SE432246B - Asbestfritt friktionselement - Google Patents

Description

20 25 30 35 7801195-4 2 hetta känd. gjort den huvudsakliga komponenten i friktionselement, exempelvis sådana som användes i broms- och kopplingsanordningar i motorfordon, varvid svåra betingelser med avseende på driftstemperatur och -tryck uppstår. De amerikanska patentskrifterna 1 608 165, 2 025 039, 2 215 535, 2 431 883, 2 702 770, 3 068 131 och 3 H37 546 är represen- tativa för den tidsperiod som omfattar nästan 50 år då asbest domine- rade såsom den-huvudsakliga aktiva friktionsbeståndsdelen i frik- Det är följaktligen ej överraskande att asbest har ut- tionsmaterial.

När asbest som användes i friktionselement föreligger i form av ett garn är garnet vanligen försett med en kärna av fin metall- tråd för tillhandahållande av den draghållfasthet som behövs vid han- tering av garnet under tillverkning av ett friktionselement. Det har emellertid visat sig vara nödvändigt att armera asbestfibrerna med en starkare fibrös substans, såsom bomull, för att asbesten skall kunna spinnas till ett garn. Därvid har ett garn bestående av cirka 75-85 % asbest och 15-25 % bomull föredragíts, se exempelvis de ame- rikanska patentskrifterna 2 052 808, 2 130 520, 2 855 081, 3 068 131, 3 365 Ofll och 3 H29 766. Av dessa patentskrifter framgår det att införandet av bomull eller någon annan fiber i asbesten har gjorts i syfte att förbättra spinnbarheten eller garnets draghållfasthet och följaktligen har tillsatsen tolererats snarare än uppmuntrats.

I själva verket har behovet att innesluta en begränsad mängd av and- ra fibrer, såsom bomull, i asbestgarn avsedda för användning i frik- tionselement accepterats i så stor utsträckning att i senare patent- skrifter endast hänvisats1flll "asbestgarn" utan att sådana andra fib- rer har angivits speciellt, se exempelvis de amerikanska patentskrif- terna 3 H37 5N6 och 3 600 258. För övrigt har användning av cellu- losafibrer i kombination med asbest för minimering av den icke önsk- värda egenskapen av "avtynande" under inverkan av friktionsvärme un- der operation, se exempelvis den amerikanska patentskriften 2 702 770.

Sedan år 1970 har hälsovårdsmyndigheter uppställt standard för exponering under yrkesutövning för asbest och det förefaller som om denna standard kommer att bli allt strängare fram till den punkt då nollexponering fordras. Enligt nuvarande standard begränsas bland annat antalet asbestfibrer per volymsenhet luft som en arbetare kan utsättas för under en fastställd tidsperiod. Påläggandet av denna standard beror på att det bekräftats att asbestexponering kan ge upphov till kancer hos människor. 10 15 20 25 30 35 HO 7801 195-»4 3 Asbestdamm är förmodligen med undantag av asbestgruvor närva- rande i de högsta koncentrationerna i asbesttextilfabriker, där as- bestfibrerna framställes, kardas, spinnes, väves, etc. Asbestdamm förekommer emellertid också i fabriker där friktionsmaterial tillver- kas. Beroende på speciella anläggningsbetingelser k&n0p@Pfii0nen,Så~ som blandning, formning, pressning och bränning av asbesthaltiga ma- terial, slipning, polering, fräsning och borrning av asbesthaltiga föremål, och bindning, nitning, inspektering och förpackning av fär- diga asbesthaltiga friktionselement samtliga bidraga till närvaron av luftburen asbest. Det finns följaktligen ett behov av (och i framti- den kan det utgöra ett krav) att asbest elimineras såsom en komponent i friktionsmaterial.

Användningen av glasfibrer i friktionsprodukter har föresla- gits. En del av de tidigaste förslagen har inbegripit användningen av glasfibrer för armering av asbesthaltiga friktionselement, först såsom underlagsmaterial. för konventionellt framställda friktions- element (exempelvis de amerikanska patentskrifterna 3 068 131 och 3 365 Gäl) och därefter såsom en del av friktionsytan i sig (exem- pelvis de amerikanska patentskrifterna 3 H29 766, 3 526 306, 3 520 390 och 3 600 258). Det syfte som angivits för användningen av glasfib- rer har varit ökning av friktionselementens bristningshållfasthet.

Brístningshållfastheten är ett index på de centrifugalkrafter ett friktionselement kan utsättas för utan att det sönderdelas. Testet avseende bristningshållfasthet genomföres vanligen vid förhöjda tem- peraturer.

Det har nyligen föreslagits att glasfibrer enbart eller till- sammans med metalltråd eller metallspån kan användas för framställ- ning av friktionselement som ej innehåller asbest (se exempelvis de amerikanska patentskrifterna 3 YUB 581 och 3 967 037). Det har för dessa fall uppgivits att glasfibrerna ej endast förbättrar brist- ningshållfastheten och nötningsbeständigheten, speciellt vid förhöj- da temperaturer, utan också tjänar såsom den aktiva friktíonsbe- ståndsdelen. Sådana friktíonselement framställes i allmänhet medelst känd teknik med användning av konventionella varmhärdbara organiska bindemedel för sammanbindning av glasfibrerna i en massa.

Det har emellertid visat sig att glas såsom den aktiva frik- tionsbestândsdelen i ett friktionselement är alltför "aggressivt" för de flesta kommersiella tillämpningar i jämförelse med konventio- nella asbesthaltiga friktionsytor. Denna aggressivitet yttrar Sie ofta under simulerade eller verkliga driftsbetingelser såsom ljud, vibra- 10 15 20 25 30 35 ÄO 7801195-4 tion och/eller avvikande friktionseffekter när friktionselementet' bringas i ingrepp med en passande yta och ingen av dessa yttringar kan tolereras av den höggradigt konkurrensutsatta fordonsindustrin.

Enligt föreliggande uppfinning undanröjes dessa olägenheter med kända friktionselementkompositioner på två sätt: (1) enligt uppfinningen användes en friktionsmaterialkomposition som ej fordrar asbest såsom en komponent men ändock ger driftskaraktäristika jäm- förbara med dem för asbesthaltiga friktionselement; och (2) enligt uppfinningen möjliggöres användningen av glas såsom en aktiv frik- tionsbeståndsdel i friktionselement utan att ovan beskrivna drifts- olägenheter uppkommer.

Föreliggande uppfinning avser följaktligen ett asbestfritt friktionselement innefattande ett förnätat, polymert bindemedel, armerande beståndsdelar på basis av glasfibrer samt eventuellt också konventionella fyllmedel, kännetecknat därav, att de armerande bestânsdelarna består av glasfibrer och osmältbara organiska fibrer i ett viktförhållande av 90:10 till 35:65; att de osmältbara orga- niska fibrerna ingår i en mängd av 2-50 viktprocent baserat på kom- positionens totala vikt; och att de osmältbara organiska fibrerna och glasfibrerna föreligger i form av garn. Det förnätade bindemed- let-bildar en matris för glasfibrerna och de osmältbara organiska fibrerna i friktionselementet.

.Det förnätningsbara polymera bindemedlet som kan användas vid utövandet av föreliggande uppfinningeär ett sådant som vanligen an- vändes i friktionselement och som betecknas "bindemedel" eller "bin- demedelscement“.

Bindemedlet innehåller ett förnätningsbart harts, såsom ett förnätningsbart fenolharts, Uttrycket "fenolharts“ är avsett att innefattarhäfidplaster bašårade på kondensatíonen av en aldehyd och en fenol. Aldehyderna som är användbara vid framställning av fenol- hartserna innefattar men begränsas ej till formaldehyd, acetaldehyd, akrolein och liknande. Fenolerna som är användbara vid framställning av fenolhartset är sådana fenoler som kan ge upphov till e1ektrofil~ aromatisk substitution, exempelvis fenol, resorcinol, katekol, ami- Såväl resol- som novolacktypen av fenolalde- Re- nofenol och liknande. hydhartser är avsedda att innefattas i uttrycket "fenolharts". solhartserna kännetecknas av att de bildas under baskatalys och no- volackhartserna kännetecknas av att de bildas under syrakatalys. 'I allmänhet är resolhartserna metylolerade i högre utsträckning än no- volackerna. Valet mellan resolhartset och novolacken i ett spe- ciellt system är beroende av övriga material som ingår i systemet. 10 15 20 25 30 55 HO 7801195-4 Fenolformaldehydnovolacker tillhör dem som vanligen användes och föredrages i bindemedlet.

Förutom fenolhartset kan bindemedelscementet innehålla och Uttrycket "elast" är avsett att "Naturligt gummi" innehåller vanligen också en elast. innefatta såväl naturliga som syntetiska gummín. användes i betydelsen den elastiska fasta substans som erhålles från saven eller latexen från Havea-trädet vars huvudsakliga beståndsdel utgöres av homopolymeren av 2-metyl-1,3-butadien (isopren). "Synte- tiskt gummi" är avsett att innefatta kolvätegummin som är baserade på åtminstone 2 % av en konjugerad omättad monomer varvid konjugatio- nen befinner sig i l-3-ställningen i monomerkedjan och den slutliga polymeren, som i icke vulkat tillstånd uppvisar en töjbarhet av åt- minstone 200 % och ett minne av åtminstone 90 % när den sträckes inom sina töjbarhetsgränser och omedelbart frisättes. De konjugerade omättade monomererna som användes vid framställningen av det synte- tiska kolvätegummit innefattar men begränsas ej till kloropren, bu- tadien, isopren, cyklopentadien, dicyklopentadien och liknande. And- ra olefiner som kan utsättas för fri-radikalpolymerisation]anjonisk sampolymerisation eller -katjonisk-I Samp0lymePíÉ&tï0fl för bildflinß av kolvätekedjan med den konjugerade omättade monomeren är användba- ra vid framställning av de syntetiska gummína. Dessa olefiner är typiskt monoeteniskt omättade monomerer. Dessa monoeteniskt omätta- de monomerer innefattar men är ej begränsade till akrylmonomerer, såsom metakrylsyra, akrylsyra, akrylonitril, metakrylonitril, metyl- metakrylat, metylakrylat, etylakrylat, etylmetakrylat och liknande; monoolefiniska kolväten, såsom eten, propen, styren,¿¥-metylstyren och liknande; och andra funktionella monoomättade monomerer, såsom vinylpyridin, vinylpyrrolidon och liknande monomerer innehållande en funktionell vinylgrupp. Uttrycket syntetiskt gummi innefattar också gummin som ej innehåller en kolvätekedja, såsom silikongummin. Före- trädesvis innehåller det förnätningsbara polymera bindemedlet natur- ligt gummi och/eller ett syntetiskt kolvätegummi.

Vid utväljandet av en elast till användning i bindemedelskom- positionen bör man noggrant försäkra sig om att den kemiska komposi- tionen av den speciella elasten ej interfererar med verkan eller hållbarheten av friktionselementet eller apparatur i förening därmed.

Förutom de polymera beståndsdelarna i bindemedlet kan andra kända material för bildning av bindemedel användas.

Vulkmedel kan sättas till bindemedlet för förnätning av omåt- Exempel på sådana vulkmedel är svavel, zinkoxid (för Vulk- tade gummin. vulkning av neopren), peroxider, dínitrosobensen och liknande. 10 15 20 25 30 35 HO 78011954; 6 acceleratorer kan användas, såsom zinkoxid, stearinsyra och liknande.

,Polyaminer kan sättas till bindemedlet för att förnätning och interreaktion av fenolhartset och elasten skall främjas. Typiska polyaminer är hexametylentetraamin, dietylentriamin, tetraetylenpen- tamin, difenylguanidin och liknande.

Fyllmedel kan sättas till bindemedlet för modifiering av de slutliga fysikaliska egenskaperna och för minskning av kostnaden för friktionselementet varvid konventionella fyllmedel kan användas, så- som kolsvart, lera, grafit, blysulfat, amerikansk trippel, glimmar, kalksten och liknande. Typiska bindemedelskompositioner och förfa- randen för framstallning därav beskrives i de amerikanska patentskrif- terna 2 702 770, 3 ÄB? SUS, 2 l96 570, 3 520 390 och 3 959 l9U var- till härmed hänvisas.

Typiskt löses bindemedelskompositionen med alla tillhörande beståndsdelar och/eller dispergeras i ett lösningsmedel för de lösli- ga polymera beståndsdelarna. Tillräckligt mycket lösningsmedel skall användas för att en lämplig viskositet skall erhållas hos bindemedels- lösningen eller -dispersionen för kombination med glasfibrerna och de organiska fibrerna för erhållande av ett lämpligt förhållande av bindemedel till armerande beståndsdelar. De osmältbara organiska fibrerna och glasfibrerna utgör tillsammans företrädesvis 20-75 vikt- procent baserat på det slutliga friktionselementets totala vikt och utgör speciellt 30-65 viktprocent. Om halten organiska fibrer och glasfibrer år alltför låg uppnås otillräcklig armering av friktions- elementet. Om halten organiska fibrer och glasfibrer är alltför hög kommer friktionselementet ge upphov till alltför höggradig nötning.

Glasfibrerna som är användbara vid utövandet av föreliggande uppfinning är sådana som typiskti användes för armering av vulkade, hartsartade material. Glasfiberytan måste behandlas med en brygg- bildningskomposition för att effektivt binda (kemiskt och/eller fysi- kaliskt) glaset till matrisen av friktionselementet.

Under framställningen behandlas de individuella glastrådarna med ett bindemedel som innehåller ett kopplingsmedel som binder glas- Dessa kopplingsmedel innefattar såväl silankopp- Typiska ytan till matrisen. lingsmedlen som kopplingsmedel av den komplexa Werner-typen. silankopplingsmedel är vinyl-, alkyl-,@-kloropropyl-, fenyl-, tio- alkyl-, tioalkaryl-, metakrylat-, epoxi- och merkaptosilan, hydrolys- produkter därav, polymerer av dessa hydrolysprodukter och blandningar av någon av dessa. Kopplingsmedel av Werner-typ är sådana som inne- håller en trevärd kärnatom, såsom krom, samordnad med en organisk sy- ra, såsom metakrylsyra. Sådana medel beskrives i den amerikanska pa- 10 15 20 25 30 35 HO 7801195-4 tentskriften 2 6ll 718 vartill härmed hänvisas.

Vanligen användes den totala bindemedelskompositionen i en mängd lägre än cirka 2 viktprocent baserat på glasvikten och speciellt av 0,2-1,0 viktprocent under det att kopplingsmedlet utgör cirka 2-6 viktprocent av mängden fast substans i bindemedlet. Typiska bindeme- delskompositioner och bindningsmetoder finns beskrivna i de amerikans- ka patentskrifterna 3 933 711 och 3 9Ä6 132 vartill härmed hänvisas.

Förutom bundna glasfibrer kan belagda glasfibrer användas så- som den fibrösa glasbestàndsdelen i friktionselementet. Belagda glas- fibrer skiljer sig från bundna glasfibrer genom att vid ytan av de förra ingår kompositionen i en mängd av cirka 5-50 viktprocent och vanligen 15-35 viktprocent baserat på glasets vikt. Den för närva- rande föredragna glasformen som användes vid utövandet av uppfinning- en är RFL-belagda glasfibrer. Uttrycket "RFL2 är avsett att innefat- ta den torra återstoden av en beläggningskomposition som innehöll ett naturligt gummi och/eller ett syntetiskt kolvätekedjebaserat gummi çch ett fenolharts. Företrädesvis innehåller elastkomponenten i RFL cirka 5-15 % av en polymeriserad vinylpyridínmonomer och ett resorcinol- formaldehydharts. RFL-belagda glasfibrer bildas typiskt genom belägg- ning av individuellt bundna glasfibrer med en RFL-beläggningskomposi- tion. Beläggningskompositionen utgöres av elasten i latexform och fenolhartset i vattenhaltig lösning. Typiska förfaranden och be- ståndsdelar för framställning av BFL-belagda glasfibrer beskrivas i de amerikanska patentskrfi%erna2 691 61N, 2 817 616, 2 822 311, 3 973 071 och 3 925 286 vartill härmed hänvisas.

Den fysikaliska formen av glasfibrerna kan vare sig dessa är bundna och/eller belagda, variera beroende på den speciella metoden för tillverkning av friktionselementet. Sålunda kan fiberglas i form av strängar, garn, kord, huggna strängar, roving, remsor, tyg, mattor, glasull eller liknande användas vid framställning av friktionselemen- tet. Vid framställning av kopplingsbeläggen är glasfíbrerna företrä- desvis kontinuerliga och RFL-belagda för att friktionselementets bristningshållfasthet skall förbättras.under det att samtidigt be- kväm teknik för framställning av friktionselementet kan användas.

Två typer av RFL-belagt glasfibergarn har visat sig vara spe- ciellt användbara vid framställning av friktiåæselement enligt före- liggande uppfinning. RFL-belagda glasfiber- garner framställda av PPG Industries, Inc. och RFL-belagt glasfiber- garn utsatt för behandling 065 och tillverkat av Owens-Corning Dessa utgöres av Hycor Fiberglass Corp. 10 15 20 25 BO 35 HO 1ao119s-4 8 De osmältbara organiska fibrerna som är användbara vid utövan- det av föreliggande uppfinning är sådana som uppvisar en sönderdel- ningstemperatur högre än 200°C,och företrädesvis högre än 3l5°C och lägre än U25°C. Den övre temperaturgränsen för sönderdelning är nöd- vändig för att förkolning av fibern skall inträffa under operation av friktionselementet. Vidare måste fibern vara olöslig i den speciella bindemedelskompositionen och lösningsmedlet som användes vid fram- ställning av ett speciellt friktionselement. Såväl naturliga organis- ka fibrer som syntetiska organiska fibrer kan användas såsom den osmältbara organiska fibern. Typiska naturliga, organiska fibrer är bomull, jute, hampa, sisal, ylle och liknande. Typiska regenererade organiska fibrer är viskos-rayon, kopparsilke och liknande, och syn- tetiska fibrer, såsom aramidfibern som säljes av Dupont under beteck- ningen Nomex och liknande fibrer som uppfyller ovan angivna sönder- delningstemperaturintervall. En naturlig, organisk fiber föredrages och speciellt föredrages bomull. 5 Vid framställning av ett friktionselement enligt föreliggande uppfinning måste det slutliga friktionselementet vara asbestfritt.

Förhållandet av glas till osmältbar organisk fiber mäste regleras så att önskvärda egenskaper erhålles hos det slutliga friktionselementet.

Om alltför mycket osmältbar organisk fiber användes i förhållande till glas komer friktionskoefficienten och hållfastheten för elementet att reduceras i icke önskvärd utsträckning. Om en otillräcklig mängd osmältbar organisk fiber användes i förhållande till mängden glasfi- ber kommer friktionselementet att uppvisa en icke önskvärd grad av aggressiva karaktäristika. Följaktligen bör ett viktförhållande av 90:10 till 55:65 och speciellt 75:25 till 60:H0 av glasfiber till osmältbar organisk fiber användas.

I Baserat på vikten glas bör följaktligen 10-185 viktprocent och företrädesvis 33-67 viktprocent av osmältbar organisk fiber an- vändas vid framställning av friktionselementet. Fastän asbestfria friktionselement har föreslagits tidigare har sådana fríktionsele- ment uppvisat en icke önskvärd grad av aggressivitet och har följakt- ligen ej godtagits i större utsträckning inom motorfordonsindustrin.

Enligt föreliggande uppfinning har aggressiviteten som kommer till uttryck under användning av friktionselementet och som beror på när- varon av glasfibrer reducerats eller mildrats genom tillsatsen av en effektiv mängd av den osmältbara organiska fibern.

Förutom att egenskaperna hos friktionselement vars fiberhalt utgöres av 100 % glas förbättras reducerar många kombinationer av 10 20 25 30 35 H0 7801195-4 9 glasfiber och osmältbar organisk fiber vikten av friktionselementet.

En sådan viktreduktion är önskvärd inom motorfordonstillverkningen för att bensinförbrukningen per mil skall sänkas samtidigt som andra fördelar förenade med viktreduktionen uppnås. För kopplíngsfrik- tíonselement bidrar vidare lägre vikt till bättre svar under ingrepp.

Ett föredraget förfarande för inneslutning av glaset och den osmältbara organiska fibern i friktíonselementet är genom tillverkning av ett material bestående av glasfibrer och organiska fibrer. Detta kan exempelvis utgöras av en snodd kord bestående av en sträng av ett garn av glas och en sträng av - ett garn av organisk fiber i önskvärda viktförhållanden. Vidare kan ett material vävas av glas- garn och garn av organisk fiber i önskvärt förhållande så att ett tyg bildas.

Friktionselementen enligt föreliggande uppfinning kan tillver- kas enligt kända förfaranden. I allmänhet impregneras de osmältbara organiska fibrerna och glaset med den beredda förnätningsbara polyme- ra bindemedelslösningen så att ett impregneringsmedel bildas. Binde- medelslösningen bör ha tillräckligt lag viskositet för att de orga- niska fibrerna och glaset skall vätas. Impregneringsmedlet torkas genom avdrivning av bindemedelslösningen så att ett "B"-stadium bil- das. -B-stadiekompositionen formas under inverkan av värme och tryck så att det förnätningsbara polymera bindemedlet förnätas. Det forma- de föremålet kan därefter bearbetas till slutlig form.

En ofta använd metod för framställning av friktionselement, och speciellt kopplingsbelägg, innefattar uppbyggandet av en förform enligt endera av två förfaranden som beskrives i det följande. En "förform" är ett löst sammansatt föremål i B-stadiet bestående av vävda eller lindade armeringsbeståndsdelar impregnerade med ett för- nätningsbart bindemedel, som ungefär efterliknar konfigurationen av det slutliga friktionselementet. Förformen formas under värme och tryck så att den erhåller en slutlig form och förnätar bindemedlet.

Ett speciellt förfarande för sammansättning av en förform in- begriper framställningen av en remsa bestående av en eller flera kontinuerliga strängar av garn eller kord anordnade i ett parallellt förhållande och impregnerade med bindemedel och härdade till ett B-stadium. När kontinuerliga glasfibrer och organiska fibrer använ- des kan strängarna eller garnerna av dessa material vara icke snodda eller snodda så att en sammansatt kord bildas. När antingen glasfib- rerna eller de organiska fibrerna föreligger i diskontinuerlig form användes en kontinuerlig sträng eller ett kontinuerligt garn av en 10 15 20 25 30 35 U0 -enda komposition. 7891 19-5 '-4 10 De kontinuerliga strängarna eller garnerna av fib- röst material föres genom en doppningstank innehållande lösningen av det förnätningsbara organiska bindemedlet som har reglerats till en viskositet som är tillräcklig för âstadkommande av adekvat impregne- ring av de fibrösa komponenterna och upptagning av bindemedlet.

Lämplig bindemedelsupptagning justeras genom ett munstycke och det impregnerade materialet föres genom ett torktorn som hålles vid en temperatur som är tillräcklig för avdrivning av lösningsmedlet i bindemedelslösningen under bildning av ett B-stadium. De fysikalis- ka egenskaperna för ett typiskt B-stadium av impregnerat material be- skrives i den amerikanska patentskriften 3 600 258. Det impregnerade materialet i B-stadium lagras i trummor för ytterligare bearbetning.

Vid framställning av en förform matas en eller flera impregne- rade remsor i B-stadiet in i en maskin av en typ som beskrives i den - amerikanska patentskriften 2 263 500 vartill härmed hänvisas, för framställning av en lindad kropp (förform) av önskvärd storlek, form och vikt. Förformen utsättes för värme och tryck för åstadkommande av ett härdat friktionselement.en1igt inom denna teknik välkända me- toder.g En speciell fördel som uppnås enligt föreliggande uppfinning är att framställning av friktionselement genom användning av existerande- kommersiell praxis och utrustning möiliggöres.~ > En annan metod för framställning av en förform innefattar framställning av ett vävt material av glasgarn och bomullsgarn. Ma- terialet impregneras med det förnätningsbara polymera bindemedlet, torkas till B-stadium, bearbetas för bildning av en förform av önsk- värd form, storlek och vikt, som skall formas, ytbehandlas och bear- betas. Denna teknik beskrivas närmare i den amerikanska patentskrif- ten 2 096 692 vartill härmed hänvisas.

Föreliggande uppfinninguförklaras närmare i följande exempel vari en speciell utföringsform av uppfinningen beskrivas. Det är dock uppenbart för fackmannen att ett stort antal variationer och modifikationer av uppfinningen är möjliga.

Exempel. gEn sammansatt kord av glas/bomull framställdes genom samman- tvinning av en ände av Bs/2-bomullsgann och två ändar av Hycor - RFL-belagda glasfibrer. Hycor RFL-belagda glasfibrerna var av typ K-15 1/0 uppvisande E35 snoning per 2,5 em och 17 viktprocent av RFL-beläggningen baserat på glasvikten. De tre ändarna tvinnades samman i en roterbar tvinnmaskin så att en enda sammansatt kord bil- 10 15 20 25 30 35 7801195-4: ll dades uppvisande två snoningar per 2,5 cm och en vikt av 382 m/kg. Två av de enstaka sammansatta korderna som bildats ovan tvinnades samman på en Allma-tvinningsram så att en dubbel sammansatt kord bildades uppvisande en vikt av 80l,Ä m/kg, en diameter av 1,727 1 0,127 mm och bestående av 61 viktprocent glasfibrer och 39 Víktprocent bomulls- fibrer, samt uppvisande 2 snoningar per 2,5 cm.

Den dubbla sammansatta korden fördes genom en doppningstank innehållande följande komposition: Beståndsdel Viktdelar på torrsubstansbasis Naturligt gummi , 9,7U Butadienstyrengummi 6,39 Kolsvart 7,37 Lera ü,O0 Grafit 8,00 Blysulfat l2,00 Zinkoxid 3,00 Svavel 9,00 Amerikansk trippel 2,00 Glimmer 11,00 Kalksten 1,00 Difenylguanidin 0,50 Hexametylentetramin 0,50 Fenolharts 25,50 Reglerad till 50 viktprocent fast substans i ett kolvätelösnings- medel Den impregnerade korden föres genom ett munstycke som är in- ställt så att det ger en bindemedelsupptagning som ger upphov till ett friktionselement som utgöres av 50 viktprocent förnätad matris och 50 viktprocent glas och bomull. Den impregnerade korden föres genom ett torktorn för torkning av det impregnerade materialet till B-stadiekomposítionen tillvaratages i trummor för ytterligare bearbetning. Det impregnerade materialet i B-stadium ma- tas in i en förformmaskin av den typ som beskrives i den amerikanska patentskriften 2 263 500 och en förform bildas. der H minuter vid l50°C och 14 MPa så att det polymera bindemedlet förnätas. Föremålet uttages ur formen och placeras i en ugn där dess temperatur höjes från 15000 till 20000 under l timme. Föremålet brännas vid 20000 under 5 timmar och uttages ur ugnen. ett B-stadium.

Förformen formas un- 10 15 20 25 30 35 H0 78011954* 12 Det formade föremålet bearbetas så att ett ringformigt kopp- lingsbelägg med måtten 25 cm x 17 cm x 0,32 cm bildas. Två sådana kopplingsbelägg monteras på en kopplingsdynamometer "i linjen" upp- visande en üä-kw elektrisk motor och en Borg & Beck kopplings- och svänghjulsanordning. Ett kardanstag är anslutet till kopplingsla- mellanordningen som överför vridmoment genom en Hagan-Thrustorg mät- ningsanordning. Kopplingen kopplas i och kopplas ur medelst en luft- cylinder.

Kopplingsbeläggen testades med avseende på nötníng genom in- koppling av kopplingen 650 gånger under U-sekunders intervall med en lamellbelastning av 53U5 N under det att svänghjulet vreds vid 1175 rpm. Vridmomentet registrerades på en Esterline-Angus registre- ringsanordning under testet. Efter nötningstestet genomfördes ett 15-sekunders avklingningstest. Ett andra avklingningstest genomför- des genom inkoppling av kopplingen under 90 sekunder vid en lamellbe- lastning av 33U0 N.

Det i exemplet beskrivna kopplingsbelägget uppvisade följande testresultat: Nötningstest: 0,07 mm tjockleksförlust på trycklamellsidan; 0,06 mm tjockleksförlust på svänghjulssidan.

Medelvridmomentet under testet var H05 J med en medelfrik- tionskoefficient av 0,361 som varierade mellan 0,361 och 0,ü00.

Det första avklingningstestet (15 sekunder): Friktionskoefficienten 1 började vid 0,üü och slutade vid 0,186; l Det andra avklingningstestet (90 sekunder): Friktionskoefficienten J började vid 0,H4 och slutade vid 0,28.

Kopplingsoperationen under nötningstesten iakttogs av en er- faren testoperatör; kopplingsoperationen bedömdes vara i alla avseen- den fri från aggressivt uppträdande eftersom operationen var jämn ioch genomgående tyst.

Ett kopplingsbelägg som framställts i enlighet med exemplet utformadesför en l97Ä-års Ford F-100 med en ü,8-dm3 motor och en 3-växelstransmission. Kopplingsbelägget monterades i fordonet och testades på vägar av erfarna operatörer i stadstrafik i Detroit un- der en sträcka av 80ü5 km. Kopplingsoperationen bedömdes vara fri från aggressivt uppträdande under hela tiden. _ _Ett kopplingsbelägg som framställts i enlighet med exemplet var i jämförelse med asbesthaltiga kopplíngsbelägg likvärdigt med av- seende på friktionsgrad och ingreppskaraktäristika, överlägset med avseende på bristningshållfasthet och angrepp på ingreppsytan och 10 15 20 25 7Ü01195"4 13 överlägset eller likvärdigt med avseende på nötningskaraktäristika.

Totalt sett var följaktligen friktíonselement framställda i enlighet med uppfinningen likvärda eller överlägsna kommersiella friktíonsele- ment av standardtyp fastän asbest eliminerats ur friktionselementkom- positionen.

Det år uppenbart att olika ändringar med avseende på specifi- ka material och tekniken som använts i detta exempel är möjliga. I detta sammanhang är det exempelvis känt att vissa cementkomponenter kan ha en effekt på friktionskoefficienten som uppvisas av ett fär- digt friktionselement när det bríngas i ingrepp med en íngreppsyta.

Fenolhartset, elasten och grafitbeståndsdelarna i bindemedelskompo- sitionen har i jämförelse med de återstående beståndsdelarna i bin- demedlet tendens att reducera snarare än öka friktionskoefficienten.

Följaktligen kan det vara nödvändigt att variera bindemedelskomposi- tionens sammansättning för att exakt den friktionskoefficient som är önskvärd före ett speciellt slutanvändningsområde skall erhållas.

Den variation av sammansättningen som behövs för att en speciell friktíonskoefficient skall erhållas måste ta hänsyn till tillverk- ningsfordringar för ett speciellt friktionselement. När exempelvis bindemedelsupptagningen är av betydelse under bearbetningen av ett friktionselement innehållande cellulosahaltigt fibröst material (dvs när porositeten av det cellulosahaltiga materialet måste hållas inom ett givet intervall) kan andelen friktionskoefficientsänkande be- ståndsdelar reduceras för att den slutliga friktionskoefficienten skall höjas till önskvärd nivå. Alternativt kan mängden organisk fibrös komponent när porositeten ej utgör en tillverkningsvariabel minskas för att den slutliga friktionskoefficienten i det färdiga friktionselementet skall höjas till önskvärd nivå.

Claims (3)

78101 195-14 11-! ßatentkrav

1. Asbestfritt friktionselement innefattande ett för- nätat, polymert bindemedel, armerande beståndsdelar på basis av glasfibrer samt eventuellt också konventionella fyllmedel, k ä n n e t e c k n a t därav, att de armerande bestånds- delarna består av glasfibrer och osmältbara organiska fibrer i ett viktförhâllande av 90:10 till 35:65; att de osmältbara organiska fibrerna ingår i en mängd av 2-50 viktprocent ba- serat pâ kompositionens totala vikt; och att de osmältbara organiska fibrerna och glasfíbrerna föreligger i form av garn.

2. Friktionselement enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att åtminstone en sträng av det osmältbara organiska garnet och åtminstone en sträng av glasgarnet är anordnade i ett väsentligen sida-ti1l-sida-förhållande i form av en remsa.

3. Friktíonselement enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det osmältbara organiska garnet och glas- garnet är sammanvävda så att ett tyg bildats.