DE4239441A1

DE4239441A1 - Dichtereduzierte Reibmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE4239441A1
Application number: DE4239441A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Dr Hoerth; Josef Vonderau
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1994-05-26
Also published as: BR9304805A

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.

Beispiel I Herstellung eines gewickelten Belags

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)

b) Garn

24 Teile org. Faser
14 Teile Glasfaser
12 Teile Metalldraht

Verarbeitungsvorschrift

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.

Beispiel II Herstellung eines massegepreßten Belags

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)

Ergebnis

Beispiel III Herstellung eines gewickelten Belags

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)

b) Garn

18 Teile organische Fasern
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

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.