DE677172C - Reibbelag, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoff für reibungsbeanspruchte Teile und Gegenstände, der sich insbesondere zur Herstellung von Brems- und Kupplungsbelägen, wie sie vorzugsweise in der Automobil- und ähnlichen Industrien Verwendung finden, eignet.

Bei Stoffen dieser Art ist es schwierig, die erforderliche Reibwertziffer sowie einen befriedigenden Abnutzungswiderstand mit der Fähigkeit, die Blasenbildung zu verhindern, insbesondere dann zu vereinen, wenn es sich um erhebliche Beanspruchung bei hohen Temperaturen handelt. Diese Schwierigkeit tritt vor allem bei solchen Reibungsstoffen auf, die aus Gummimassen bestehen, in welche zur Verstärkung Asbestfasern eingebettet sind, und die vielfach in mehrfacher Schichtung (sheeter lining) in den Handel kommen. Die Erfindung wird daher auch nachstehend in Verbindung mit solchem geschichteten Reibungsstoff erläutert werden. Eine Einrichtung bzw. ein Verfahren zur Herstellung solcher geschichteten Friktionsbeläge oder Stoffe ist z. B. in der amerikanischen Patentschrift ι 771 749 beschrieben. Die dort beschriebene Apparatur ist auch zur Herstellung des vorliegenden Friktionsstoffs geeignet.

Es ist bekannt, die insbesondere unter Verwendung von Gummimassen hergestellten Reibungsstoffe durch Einlagerung harter, unplastischer Teilchen, z. B. Metallstückchen oder Metalldrähten bzw. Teilen derselben, zu verbessern. Hiervon unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß die in eine Grundmasse bzw. einen Grundkörper eingelagerten Teilchen ihrerseits aus Reibungsstoff bestehen, der bis zu einem gewissen Grade selber bildsam ist. Die Anwendung solcher Einlagerungen hat den großen Vorteil, daß die auf Reibung beanspruchten Maschinenteile praktisch nicht abgenutzt werden; andererseits wird die Reibwertziffer des erfindungsgemäß hergestellten Stoffs gegenüber den bekannten Reibungsstoffen, die mit harten Einlagerungen versehen sind, in überraschender Weise gesteigert. So hat sich in der Praxis gezeigt, daß trotz Anwendung eines bis zu einem gewissen Grade bildsamen Materials für die Herstellung der Einlagerungen die Unebenheit der arbeitenden Flächen länger erhalten, bleibt als bei den üblichen Stoffen, bei denen harte und nicht bildsame Teilchen in die Grundmasse eingelagert sind. Die Erfindung ist an Hand der beiliegenden Zeichnungen in zwei Ausführungsformen erläutert, wobei die Fig. 1 und 3 eine Draufsicht und die Fig. 2 und 4 eine Seitenansicht derselben darstellen.

Der erfmdüngsgemäße Werkstoff besteht aus einem nach Form und Abmessungen bestimmten Grundkörper i, der zweckmäßiger-.. weise aus einem Bindestoff2 und Verstärkungsfasern 3 zusammengesetzt ist.

In diese Grundmasse bzw. diesen Grundkörper ist der eigentliche reibungsbeanspruchte Stoß in Form von Einlagerungen eingebettet. · Diese Einlagerungen bestehen aus stark gehäuften Einzelteilchen 4 oder aus Streifen 5, welch letztere in entsprechenden Aussparungen des Grundkörpers verankert sind.

Für gewisse Zwecke ist ein Rückenteil 6

¹S (Fig. 2) vorgesehen, der mit dem Grundköder aus einem Stück bestehen kann. Dieser Rückenteil enthält einen höheren Anteil an Bindestoff gegenüber dem Faserbestandteil und ist zäher und fester als der Grundkörper.

Die chemische Beschaffenheit des Bindestoffs in den verschiedenen Bestandteilen des vorliegenden Werkstoffs kann die gleiche, sie kann aber auch verschieden sein. Es kann hierfür ein üblicher aus Gummimasse bestehender Bindestoff verwendet werden, dem die übrigen zur Herstellung von Friktionsmaterial bekannten Stoffe zugesetzt sind. Es eignen sich desgleichen hierfür Harze, und zwar zweckmäßigerweise in Verbindung mit den als Bindestoff üblichen Gummimassen.

Die Einlagerungen 4, 5 bestehen aus einem

solchen Stoff, der sich für reibungsbeanspruchte Teile eignet und der genügenden Reibungswiderstand mit Abnutzungswiderstand verbindet. Die Auswahl erfolgt je nach den besonderen Erfordernissen des Endprodukts. So z. B. können die Einlagerungen einen höheren Reibungs- bzw. Abnutzungskoeffizienten haben als der Grundkörper.

Zwecks Herstellung des vorliegenden Werkstoffs wird z. B. eine Mischung von Bindestoff verstärkenden Fasern, z. B. Asbestfasern, einem flüchtigen Lösungsmittel für den Bindestoff und den Einlagerungen erzeugt, die aus einem Reibungsstoff bestehen, welcher in dem Lösungsmittel für den Bindestoff im wesentlichen unlöslich ist.

Für die Herstellung der Einlagerungen eignet sich z. B- im wesentlichen aus Gummimasse bestehender Reibungsstoff von bestimmter Zusammensetzung. Zu diesem Zwecke wird eine solche Gummimasse beispielsweise auf Mischwalzen hergestellt und in dünne Schichten von ungefähr 0,16 cm Dicke übergeführt; diese Schichten werden warm behandelt (gehärtet), abgekühlt und zerkleinert. Die Härtung soll so sein, daß das Material bei ungefähr 170⁰C erweicht, aber bei normaler Temperatur hart und in dem· angewandten Lösungsmittel, z. B. Gasöl, unlöslich ist. Die Härtung kann bei einer Temperatur von etwa 190⁰C innerhalb einer Zeit von ungefähr 3 -Stunden in einem Trockenofen durchgeführt werden. Nach dem 'Abkühlen wird der gehärtete Stoff in einer geeigneten Maschine, z. B. einer Hammermühle, zerkleinert, um dann auf die richtige Korngröße gesiebt zu werden. Die Korngröße der eingelagerten Teilchen hängt zum Teil von den Arbeitsbedingungen^ unter denen die Einbettung erfolgt, sowie ferner von der im Einzelfall gewünschten Struktur ab. Es haben sich Korngrößen zwischen r, 5 und 9 Maschen je cm² und darüber als zweckmäßig erwiesen. Die Einbettung dieser Teilchen in die Grund_: masse kann in üblichen Mischmaschinen vorgenommen werden.

Nach der Fertigstellung wird die Mischung einer zur Plattenherstellung geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einer solchen, wie sie in dem amerikanischen Patent 1 771 749 beschrieben ist, zugeführt. Dieselbe besteht im wesentlichen aus zwei gegenläufig arbeitenden Walzen, deren eine das übereinandergeschichtete Material aufnehmende Walze erwärmt ist, wobei zweckmäßig den Walzen zunächst .eine Mischung zugeführt wird, die aus einem verhältnismäßig hohen Anteil an Gummimasse., dem Lösungsmittel und den Asbestfasern besteht, um daraus den Rückenteil 6 zu bilden. Erst dann wird die die Einlagerungen enthaltende Stoffmischung zugeführt.

Der Einführungsspalt zwischen den beiden Walzen bzw. die dazwischen befindliche Öffnung ist so gehalten, daß die Einlagerungen ohne erhebliche Formänderung und vor allem, ohne daß sie in Streifen verformt werden, hindurchgehen. Die Bildsamkeit der Einlagerungen ist bei der Temperatur von 170⁰C für diesen Zweck genügend.

Bei dieser Arbeitsweise werden die Einlagerungen durch die hierbei herrschende Temperatur genügend erweicht, um in den Grundkörper fest eingebettet, gewissermaßen eingeschweißt zu werden. ,

Nachdem der Werkstoff auf der warmen Walze auf genügende Stärke gebracht worden ist, wird er abgenommen, auf die gewünschten Abmessungen geschnitten, bei erhöhter im Temperatur in Formen gepreßt und dabei gehärtet. Er erlangt dadurch genügend Härte und Festigkeit, behält eine gewisse Bildsamkeit. Das Lösungsmittel ist bei dieser Handhabung im wesentlichen entfernt worden. Das Produkt wird dann auf seiner Arbeitsfläche plangeschliffen.

Eine Prüfung des Erzeugnisses zeigt, daß die aus dem noch verhältnismäßig bildsamen Reibungsstoff bestehenden Einlagerungen in den gleichmäßig beschaffenen Grundkörper derart eingebettet sind, daß sie an die Arbeits-

fläche heranreichen bzw. in derselben in die Erscheinung treten.

Hierbei kann der Anteil an Bindestoff in der Grundmasse verhältnismäßig gering, jedenfalls wesentlich geringer sein als bei den bisher üblichen Stoffen. Beispielsweise beträgt der Anteil an Gummireibmasse 7 Teile gegenüber 60 Gewichtsteilen Asbestfasern.

Trotz dieser geringen Menge von Bindestoff besitzt der vorliegende Reibungsstoff infolge der Einlagerungen eine außerordentliche große Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung, ohne das Metall des Bremsgehäuses anzugreifen. Es ist festgestellt worden, daß dasselbe ge-. 15 genüber einem mit Metalleinlagerungen hergestellten und sonst gleichem Material und unter gleichen Arbeitsbedingungen nur ein Drittel bzw. ein Viertel so langsam abgenutzt wird. Andererseits hat die geringe Menge ?.o von Bindestoff im Grundkörper den Vorteil, daß Gase und Dämpfe ohne Blasenbildung entweichen können.

Das Gewichtsverhältnis an Einlagerungen gegenüber der Grundmasse ist gering; die Einlagerungen betragen nicht mehr als die Hälfte und zweckmäßigerweise nur ungefähr ein Drittel des Gesamtgewichts des Endprodukts.

.Das Verfahren zur Herstellung dieses Materials besteht im wesentlichen darin, daß die aus dem noch bildsamen Reibungsstoff bestehenden Einlagerungen in gehäuftem Maße in den gleichfalls bildsamen Grundkörper eingeführt, innerhalb desselben eingebettet und dann zusammen mit dem Grundkörper gehärtet werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 wird in der Weise vorgegangen, daß in einem in Plattenform gebrachten Grundstoff Schlitze oder Nuten ausgespart werden, die zu der Richtung, in welcher das Material später geschnitten wird, zweckmäßigerweise. schräg verlaufen.

Diese Nuten werden beispielsweise durch Walzen mit Reibthasse ausgefüllt, welche im wesentlichen von Fasern frei ist. Der Werkstoff wird dann in die gewünschten Ausmaße gebracht, bei erhöhter Temperatur in Formen gepreßt und gehärtet.

Die Nuten erstrecken sich gemäß Fig. 4 nicht durch die ganze Dicke des Grundmaterials, während andererseits die Einlagerungen bis an die Arbeitsoberfläche desselben heranreichen. Auch hier wird die Arbeitsfläche plangeschliffen.

In manchen Fällen empfiehlt es sich, die Einlagerungen in andersgeartete Grundkörper, z.B. in einen Asbestfaserbrei, einzubetten. In diesem Falle ist darauf zu achten, daß das spezifische Gewicht der Einlagerungen bzw. der zu ihrer Herstellung dienenden Platten so bemessen ist, daß sie in dem Faserbrei,' welcher der der Schichtenbildung dienenden Maschine zugeführt wird, gleichmäßig gelöst bleiben. Die so hergestellten Schichten oder Platten werden mit Reibungsstoff imprägniert und bei erhöhter Temperatur getrocknet. Die Einlagerungen sind dann in gleicher Weise wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform in der Grundmasse gleichmäßig verteilt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, Kaschunußöl als Hauptbestandteil der Einlagerungen zu verwenden.

Als Grundmasse können die vorhergehend beschriebenen Stoffe benutzt werden. Dieselben werden mit dem' behandelten Kaschunußöl gemischt bzw. durchgeknetet und die Mischung in der beschriebenen Weise in geschichtetes Material übergeführt. Dieses wird dann in die ungefähren Endabmessungen geschnitten, in Formen gepreßt und gehärtet, und zwar bei Temperaturen von ungefähr 190 bis 220° C und innerhalb einer Zeit von etwa 30 Minuten.

Die Gewichtsverhältnisse, in denen die einzelnen Bestandteile, des vorliegenden Friktionsmaterials zur Anwendung gelangen, können je nach den besonderen Erfordernissen abgeändert werden. Im wesentlichen können größere Hitzebeständigkeiten und ein, größerer Reibungswiderstand durch erhöhten Anteil an Kaschunußschalenöl erzielt werden.

Es empfiehlt sich, ungefähr gleiche Gewichtsteile, Gummimasse und polymerisiertes Öl zu verwenden, welcher Mischung Schwefel, pulverisiertes Blei, pulverisierter Graphit, Bariumsulfat usw. zugesetzt werden kann.

Bei der Durchtränkung einer Asbestgeflecht enthaltenden Grundmasse mit besagter Stoffmischung und anschließender Härtung entsteht ein Material, dessen Reibwertziffer 0,5 betragt gegenüber einer solchen von 0,3 eines handelsüblichen Reibungsstoffes. Ferner ist festgestellt worden, daß mit der Verwendung des polymerisierten Kaschunußöles die Widerstandsfähigkeit gegen übermäßige Erweichung, insbesondere bei hohen Temperaturen, in sehr befriedigender Weise erhöht wird. no

Es läßt sich auch ein üblicher Reibungsstoff, z. B. ein solcher, welcher zum großen Teil aus Gummimasse besteht, mit dem polymerisierten Kaschunußöl mischen, um aus der Mischung, gegebenenfalls nach erfolgter Härtung, die einzulagernden Teilchen herzustellen. Diese werden dann in weiteren Reibungsstoff eingebettet und mit hitzebeständigen Faserstoffen gemischt; es entsteht hierbei ein Material, wie das die in den Fig. r und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Reibbelag, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der aus einem beispielsweise aus Asbestfasern und einem Bindemittel, ζ-. B. Gummimassen, zusammengesetzten,, vorzugsweise geschichteten Grundkörper mit Einlagerungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagerungen aus bildsamen, gehärteten Gemischstoffen, z. B. gehärteten Harzen oder Gummimassen, bestehen.
2. 2. Reibbelag nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagerungen aus polymerisiertem' Kaschunußöl bestehen'.
3. 3. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagerungen aus Mischungen von polymerisiertem Kaschunußöl und Gummimassen bestehen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen