DE767170C - Verfahren zur Herstellung von Reibkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Reibkörpern Bisher wurden auf Reibung beanspruchte Massen, wie solche in Bremsen, Kupplungen u. dgl. Anwendung finden; in der Weise hergestellt, daB man für den als Festigkeitsträger dienenden Faserstoff organische Fasern, wie z. B. Baumwolle, teilweise auch verwebt und wieder zerkleinert, Flachs, Hanf; Holzfaser verschiedener Beschaffenheit, vor allen Dingen auch anorganische Faserstoffe, wie Asbest, Glaswolle usw., je nach der geforderten Temperaturbeständigkeit verwendete.
• Es ist auch bekannt, speziell den durch Weben, Wickeln u. dgl. hergestellten Reibmassen für Bremsen und Kupplungen Metalle, wie Messing, Kupfer, Blei, Aluminium usw., in Form von Drähten in geringen Mengen einzuarbeiten: Dies geschieht jedoch nicht, um Fasermaterial zu ersetzen, sondern um die jeweils zur Verwendung kommenden Faserstoffe müheloser und zuverlässiger verarbeiten zu können und um die Festigkeit des Endproduktes zu steigern. Teilweise sucht man auch die ungünstigen Reibeigenschaften, welche durch Verwendung von reinen Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukten als Bindemittel entstehen, dadurch oder durch Zusatz von Gräugußmehl, Bronzespänen, Bleistaub u: dgl. zu verbessern: Es ist auch vorgeschlagen worden, in Asbestbelägen an Stelle von Metalldrähten; Grauguß- und Stahlspänen. Metallpulver oder Stahlfeilicht -Metallwolle im Verhältnis voll 6o bis 75% Asbestfasern und 4o bis 25% Stahlvolle zu verwenden. Die Metallwolle vertritt jedoch dabei die Stelle der pulverförmigen Füllstoffe, denn sie ist entsprechend dem ganzen Sinn und Zweck dieses Vorschlages mit den anderen bekannten Metallfüllkörpern in eine Parallele gesetzt. Die Asbestfasern bilden demnach in diesen Belägen in bekannter Weise den wesentlichen Bestandteil der Mischung.
• Es wurde nun befunden, daß man bei der Herstellung von Reibkörpern aus hitzebeständigem Fasermaterial, Füllstoff und Bindemittel die Metallvolle als alleiniges oder im wesentlichen alleiniges Fasermaterial verwenden l:a-iii. Die Metallwolle befindet sich hierbei in den Reibkörpern in ungeordnetem verfilztem Zustand. im Gegensatz zu Metalldrähten, die stets eine bestimmte Lage in den Reibkörpern besitzen. Man kann auch Gemische verschiedener Metallwollen verwenden. Die Lehre, mit Bezug auf den Faseranteil reine oder im wesentlichen reine Metallwollebeläge herzustellen, die, wie nachstehend dargelegt werden wird, bessere Eigenschaften haben als solche mit Asbest, kann der vorbekannten Literatur nicht entnommen werden.
• Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht vor allem darin, daß man eine weitere Erhöhung der Hitzebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Festigkeitsträgers und Grundstoffes stark beanspruchter Reibkörper erzielen kann. Der beste Asbest verliert seine faserige, also bindende Struktur bei längerer Erhitzung auf über 4oo° und kann dann leicht zu einem amorphen Pulver zerrieben werden. Der Rollstoff für das metallische Fasermaterial läßt sich jedoch leicht so herstellen, daß es den reihungstechnischen Forderungen vollauf genügt. Bei den immer höher werdenden Beanspruchungen der Bremsen. z. B. im Kraft- und Triebwagenbau, ist diese größere Hitzebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit voll besonderer Bedeutung.
• Die Verwendung von Metallwolle als alleiniges oder im wesentlichen alleiniges Fasermaterial schaltet die -Nachteile der Asbestbeläge mit Metallwollezusatz restlos aus. Es ist darauf hinzuweisen, daß Asbestfasern durchaus kein ideales Fasermaterial für Reibbeläge sind. Nachteilig ist der Zerfall der Faser und die einsetzende Verkieselung bei hohen Temperaturen, die zu hohem Verschleiß von Belag und Trommel führt. Mit den Belägen nach der Erfindung nur oder im wesentlichen nur mit Metallwolle als Faserstoff in Verbindung mit bekannten -Mengen an ausgewählten Füllstoffen und Bindemitteln werden Reibeigenschaften erzielt, die mit Asbestbelägen, auch wenn sie einen Teil -Metallwolle enthalten, nicht erreicht werden können. In besonderem Male gilt dies für die Gleichmäßigkeit des Reibwertes unter (lull verschiedensten Bedingungen. also bei kalter und heißer Trommel, bei Benetzung der Reibflächen mit Wasser oder Öl und bei hohen und niedrigen Anpreßdrücken und Gleitgeschwindigkeiten. Es gilt dies ferner für den Verschleiß von Belag und Gegenmaterial.
• Es ist auch vorgeschlagen Word; n. die durch den hohen Asbestgehalt bedingten, mater besonderen Beanspruchungen (feuchte Reibflächen) ungünstigen Eigenschaften vieler Reibmassen dadurch zu beseitigen, da!') man den Gehalt an Asbestfasern sehr weit herabsetzte und dafür ebenfalls hitzebeständige. jedoch pulvrige anorganische Stoffe verwendete. Dieser Vorschlag hat jedoch praktische Badeutung nicht gewonnen, da die so hergz-stellten Produkt; eine zu geringe mechanische Festigkeit besitzen. Demgegenüber hat sich gezeigt, daß Reibkörper, die 12-1;t Metallw"lIe Ziergestellt werden, ein: verhältnishohe Bruch- und Schlagbiegefestigkeit Nahen. was insbesondere durch die Verfilzung der Metallfaser zu erklären :st.
• Auch wenn der Gehalt all Metallwolle zugunsten der Füllstroffe in den Belägen nach der Erfindung niedrig gewählt wird. sind die Vorteile der Verwendung der Metallwolle als alleiniger oder im wesentlichen alleiniger Faserstoff noch in bedeutendem Maße vorhanden. Es ist in dieseln Zusammenhang die Erkenntnis wichtig, daß man 1 zu besseren Be-1ägen als den bekannten g: aalt, weih null einmal die Asbestfasern ganz ,-:der im wesentlichen ganz als Fasermaterial und Mischungsbestandteil aus den Belägen lierausläLrt. und weiter, wenn man dem all sich durchaus üblichen Zusatz von Füllstoffen die notwendige Beachtung schenkt. Es muß festgestellt werden, daß manche Füllstoffe sogar bessere Reibeigenschaften aufweisen als die bekannten Asbestfasern. Durch Beifügung von Metallwolle als Faserstoff und Festigkeitsträger zu den Füllstoffen im Verhältnis von mindestens I50% Metallwolle und entsprechend 85% Füllstoff werden die mechanischen und 8 8 reibtechnischen Eigenschaften so verbessert. daß ein in höchstem Maße vollkommener Reibbelag entstellt. -Nachteile. wie sie beim Zusatz von -Metallen in anderer Form auftreten, sind dabei nicht vorhanden.
• Die erheblich bessere Wärmeleittähigkeit gegenüber Asbestbelägen bwitkt außerdem. daL) die Temperatur an der Belagoberfläche niedrig bleibt. Der bekannte -Mangel der reinen Asbestbeläge, daß nämlich infolge von Wärmestauung die Belagteinperatur die Trommeltemperatur erheblich iiberste:gt. wodurch das Bindemittel bei hoher Beanspruchung zerstört wird und ein hoher Verschleiß eintritt, wird zuverlässig vermieden.
• Um den Vorteil der großen, bei der Bindung wirksamen Oberfläche der Metallwolle voll ausnutzen zu können, ist es empfehlenswert, ein Bindemittel zu verwenden, das für Metall eine hohe Kittfähigkeit besitzt, ohne daß vorher die Oberfläche chemisch oder mechanisch behandelt werden muß. Neben natürlichem und synthetischem Kautschuk und Kunstharzen auf der Grundlage von Phenol und Formaldehyd haben sich besonders dafür die harzartigen Massen als geeignet erwiesen, die durch Einwirken von Phenolen im Überschuß auf ein Gemisch von einem schmelzbaren Kohlehydrat, wie Zucker, und einem Lignin enthaltenden Stoff, wie Holz verschiedener Art, Braunkohle u. dgl., bei einer Temperatur von 14o bis 17o° unter Verwendung geringer Mengen sauer reagierender Katalysatoren, wie z. B. i 1/o Schwefelsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der reagierenden Masse, oder auch Zinkchlorid, gegebenenfalls unter Druck und unter Zusatz von die Härtung beschleunigenden Bestandteilen erhalten werden. Beispiel Zusammensetzung: o,8 kg feinfaserige Aluminiumwolle, I,o kg Kaolin, 0,7 kg Kieselkreide, 0,3 kg Härtebeschleuniger (Zinkoxyd), I,o kg Kuntharzlösung (Phenolharz). Die trockenen Bestandteile werden zunächst für sich innig gemischt und dann in einem Spezialmischwerk unter Zusatz des gelösten Harzes vermengt und geknetet. Die entstandene plastische Masse wird am besten mit hohem Druck durch eine Düse gepreßt, deren Öffnung unter Berücksichtigung der späteren Verdichtung- dem herzustellenden Körper in der Dicke entspricht. Vorzugsweise im Vakuum wird sodann das Lösungsmittel entfernt, worauf die trockene, vorgeformte Masse in einer Form bei etwa I8o° gepreßt wird. 45 Falls erwünscht, können der Aluminiumwolle noch geringe Mengen, z. B. Io% Asbestfasern zugemischt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Reibkörpern für Brems- und Kupplungszwecke, wobei Metallwolle, Füllstoff und Bindemittel Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwolle als alleiniges oder im wesentlichen alleiniges Fasermaterial verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eines harzartigen Bindemittels, das durch Behandeln eines Gemisches von z. B. F Teil eines schmelzbaren Kohlehydrates und 2 Teilen Lignin enthaltenden Stoffen, wie Holz verschiedener Art, mit Phenolen bei i,4o bis 17o° unter Verwendung geringer Mengen sauer reagierender Katalysatoren, wie z. B. Schwefelsäure oder auch Zinkchlorid, gegebenenfalls unter Druck gewonnen ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 226 887, 543 071; österreichische Patentschrift Nr. 109 320; britische Patentschriften Nr. 141 754, 376 386; USA.-Patentschriften Nr. 1 418 607, 1 673 797. 1 686 903.