahrensbedingungen überraschenderweise nicht zu einer
Qualitätsverschlechterung des erfindungsgemäßen Reibmate
rials.
Die vorliegende Erfindung beruht insbesondere darauf, daß man
dem zur Herstellung des Reibungsmaterials verwendeten Rohling
ein oder mehrere Reagenzien zusetzt, die während einer Be
handlung bei erhöhter Temperatur und/oder erhöhtem Druck Gase
entwickeln, wobei diese Gasentwicklung zu einer erhöhten
Porosität und somit zu einer verringerten Dichte des Rei
bungsmaterials führt. Durch Versuche mit üblichen Materialmi
schungen konnte gezeigt werden, daß bei einer geeigneten Wahl
der Verarbeitungsparameter Dichtereduzierungen um ca. 0,3
g/cm3 erzielt werden können. Es zeigt sich aber auch, daß die
Verarbeitung des Rohlings durch einen Preßvorgang und gegebe
nenfalls eine erste thermische Nachbehandlung oder/und eine
thermische Endbehandlung auf solche Weise durchgeführt werden
muß, daß ein Schrumpfen des Rohlings möglichst vermieden
wird. Wird dies bei Auswahl der Verfahrensbedingungen nicht
beachtet, so bleibt der Zusatz des Reagenz nahezu wirkungs
los, d. h. daß die Erhöhung der Porosität aufgrund der Gasbil
dung (z. B. durch Zersetzen einer Substanz während der ersten
thermischen Nachbehandlung oder/und der thermischen Endbe
handlung) auch von einem Schrumpfvorgang begleitet sein kann.
Daher ist es erforderlich, daß sowohl die Preßtemperatur, der
Preßdruck und die Preßzeit als auch die sich gegebenenfalls
anschließende thermische Nachbehandlung und thermische Endbe
handlung dem jeweils verwendeten System angepaßt werden,
damit der Zusatz der Reagenzien eine optimale Wirkung zeigt,
ohne daß eine nachteilige Blasenbildung innerhalb des Rei
bungsmaterials auftritt.
Unter dem Begriff "erste thermische Nachbehandlung" ist im
Sinne der vorliegenden Erfindung ein unmittelbar nach dem
Pressen erfolgender Heizschritt unter geringem Druck zu ver
stehen. Die Temperatur bei diesem Heizschritt ist abhängig
vom eingesetzten Triebmittel und beträgt vorzugsweise 160 bis
250°C und der Druck beträgt -0,02 MPa bis 0,5 MPa. Die Dauer
der ersten thermischen Nachbehandlung beträgt vorzugsweise
3 bis 5 Minuten. Unter einer "thermischen Endbehandlung" ist
im Sinne der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere ab
schließend stattfindende Heizschritte zu verstehen, die vor
zugsweise bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 260°C und
bei einem Druck von -0,02 bis 0,5 MPa erfolgen können. Die
Dauer der thermischen Endbehandlung beträgt vorzugsweise 8
bis 24 Stunden.
In diesem Zusammenhang wurde überraschenderweise festge
stellt, daß besonders vorteilhafte Ergebnisse erhalten wer
den, wenn man den Preßvorgang auf solche Weise durchführt,
daß zu seinem Ende hin eine Reduzierung des Preßdrucks, vor
zugsweise auf einen Druck von 2,5 MPa, besonders bevorzugt
auf einen Druck von 0,10 MPa stattfindet. Hierzu kann man
beispielsweise den Preßvorgang in mehreren Stufen durchfüh
ren, wobei der maximale Preßdruck nicht in der letzten Stufe
angelegt wird. Die Feststellung, daß der Preßdruck nach dem
Füllen der Form mit dem Rohmaterial wieder reduziert werden
kann, war bisher nicht Stand der Technik. Ein erfindungsgemäß
mit gasbildenden Reagenzien versetzter Rohling zeigt nach der
Druckreduzierung und, sofern erforderlich, einer Temperatur
erhöhung in der Form ein deutliches Anwachsen. Ein nicht mit
solchen Reagenzien versetzter Rohling gemäß dem Stand der
Technik zeigt auch unter derartig modifizierten Verfahrensbe
dingungen keine Dickenzunahme und somit keine Verringerung
der Dichte im Endprodukt.
Zur Herstellung von dichtereduzierten Reibmaterialien nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Reagenzien eingesetzt,
welche die Belagdichte durch Gasentwicklung (durch Verdampfen
bzw. teilweisen oder vollständigen Zerfall) während der Her
stellung (Preßvorgang und gegebenenfalls erste thermische
Nachbehandlung oder/und thermische Endbehandlung) verrin
gern.
Als Reagenzien sind beispielsweise anorganische Füllstoffe
geeignet, die sich unter Gasbildung zersetzen können. Bei
spiele für solche Füllstoffe sind Hydrogencarbonate (z. B.
NaHCO3, KHCO3), Ammoniumsalze und Salze mit hohem Hydratge
halt.
Weiterhin ist es möglich, als Reagenz ein oder mehrere orga
nische Triebmittel zu verwenden. Beispiele hierfür sind Di
azoverbindungen, Azodicarbonamide, Thiodicarbamate, α-Hy
droxy-Carbonsäuren, Sulfonsäurehydrazide, p-Toluolsulfonyl
semicarbazide, Hydrazide, Tetrazole, Dinitrosopentamethylen
tetramine, Diisopropylhydrazodicarboxylate oder auch 5-Phe
nyl-3,6-dihydro-1,3,4-oxadiazin-2-on. Allgemein können zur
Schaumstoffherstellung geeignete Triebmittel und auch sonsti
ge im Stand der Technik als Triebmittel eingesetzte Stoffe
verwendet werden, wobei diese aber einen für die Reibmate
rialherstellung brauchbaren Bereich der Zersetzungstemperatur
besitzen müssen. Dieser Bereich kann je nach Reibmaterial
variieren, er liegt jedoch für Reibbeläge im allgemeinen
zwischen 140 und 270°C.
Weiterhin ist es möglich, als Reagenz ein oder mehrere gas
bildende Flüssigkeiten bzw. Lösungen zu verwenden, mit denen
der Belagrohling getränkt oder gequollen werden kann. Bei
spiele für gasbildende Flüssigkeiten sind Wasser oder/und
organische Lösungsmittel wie z. B. Alkohole und aliphatische
oder aromatische Kohlenwasserstoffe.
Es ist auch möglich, eine Kombination von anorganischen Füll
stoffen, organischen Triebmitteln oder/und gasbildenden Flüs
sigkeiten zu verwenden. Beispiele hierfür sind etwa gasbil
dende Flüssigkeiten (wie oben definiert), in denen ein oder
mehrere anorganische Füllstoffe oder/und ein oder mehrere
anorganische Triebmittel gelöst oder/und suspendiert vorlie
gen. Ein spezifisches Beispiel für eine derartige Kombination
ist eine wäßrige Lösung eines sich unter Gasbildung zerset
zenden anorganischen Füllstoffes.
Eine weitere Möglichkeit zur Einarbeitung der dichtereduzie
renden Reagenzien in das Material des Rohlings besteht darin,
daß man die Reagenzien (insbesondere anorganische Füllstoffe
bzw. organische Triebmittel) zusammen mit der Bindemittelkom
ponente des Rohlings verarbeitet.
Zur Herstellung des Rohlings werden - abgesehen vom erfin
dungsgemäßen Zusatz gasbildender Reagenzien - übliche Kompo
nenten verwendet. Im allgemeinen enthält der Rohling eine
Garn- bzw. Faserkomponente, die vorzugsweise ein Gemisch von
anorganischen und organischen Fasern umfaßt. Beispiele für
anorganische Fasern sind Steinwolle, Schlackenwolle, Diabas
fasern, Keramikfasern oder Kombinationen davon. Vorzugsweise
werden Glasfasern gemäß EP-B 0 183 335 verwendet.
Beispiele für geeignete organische Fasern sind Acryl-,
Modacryl-, Baumwolle-, Cellulose-, Viscose- oder/und Aramid
fasern. Das Gewichtsverhältnis von anorganischen zu organi
schen Fasern kann abhängig von der Zusammensetzung des
Rohlings sehr stark variieren. Bei den üblicherweise in der
Kraftfahrzeugindustrie verwendeten gewickelten Reibbelägen
beträgt das Verhältnis jedoch im allgemeinen 2 : 1 bis 1 : 2,
vorzugsweise ca. 1 : 1.
Das Reibmaterial enthält im allgemeinen weiterhin eine metal
lische Komponente. Bei massegepreßten Reibbelägen kann die
metallische Komponente in Form von Pulver (z. B. Kupfer oder
Kupferlegierungen) eingebracht werden. Bei den vorzugsweise
verwendeten gewickelten Belägen wird die metallische Kompo
nente jedoch vorzugsweise in Form eines Drahts (z. B. Kupfer,
Kupferlegierungen, Aluminium oder Eisen) zugesetzt. Die me
tallische Komponente wird vorzugsweise in einem Gewichtsan
teil von 5 bis 30% bezüglich der Faserkomponente verwendet.
Weiterhin enthält die zur Herstellung des Reibungsmaterials
verwendete Mischung eine Bindemittelkomponente. Die Bindemit
telkomponete enthält ein quervernetzbares oder härtbares
Harz, wie etwa ein Phenolharz oder modifizierte Phenolharze.
Bevorzugte Phenolharze im Sinne der vorliegenden Erfindung
werden durch Kondensation eines Aldehyds und eines Phenols
erhalten. Spezifische Beispiele sind Resol- und Novolak-Phe
nolharze. Am gebräuchlichsten werden Phenol-Formaldehyd-Novo
lakharze im Bindemittel verwendet. Das Gewichtsverhältnis von
Faser- und Metallkomponente zur Bindemittelkomponente beträgt
vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 2, besonders bevorzugt ca. 1 : 1.
Die Bindemittelkomponente enthält üblicherweise noch ein
Elastomer, wie etwa einen natürlichen oder synthetischen
Kautschuk (z. B. NR, SBR, NBR oder Silikonkautschuk). Das
Gewichtsverhältnis von Kautschuk zu Harz kann zwischen 10 : 1
und 1 : 10 variieren.
Weiterhin kann die Mischung Vulkanisationsmittel oder Vulka
nisationsbeschleuniger (z. B. Schwefel, Metalloxide wie etwa
Zinkoxid, Peroxide, Dinitrosobenzol, Stearinsäure und dgl.)
enthalten. Weiterhin kann man Polyamine (z. B. Hexamethylen
tetramin, Diethylentriamin, Tetraethylenpentamin, Diphenyl
guanidin und dgl.) zur Verbesserung der Quervernetzung und
der Wechselwirkung zwischen Phenolharz und Elastomer zuset
zen.
Weiter sind meist Füllstoffe und Gleitmittel im Bindemittel
enthalten, die zur Modifizierung der physikalischen Eigen
schaften des Endprodukts und der Kostenverringerung des Reib
materials dienen können. Beispiele für übliche Füllstoffe
sind etwa Graphit, Metallsalze (z. B. Bariumsulfat, Eisenphos
phat), verschiedene Silicate (z. B. Glimmer, Talkum), Kalk,
Gips und dgl.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden massengepreßte Reibbeläge für Trockenkupplungen herge
stellt. Dabei enthält ein zur Herstellung der massengepreßten
Beläge verwendeter Rohling eine Faserkomponente, umfassend
anorganische und organische Fasern, eine metallische Kompo
nente, eine Bindemittelkomponente und gegebenenfalls weitere
Additive (wie oben definiert). Vorzugsweise werden dem Roh
ling 0,5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 8 Gew.-%,
der dichtereduzierenden Reagenzien zugesetzt. Der Preßvorgang
wird vorzugsweise bei erhöhter Temperatur in zwei Stufen
durchgeführt, wobei der Preßdruck der ersten Stufe höher als
der Preßdruck der zweiten Stufe ist. Besonders bevorzugt
beträgt die Temperatur beim Preßvorgang 150°C bis 250°C, der
Preßdruck der ersten Stufe 5 bis 60 MPa und der Preßdruck der
zweiten Stufe 0 bis 2,5 MPa, insbesondere 0 bis 1 MPa. Die
Dauer der ersten Preßstufe beträgt vorzugsweise 30 und die
Dauer der zweiten Preßstufe beträgt vorzugsweise 60 sec. Nach
dem Preßvorgang führt man vorzugsweise noch eine Heizstufe
mit geringem Druck (erste thermische Nachbehandlung) durch.
In einer weiteren und besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden gewickelte Reibbeläge für
Trockenkupplungen hergestellt. Der zur Herstellung der ge
wickelten Beläge verwendete Rohling enthält im allgemeinen
eine Faserkomponente, umfassend anorganische und organische
Fasern, Metallfäden, eine Bindemittelkomponente und ggf.
Additive. Die Herstellung bevorzugter gewickelter Beläge ist
z. B. in der EP-B 0 183 335 beschrieben, auf deren Offenbarung
hier Bezug genommen wird.
Dem Rohling werden vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-%, besonders
bevorzugt 3 bis 8 Gew.-%, der dichtereduzierenden Reagenzien
zugesetzt. Hierzu werden z. B. die gewickelten Belagrohlinge
vor dem Preßvorgang in gasbildende Flüssigkeiten eingetaucht,
die gegebenenfalls anorganische Füllstoffe oder/und organi
sche Triebmittel in gelöster oder/und suspendierter Form
enthalten. Besonders bevorzugt verwendet man Wasser als gas
bildende Flüssigkeit.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn man den Preßvorgang bei
erhöhter Temperatur und in mehreren Stufen durchführt, wobei
der Preßdruck in der letzten Stufe kleiner als der Preßdruck
in der vorletzten Stufe ist. Das Verpressen kann beispiels
weise in drei Stufen durchgeführt werden, wobei in der ersten
Stufe mit 1,0 bis 5,0 MPa Vordruck, in der zweiten (und vor
letzten) Stufe mit 5,0 bis 60 MPa Hauptdruck und in der letz
ten Stufe mit einem verringerten Preßdruck von 1 bis 2,5 MPa,
insbesondere 0 bis 1,0 MPa gearbeitet wird. Der in der vor
letzten Stufe oder danach ausgeübte maximale Preßdruck wird
vorzugsweise nur für einen kurzen Zeitraum von weniger als 1
Minute, besonders bevorzugt von 5 bis 30 Sekunden, angelegt.
In der letzten Stufe kann zusätzlich eine erste thermische
Nachbehandlung zur Verbesserung der Wirkung des Triebmittels
erfolgen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Reibmaterial,
welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältlich ist.
Dieses Reibmaterial ist vorzugsweise ein Reibbelag für Kupp
lungen oder Bremsen in Kraftfahrzeugen, besonders bevorzugt
ein Reibbelag für Trockenkupplungen. Der erfindungsgemäße
Reibbelag kann beispielsweise ein massegepreßter Belag mit
einer spezifischen Dichte von 1 bis 1,5 g/cm3 sein. Massege
preßte Beläge gemäß dem Stand der Technik weisen üblicherwei
se eine spezifische Dichte von < 1,6 g/cm3 auf.
Der erfindungsgemäße Reibbelag kann auch ein gewickelter
Belag mit einer spezifischen Dichte von 1,2 bis 1,65 g/cm3
sein. Gewickelte Beläge gemäß dem Stand der Technik weisen
üblicherweise eine spezifische Dichte von < 1,6 g/cm3 auf.
Die Erfindung soll weiterhin durch die folgenden Beispiele
erläutert werden.
Eine Reibmischung, die mit dem beschriebenen Verfahren verar
beitet werden kann, enthält vorzugsweise:
a) Binder
10 Teile SBR-Kautschuk
6 Teile Harz 1
4 Teile Harz 2
5 Teile Füllstoff A
5 Teile Füllstoff B
4 Teile Graphit
2 Teile Ruß
5 Teile Schwefel
3 Teile Metalloxid
6 Teile Triebmittel (z. B. Azodicarbonamid)
6 Teile Harz 1
4 Teile Harz 2
5 Teile Füllstoff A
5 Teile Füllstoff B
4 Teile Graphit
2 Teile Ruß
5 Teile Schwefel
3 Teile Metalloxid
6 Teile Triebmittel (z. B. Azodicarbonamid)
b) Garn
24 Teile org. Faser
14 Teile Glasfaser
12 Teile Metalldraht
14 Teile Glasfaser
12 Teile Metalldraht
Der Binder wird durch Lösen bzw. Suspendieren der angegebenen
Zuschlagstoffe angemischt. Als Lösungsmittel eignen sich
Benzin-Toluol-Gemische (Kautschukanteil wird bevorzugt ge
löst). Durch Zugabe von Ketonen wie z. B. Methylisobutylketon
oder Methylethylketon kann auch das in der Bindermischung
enthaltene Harz gelöst oder zumindest angelöst werden.
Prinzipiell ist auch eine Verarbeitung als Suspension in
Wasser mit einem angepaßten System denkbar (Harze wasserlös
lich und der Kautschukanteil als Latex).
Die Viskosität der fertigen Bindermischung wird über den
Restlösungsmittelgehalt (Zugabe oder Abziehen von Lösungsmit
tel) eingestellt.
Das Garn wird mit der Mischung getränkt und z. B. ein Verhält
nis Garn zu Binder von 1 : 1 eingestellt.
Der aus dem getränkten Garn entwickelte Rohling wird bei
180°C in 2 Stufen bei 7,0 MPa 30 s und nach dem Belüften
bei 25,0 MPa 45 s verpreßt. Danach wird die Einzelform
rasch unter 0,02 MPa Restdruck auf 210°C nachgewärmt (erste
thermische Nachbehandlung), um das Triebmittel optimal zur
Wirkung zu bringen. Die Zeitdauer dieses Prozesses ist gün
stigerweise 3 min.
Die theoretische Dichte des beschriebenen Belags liegt bei
1,71 g/cm3. Durch Zusatz des Triebmittels resultiert hieraus
eine Reibbelagdichte von 1,55 bis 1,57 g/cm3.
Durch Anwendung der vorgestellten Verarbeitung können aber
auch Reibbelagdichten von 1,37 g/cm3 (weitere 10% Volumenzu
wachs) bis 1,28 g/cm3 (15% Volumenzuwachs) erzielt werden.
2 Teile Graphit
5,5 Teile Schwefel
5 Teile Reibstaub
10 Teile Harz
9 Teile Kupferpulver
8 Teile Füller
4 Teile Baumwolle (Kurzschnitt)
3 Teile Ruß
34 Teile Glas (Kurzschnitt)
15 Teile Kautschuk (NBR)
4,5 Teile Agenz (auf Azodicarbonamidbasis)
5,5 Teile Schwefel
5 Teile Reibstaub
10 Teile Harz
9 Teile Kupferpulver
8 Teile Füller
4 Teile Baumwolle (Kurzschnitt)
3 Teile Ruß
34 Teile Glas (Kurzschnitt)
15 Teile Kautschuk (NBR)
4,5 Teile Agenz (auf Azodicarbonamidbasis)
a) Binder
9 Teile Kautschuk
3 Teile Harz 1
6 Teile Harz 2
5 Teile Füller 1
5 Teile Füller 2
2 Teile Graphit
1 Teil Ruß
6 Teile Schwefel
2 Teile Vulkanisationsbeschleuniger (Metalloxid)
3 Teile Harz 1
6 Teile Harz 2
5 Teile Füller 1
5 Teile Füller 2
2 Teile Graphit
1 Teil Ruß
6 Teile Schwefel
2 Teile Vulkanisationsbeschleuniger (Metalloxid)
b) Garn
18 Teile organische Fasern
18 Teile Glasfasern
25 Teile Kupfer (als Draht)
18 Teile Glasfasern
25 Teile Kupfer (als Draht)
Der gewickelte Belag hat ohne Zusatz eines dichtereduzieren
den Mittels eine Dichte von 1,9 g/cm3 bei einer Preßzeit von
3 Minuten mit Vordruck von 5,0 MPa und Hauptdruck 35,0 MPa.
Der Belagrohling nimmt durch Eintauchen ca. 10 g Wasser auf.
Verpressen des so modifizierten Materials mit 3,0 MPa Vor
druck, 8,0 MPa Hauptdruck für 10 sec und Reduktion des Preß
drucks auf 0,5 MPa für die restliche Preßzeit ergibt hingegen
eine verringerte Belagdichte von 1,75 g/cm3.
Ein nicht mit Wasser getränkter Rohling zeigt auch bei Anwen
dung der modifizierten Preßbedingungen keine Dichteverringe
rung.
Claims (30)
1. Verfahren zur Herstellung von dichtereduzierten Reib
materialien, insbesondere von Reibbelägen für Trocken
kupplungen, wobei ein die Komponenten der Reibmateria
lien enthaltender Rohling einem Preßvorgang und
gegebenenfalls einer ersten thermischen Nachbehandlung
oder/und einer thermischen Endbehandlung unterzogen
wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß man dem Rohling vor dem Preßvorgang ein oder mehrere
Reagenzien zusetzt, die zu einer Verringerung der Dichte
im Endprodukt führen, indem sie während des Preßvor
gangs, der ersten thermischen Nachbehandlung oder/und
der thermischen Endbehandlung unter Gasbildung entwei
chen oder/und sich unter Abspaltung gasförmiger Moleküle
umwandeln oder/und vollständig in flüchtige Anteile
zerfallen, wobei der Preßvorgang und gegebenenfalls die
erste thermische Nachbehandlung oder/und die thermische
Endbehandlung auf solche Weise durchgeführt werden, daß
ein Schrumpfen des Rohlings möglichst vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Preßvorgang auf solche Weise durchführt, daß
zu seinem Ende hin eine Reduzierung des Preßdrucks
stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Reagenz einen oder mehrere anorganische
Füllstoffe verwendet, die sich unter Abspaltung gasför
miger Moleküle umwandeln oder/und vollständig in flüch
tige Anteile zerfallen.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Hydrogencarbonate, Ammoniumsalze oder/und Salze
mit hohem Hydratgehalt als anorganische Füllstoffe ver
wendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Reagenz ein oder mehrere organische Trieb
mittel verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Diazoverbindungen, Azodicarbonamide, Thio-dicar
bamate, α-Hydroxy-Carbonsäuren und deren Salze sowie
Sulfonsäurehydrazide, p-Toluolsulfonyl-semicarbazide und
Hydrazide, Tetrazole, Dinitrosopentamethylentetramine,
Diisopropylhydrazodicarboxylate oder auch 5-Phenyl-3,6-
dihydro-1,3,4-oxadiazin-2-on als organische Triebmittel
verwendet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Reagenz eine oder mehrere gasbildende Flüs
sigkeiten verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Wasser oder/und organische Lösungsmittel als
gasbildende Flüssigkeiten verwendet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Kombination von anorganischen Füllstoffen,
organischen Triebmitteln oder/und gasbildenden Flüssig
keiten verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß man eine gasbildende Flüssigkeit verwendet, in der
ein oder mehrere anorganische Füllstoffe nach Anspruch 3
oder 4 oder/und ein oder mehrere organische Triebmittel
nach Anspruch 5 oder 6 gelöst oder/und suspendiert vor
liegen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Reagenzien zusammen mit der Bindemittelkom
ponente des Rohlings verarbeitet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß man massegepreßte Reibbeläge für Trockenkupplungen
herstellt.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Herstellung der massegepreßten Beläge ver
wendete Rohling eine Faserkomponente, umfassend anorga
nische und organische Fasern, eine metallische Komponen
te, eine Bindemittelkomponente und gegebenenfalls weite
re Additive enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß man dem Rohling 0,5 bis 15 Gew.-% der dichtereduzie
renden Reagenzien zusetzt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Preßvorgang bei erhöhter Temperatur in 2
Stufen durchführt, wobei der Preßdruck der ersten Stufe
höher als der Preßdruck der zweiten Stufe ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur 150°C bis 250°C, der Preßdruck der
ersten Stufe 5 bis 60 MPa und der Preßdruck der zweiten
Stufe 0 bis 2,5 MPa ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß man nach dem Preßvorgang eine Heizstufe mit geringem
Druck durchführt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß man gewickelte Reibbeläge für Trockenkupplungen
herstellt.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Herstellung der gewickelten Beläge verwende
te Rohling eine Faserkomponente, umfassend anorganische
und organische Fasern, Metallfäden, eine Bindemittelkom
ponente und gegebenenfalls weitere Additive enthält.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß man dem Rohling 0,5 bis 15 Gew.-% der dichteredu
zierenden Reagenzien zusetzt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Belagrohlinge vor dem Preßvorgang in gasbildende
Flüssigkeiten eintaucht, die gegebenenfalls anorganische
Füllstoffe oder/und organische Triebmittel enthalten.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Wasser als gasbildende Flüssigkeit verwendet.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Preßvorgang bei erhöhter Temperatur und in
mehreren Stufen durchführt, wobei der Preßdruck der
letzten Stufe kleiner als der Preßdruck der vorletzten
Stufe ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Preßdruck der vorletzten Stufe 5 bis 60 MPa und
der Preßdruck der letzten Stufe 0 bis 2,5 MPa, gege
benenfalls bei erhöhter Temperatur, ist.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Preßdruck der vorletzten Stufe für 5 bis 60
Sekunden angelegt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß man nach dem Preßvorgang eine Heizstufe unter gerin
gem Druck durchführt.
27. Reibmaterial, erhältlich durch ein Verfahren nach einem
der Ansprüche 1 bis 26.
28. Reibmaterial nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Reibbelag für Trockenkupplungen ist.
29. Reibbelag nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß er ein massegepreßter Belag mit einer spezifischen
Dichte von 1 bis 1,5 g/cm3 ist.
30. Reibbelag nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß er ein gewickelter Belag mit einer spezifischen
Dichte von 1,2 bis 1,5 g/cm3 ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4239441A DE4239441A1 (de) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Dichtereduzierte Reibmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung |
BR9304805A BR9304805A (pt) | 1992-11-24 | 1993-11-23 | Processo para a produção de materiais de fricção de densidade reduzida, material de fricção e revestimento de fricção. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4239441A DE4239441A1 (de) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Dichtereduzierte Reibmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4239441A1 true DE4239441A1 (de) | 1994-05-26 |
Family
ID=6473504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4239441A Withdrawn DE4239441A1 (de) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Dichtereduzierte Reibmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BR (1) | BR9304805A (de) |
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