WO1995025231A1 - Zusatz zu reibbelagmischungen und damit hergestellte reibbeläge - Google Patents
Zusatz zu reibbelagmischungen und damit hergestellte reibbeläge Download PDFInfo
- Publication number
- WO1995025231A1 WO1995025231A1 PCT/AT1995/000046 AT9500046W WO9525231A1 WO 1995025231 A1 WO1995025231 A1 WO 1995025231A1 AT 9500046 W AT9500046 W AT 9500046W WO 9525231 A1 WO9525231 A1 WO 9525231A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- friction
- additive
- friction linings
- iron
- zinc
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MUBKMWFYVHYZAI-UHFFFAOYSA-N [Al].[Cu].[Zn] Chemical compound [Al].[Cu].[Zn] MUBKMWFYVHYZAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- OCDVSJMWGCXRKO-UHFFFAOYSA-N titanium(4+);disulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[Ti+4] OCDVSJMWGCXRKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 8
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical class [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 4
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 2
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 description 2
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005588 Kraus reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical group [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/025—Compositions based on an organic binder
- F16D69/026—Compositions based on an organic binder containing fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/025—Compositions based on an organic binder
Definitions
- the invention relates to an additive for, in particular resin-bonded, friction lining mixtures with which the coefficient of friction and wear can be set in a targeted manner and vibrations can be reduced.
- This additive can be used advantageously in asbestos-free and heavy-metal-free friction lining mixtures for highly loaded friction pairs, such as those found in brakes, clutches, synchronous gears, etc.
- the friction materials in the automotive industry must have the following properties:
- the coefficient of friction must be adapted to the specific task and be stable over a wide range of speeds and temperatures regardless of the shape and age of the material. It is particularly important that the coefficient of friction almost returns to its original value even after extreme temperature loads in the cold. This value should be above 0.30 for disc brake pads.
- the friction material may only wear out a little, but on the other hand it must not attack the brake disc strongly. To ensure good comfort properties, no noise may occur.
- the sensitivity to moisture must be as low as possible.
- such friction linings must be able to be manufactured industrially at a reasonable cost.
- Sintered metals are another basis for friction materials.
- Various types of brake and clutch linings are manufactured on this basis.
- Various additives from the field of metal forming have proven themselves as auxiliary substances.
- Asbestos is hardly used anymore for the reinforcing and filling substances.
- inorganic or organic fibers e.g. Carbon or aramid fibers or metals in powder, chip or fiber form.
- Different mineral fibers and different forms of mica are also used.
- Barium sulfate, MgO or various clays are mainly used as fillers.
- the friction-active fillers are divided into friction and lubricants. They should influence the level of the coefficient of friction, ensure that this coefficient of friction remains largely the same at different temperatures and prevent the friction lining and the counter material from wearing out too quickly. In addition, they should have a positive effect on the noise generated during braking.
- Friction Materials Chemical Technology Review No. 100, Noyes Data Corporation, USA 1978, as relevant prior art and relevant disclosure.
- PbS lead sulfide
- a problem that cannot be solved with lead sulfide is the required constant constancy of the coefficient of friction when the temperature rises (no fading) and the associated best possible resetting of the coefficient of friction after temperature exposure (recovery). No deposits should form on the brake disc, and the wear of the brake disc must not be too high.
- the invention relates to an additive for, in particular resin-bound, friction lining mixtures, which is characterized in that the additive consists of a mixture of iron-II-sulfide with a sulfide of molybdenum and / or zinc and / or antimony and / or tungsten and / or titanium.
- iron sulfides in friction linings is known for example from GB-PS 1 1 56 058.
- friction linings of asbestos or other inorganic fibers and a binder are described, which can consist of an iron sulfide formed in situ by reacting sulfur with iron powder or a lower iron sulfide.
- Iron sulfide means not only FeS and Fe 2 S 3 there , but also all sulfides of non-stoichiometric composition.
- the additive according to the invention can be used either alone or together with solid lubricants and other functional friction additives, even after prior mixing with them.
- solid lubricants like graphite and coke, Phosphates and various oxides in question.
- Soft metals can also be used if necessary.
- Oxides which can advantageously be used to set the desired coefficient of friction are oxides of aluminum, chromium, copper, iron, zinc, antimony, titanium, molybdenum, silicon and zirconium.
- phosphates, pyrophosphates or polyphosphates of sodium, potassium, magnesium, calcium, boron, aluminum, copper, zinc or iron are provided as phosphates.
- Preferred phosphates are the insoluble or sparingly soluble phosphates of magnesium, calcium, boron, aluminum, copper, iron and zinc.
- the additives according to the invention are tested on entire brake pads in order to create conditions that are as practical as possible.
- the raw materials are mixed in a Lödige batch mixer FM 50 for 1 7 minutes. From this mixture, proportions balanced in accordance with the pad size are poured into the press mold of a linen weaving brake pad laboratory press and pressed there at temperatures of around 150.degree. The lining mass is pressed onto the iron back plate of the brake pad previously inserted into the mold and at the same time glued to it. After the pads have cooled, they are ground flat on the surface using a cylinder head grinding machine to ensure that they are fully supported on the brake disc during the test. The raw coverings so widespread are cured in a Heraeus circulating drying cabinet at temperatures up to 240 ° C.
- the test is carried out with an RWS 75 friction coefficient test rig from Krauss, whereby the coefficient of friction and the sealing behavior of the pads and the brake disc are checked.
- the following tests are carried out at the base temperatures 100 ° C, 200 ° C, 400 ° C and 500 ° C.
- the base temperature is first reached and then it is braked for 5 seconds and the brake disc is cooled again until the respective base temperature is reached again. This cycle is carried out 200 times in succession per base temperature. After these 200 brake applications, the brake pads are removed and the weight loss is measured for both the pads and the disc. The wear can be calculated from this.
- the contact pressure of the brake pads is 100 N / cm 2 , the normal force registered during braking is the basis for the calculation of the coefficient of friction.
- the evaluation unit of the friction test bench is designed so that the coefficient of friction can be recorded with the help of a recorder. The fading, the coefficient of friction difference between 100 and 500 ° C and the recovery, the difference between a coefficient of friction measured after high temperature exposure at 100 ° C and the value previously measured at 100 ° C, are then determined from this.
- the pad wear values are the average of the values of the two individual pads used in a brake. example 1
- the following raw materials are mixed as described above, the mixture is pressed and the coverings are ground, hardened and tested.
- the high wear values (especially of the disc) document the poorer properties of FeS alone.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Vorgeschlagen wird ein Zusatz zu Reibbelagmischungen für, insbesondere harzgebundene, Reibbeläge, mit dem Kennzeichen, dass der Zusatz aus einer Mischung von Eisen-II-Sulfid mit einem Sulfid des Molybdäns und/oder des Zinks und/oder des Antimons und/oder des Wolframs und/oder des Titans besteht. Weiterhin vorgeschlagen werden Reibbeläge, insbesondere harzgebundene Reibbeläge, die einen derartigen Zusatz enthalten.
Description
Zusatz zu Rei bbel agmi schungen und dami t hergestel l te Rei bbel 'äge
Die Erfindung betrifft einen Zusatz für, insbesondere harzgebundene, Reibbelagmischungen, mit dem Reibungskoeffizient und Verschleiß gezielt eingestellt und Vibrationen reduziert werden können. Dieser Zusatz kann vorteilhaft in asbestfreien und schwermetallfreien Reibbelagmischungen für hochbelastete Reibpaare, wie sie in Bremsen, Kupplungen, Synchrongetrieben etc. vorkommen, eingesetzt werden.
Im allgemeinen müssen die Reibmaterialien in der Automobilindustrie folgende Eigenschaften besitzen:
Der Reibungskoeffizient muß der speziellen Aufgabe angepaßt und über einen großen Bereich von Geschwindigkeiten und Temperaturen unabhängig von der Form und dem Alter des Materials stabil sein. Besonders wichtig ist es, daß der Reibwert auch nach extremen Temperaturbelastungen in der Kälte annähernd wieder seinen ursprünglichen Wert annimmt. Dieser Wert soll bei Scheibenbremsbelägen über 0,30 liegen. Das Reibmaterial darf sich nur wenig abnützen, darf aber andererseits die Bremsscheibe nicht stark angreifen. Um gute Komforteigenschaften zu gewährleisten, dürfen keine Geräusche auftreten. Die Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit muß möglichst gering sein. Darüberhinaus müssen sich solche Reibbeläge mit vertretbaren Kosten industriell herstellen lassen.
Es ist äußerst schwierig, alle an ein Reibmaterial gestellten Anforderungen zu erfüllen. Aus diesem Grund haben sich verschiedene Reibmaterialsysteme entwickelt, die dann für jeweils bestimmte Anwendungsgebiete optimal sind.
Reibbeläge aus reinem Kohlenstoff (oft kohlefaserverstärkt) sind von der Zusammensetzung her einfach und werden häufig für Flugzeugbremsen eingesetzt. Erste Versuche, dieses System für PKW-Scheibenbremsen einzusetzen, zeigten jedoch fundamentale Schwächen auf.
Keramische Reibbeläge sind schon einige Zeit bekannt, konnten sich aber bisher nicht durchsetzen. Neuere Arbeiten auf diesem Gebiet lassen es jedoch möglich erscheinen, längerfristig PKW-Reibbeläge auf Keramik-Basis zum Einsatz zu bringen.
Sintermetalle sind eine weitere Basis für Reibmaterialien. Auf dieser Basis werden verschiedene Arten von Brems- und Kupplungsbelägen hergestellt. Verschiedene Zusätze aus dem Bereich der Metallverformung haben sich als Hilfsstoffe bewährt.
Die kostengünstigste Art Reibmaterialien herzustellen, ist auf Basis von Phenol- oder Kresolharzen. Der Großteil der PKW- und LKW-Beläge wird heute so produziert. Es werden hautpsächlich solche Harze auf Phenol und Kresolbasis eingesetzt, die je nach Anwendung thermoplast- oder kautschukmodifiziert sein können. Um solche Reibmaterialien den verschiedenen Anforderungen der Praxis anzupassen, müssen jedoch eine ganze Reihe anorganischer Zusätze wie Metalle, mineralische Fasern und verschiedene Füllstoffe und Additive zugesetzt werden.
Bei den verstärkend und füllend wirkenden Stoffen wird heute kaum mehr Asbest verwendet. An dessen Stelle treten anorganische oder organische Fasern, wie z.B. Kohlenstoff- oder Aramidfasern bzw. Metalle in Pulver-, Span- oder Faserform. Auch verschiedene Mineralfasern und verschiedene Formen von Glimmer kommen zur Anwendung. Als Füllstoff werden hauptsächlich Bariumsulfat, MgO oder verschiedene Tonerden verwendet.
Die reibwertaktiven Füllstoffe teilen sich in Reibmittel und Gleitmittel. Sie sollen die Höhe des Reibwertes beeinflussen, für ein weitgehendes Gleichbleiben dieses Reibwertes bei verschiedenen Temperaturen sorgen und einen zu raschen Verschleiß des Reibbelags und des Gegenmaterials verhindern. Darüberhinaus sollen sie positiv auf die Geräuschentwicklung beim Bremsvorgang einwirken.
In Zusammenhang wird auf "Friction Materials", Chemical Technology Review No. 100, Noyes Data Corporation, USA 1978, als relevanter Stand der Technik und als relevante Offenbarung Bezug genommen.
Eines der wichtigsten praktisch verwendeten Gleitmittel ist Bleisulfid (PbS). Obwohl PbS heute auch in vielen auch asbestfreien-Belägen eingesetzt wird, versucht man, bei Neuentwicklungen Bleisulfid durch andere Gleitmittel zu ersetzen.
Ein durch Bleisulfid nicht zu lösendes Problem ist die verlangte weitgehende Konstanz des Reibwertes bei Temperaturerhöhung (kein Fading) und die damit zusammenhängende möglichst gute Rückstellung des Reibwerts nach Temperaturbelastung (Recovery). Auf der Bremsscheibe soll sich kein Belag bilden, wobei der Verschleiß der Bremsscheibe nicht zu hoch werden darf.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zusatz für, insbesondere harzgebundene, Reibbelagmischungen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zusatz aus einer Mischung von Eisen-ll-sulfid mit einem Sulfid des Molybdäns und/oder des Zinks und/oder des Antimons und/oder des Wolframs und/oder des Titans besteht.
Der Einsatz von Eisensulfiden in Reibbelägen ist z.B. aus der GB-PS 1 1 56 058 bekannt. Dort werden Reibbeläge aus Asbest oder anderen anorganischen Fasern und einem Bindemittel beschrieben, das aus einem in situ durch Umsetzen von Schwefel mit Eisenpulver oder einem niederen Eisensulfid gebildeten Eisensulfid bestehen kann. Unter Eisensulfid werden dort nicht nur FeS und Fe2S3 verstanden, sondern auch alle Sulfide nicht-stöchiometrischer Zusammensetzung.
In Abhängigkeit von der Basisformulierung des Reibbelags kann der erfindungsgemäße Zusatz entweder allein oder gemeinsam mit Festschmierstoffen und anderen funktionellen Reibadditiven, auch nach vorhergehender Abmischung mit diesen, eingesetzt werden. Es kommen dabei Kohlenstoffträger wie Graphit und Koks,
Phosphate sowie verschiedene Oxide in Frage. Auch weiche Metalle können gegebenenfalls eingesetzt werden.
Mit Vorteil verwendbare Oxide zur Einstellung des gewünschten Reibwertes sind Oxide des Aluminiums, Chroms, Kupfers, Eisens, Zinks, Antimons, Titans, Molybdäns, Siliziums und Zirkons.
Als Phosphate sind erfindungsgemäß Phosphate, Pyrophosphate oder Polyphosphate des Natriums, Kaliums, Magnesiums, Kalziums, Bors, Aluminiums, Kupfers, Zinks oder Eisens vorgesehen.
Bevorzugte Phosphate sind die unlöslichen bzw. schwer löslichen Phosphate des Magnesiums, Kalziums, Bors, Aluminiums, Kupfers, Eisens und Zinks.
In den folgenden Beispielen wird nicht nur gezeigt, daß dem erfindungsgemäßen Zusatz asbestfreie Bremsbeläge mit sehr guten Gebrauchseigenschaften hergestellt werden können, sondern auch Beläge, die schwermetallhältigen Belägen durchaus ebenbürtig, wenn nicht sogar überlegen sind.
Beispiele:
Die Prüfung der erfindungsgemäßen Additive erfolgt an ganzen Bremsbelägen, um möglichst praxisnahe Verhältnisse zu schaffen.
A. Herstellung der Beläge
Die Rohstoffe werden in einem Lödige-Chargenmischer FM 50 1 7 Minuten lang gemischt. Von dieser Mischung werden der Belaggröße entsprechend ausgewogene Anteile in die Preßform einer Leinweber-Bremsbelag-Laborpresse eingefüllt und dort bei Temperaturen um 1 50°C gepreßt. Die Belagmasse wird dabei auf die vorher in die Form eingelegte eiserne Rückenplatte des Bremsbelags gepreßt und gleichzeitig mit dieser verklebt.
Nach dem Auskühlen der Beläge werden diese mit einer Zylinderkopfschleifmaschine oberlächlich plan geschliffen, um eine volle Auflage auf die Bremsscheibe beim Test zu gewährleisten. Die so verbreiteten Rohbeläge werden in einem Heraeus Umlusttrockenschrank bei Temperaturen bis 240°C ausgehärtet.
B. Prüfung der Reibbeläge
Die Prüfung erfolgt mit einem Reibwertprüfstand RWS 75 der Firma Krauss, wobei der Reibwert und das Verschließverhalten der Beläge und der Bremsscheibe geprüft werden. Durch eine Einlaufphase mit 100 Bremsungen a 5 Sekunden wird ein guter Kontakt zwischen Bremsbelagoberfläche und Bremsscheibe gewährleistet. Die folgenden Tests werden bei den Basistemperaturen 100°C, 200°C, 400°C und 500 °C durchgeführt. Dabei wird durch Aktivierung der Bremse zuerst die Basistemperatur erreicht und dann von dieser ausgehend 5 Sekunden gebremst und solange die Bremsscheibe wieder gekühlt, bis die jeweilige Basistemperatur wieder erreicht ist. Dieser Zyklus wird pro Basistemperatur 200 mal hintereinander durchgeführt. Nach diesen jeweils 200 Bremsungen werden die Bremsbeläge entnommen und sowohl bei den Belägen als auch bei der Scheibe der Gewichtsverlust gemessen. Daraus kann der Verschleiß errechnet werden. Der Anpreßdruck der Bremsbeläge ist 100 N/cm2, die während der Bremsung registrierte Normalkraft ist die Grundlage für die Berechnung des Reibwertes. Die Auswerteeinheit, des Reibprüfstands ist so konzipiert, daß der Reibwert mit Hilfe eines Schreibers aufgezeichnet werden kann. Daraus wird dann auch das Fading, die Reibwertdifferenz zwischen 100 und 500°C sowie die Recovery, die Differenz eines nach Hochtemperaturbelastung bei 100°C gemessenen Reibwertes und dem zuvor bei 100°C gemessenen Wert, bestimmt.
Die Belagverschleißwerte sind der Durchschnitt aus den Werten der beiden in einer Bremse eingesetzten Einzelbeläge.
Beispiel 1
Folgende Rohstoffe werden wie oben beschrieben gemischt, die Mischung verpreßt und die Beläge geschliffen, ausgehärtet sowie getestet.
Kupferwolle 10 Vol-%
Talcum 20
Baryt 13
Polyarylamidfaser 10
Gummimehl 5
Friction dust 10
Phenolharz 25
FeS 3
ZnS 1
Tricalciumphosphat 3
Folgende Resultate wurden erhalten:
Gesamtverschleiß des Belags: 42,1 g
Gesamtverschließ der Scheibe: 4,5 g
Fading {μ 100-400 °C) 0,03
Recovery (μ 100 °C vor-nach)) 0,02
Es zeigt sich, daß die Bremswirkung (charakterisiert durch den Reibwert) vor und nach einer Temperaturbelastung von über 500°C (üblich bei Talfahrten) fast völlig gleich bleibt und die Wirksamkeit der Bremse auch bei so hohen Temperaturen nur minimal abnimmt.
Beispiel 2
In der Mischung von Beispiel 1 werden FeS + ZnS + Tricalciumphosphat durch 4 Vol-
% FeS + 3 Vol-% Sb2S3 ersetzt. Folgende Resultate wurden erhalten:
Gesamtverschleiß des Belages: 35,2 g
Gesamtverschleiß der Scheibe: 7,3 g
Fading (μ 100 - 400°C): 0,02
Recovery (μ 100°C vor-nach): 0,03
Die Ergebnisse sind ähnlich gut wie unter Beispiel 1 beschrieben und unterscheiden sich besonders in den Verschleißeigenschaften deutlich von den nachfolgenden Beispielen 3 und 4.
Beispiel 3 (Vergleich)
Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, anstelle von FeS + ZnS + Tricalciumphosphat werden jedoch 7 Vol-% FeS eingesetzt. Folgende Resultate werden mit dem so hergestellten Reibbelag erhalten:
Gesamtverschleiß des Belags: 50,8 g
Gesamtverschleiß der Scheibe: 5,2 g
Fading: 0,03
Recovery: 0,03
Die hohen Verschleißwerte (besonders der Scheibe) dokumentieren die schlechteren Eigenschaften von FeS allein.
Beispiel 4 (Vergleich)
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, anstelle von FeS werden jedoch 7 Vol-% PbS eingesetzt.
Folgende Resultate werden mit den so hergestellten Reibbelägen erhalten:
Gesamtverschleiß des Belags: 85,9 g
Gesamtverschleiß der Scheibe: 7,6 g
Fading: 0,08
Recovery: 0,09
Hier ist doch ein deutliches Absinken der Bremswirksamkeit zu beobachten. Auch die Verschleißwerte sind deutlich höher als bei Verwendung von FeS.
Beispiele 5 und 6
Folgende Rohstoffe werden wie einleitend beschreiben gemischt, die Mischung verpreßt und die Beläge geschliffen, ausgehärtet sowie getestet.
Beispiel Nr./Gew.-%
Stahlwolle 20 20
Glasfasern 8 8
Messingspäne 15 15
Polarylamidfasem 2 2
Phenolharz 10 10
Baryt 10 10
Friction dust 5 5
Aluminiumoxid 3 3
Graphit 7 7
Koks 9 9
Tricalciumphosphat 2 2
FeS 6 6
Sb2S3 3 /
ZnS / 3
Resultate
Gesamtbelagverschleiß (g) 14,9 22,7
Gesamtscheibenverschleiß (g) 3,7 5,3
Fading ( 100-500 °C) 0,04 0,03
Recovery (μ 100°C vor-nach) 0,02 0,02
Claims
1 . Zusatz zu Reibbelagmischungen für, insbesondere harzgebundene, Reibbeläge, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz aus einer Mischung von Eisen-ll-sulfid mit einem Sulfid des Molybdäns und/oder des Zinks und/oder des Antimons und/oder des Wolframs und/oder des Titans besteht.
2. Zusatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eines oder mehrere der Oxide des Aluminiums, Eisens, Chroms, Kupfers, Zinks, Mangans, Antimons, Titans, Molybdäns, Siliciums oder Zirkons vorgesehen sind.
3. Zusatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Graphit und/oder Koks vorgesehen sind.
4. Zusatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Phosphat, Pyrophosphat oder Polyphosphat des Natriums, Kaliums, Magnesiums, Kalziums, Bors, Aluminiums, Kupfers, Zinks oder Eisens vorgesehen ist.
5. Reibbeläge, insbesondere harzgebundene Reibbeläge, die einen Zusatz nach Anspruch 1 sowie gegebenenfalls Zusätze nach einem der Ansprüche 2 bis 4 enthalten.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT56794A AT400718B (de) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Zusatz für, insbesondere harzgebundene, reibbelagmischungen und reibbeläge |
| ATA567/94 | 1994-03-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1995025231A1 true WO1995025231A1 (de) | 1995-09-21 |
Family
ID=3494035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/AT1995/000046 WO1995025231A1 (de) | 1994-03-17 | 1995-03-13 | Zusatz zu reibbelagmischungen und damit hergestellte reibbeläge |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT400718B (de) |
| WO (1) | WO1995025231A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0768149A2 (de) * | 1995-10-16 | 1997-04-16 | Chemetall Ges.m.b.H. | Verwendung von Zwei- und/oder von Dreimetallsulfiden |
| GB2358031A (en) * | 1999-12-18 | 2001-07-11 | Portasilo Ltd | Combined housing and mast structure |
| WO2005057042A2 (de) * | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Reibmaterial |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0050377A1 (de) * | 1980-10-16 | 1982-04-28 | Rütgerswerke Aktiengesellschaft | Asbestfreies Reibmaterial |
| JPS61204690A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-10 | セイコーエプソン株式会社 | スキヤン回路 |
| DE3637022A1 (de) * | 1985-11-05 | 1987-05-07 | Akebono Brake Ind | Asbestfreies reibematerial |
| DE4018671A1 (de) * | 1989-06-12 | 1990-12-13 | Toyota Motor Co Ltd | Pressharz-kupplungsbelag |
| JPH0693110A (ja) * | 1991-10-23 | 1994-04-05 | Nisshinbo Ind Inc | 非石綿系摩擦材 |
| JPH06129455A (ja) * | 1992-01-21 | 1994-05-10 | Nisshinbo Ind Inc | 非石綿系摩擦材 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1156058A (en) * | 1964-11-30 | 1969-06-25 | Ferodo Ltd | Friction Materials. |
-
1994
- 1994-03-17 AT AT56794A patent/AT400718B/de not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-03-13 WO PCT/AT1995/000046 patent/WO1995025231A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0050377A1 (de) * | 1980-10-16 | 1982-04-28 | Rütgerswerke Aktiengesellschaft | Asbestfreies Reibmaterial |
| JPS61204690A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-10 | セイコーエプソン株式会社 | スキヤン回路 |
| DE3637022A1 (de) * | 1985-11-05 | 1987-05-07 | Akebono Brake Ind | Asbestfreies reibematerial |
| DE4018671A1 (de) * | 1989-06-12 | 1990-12-13 | Toyota Motor Co Ltd | Pressharz-kupplungsbelag |
| JPH0693110A (ja) * | 1991-10-23 | 1994-04-05 | Nisshinbo Ind Inc | 非石綿系摩擦材 |
| JPH06129455A (ja) * | 1992-01-21 | 1994-05-10 | Nisshinbo Ind Inc | 非石綿系摩擦材 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 86-281221 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 18, no. 361 (C - 1222) 7 July 1994 (1994-07-07) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 18, no. 432 (M - 1654) 11 August 1994 (1994-08-11) * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0768149A2 (de) * | 1995-10-16 | 1997-04-16 | Chemetall Ges.m.b.H. | Verwendung von Zwei- und/oder von Dreimetallsulfiden |
| AT402907B (de) * | 1995-10-16 | 1997-09-25 | Chemetall Gmbh | Zwei- und dreimetallsulfide als aktive füllstoffe für schleifkörper, sowie zwei- und/oder dreimetallsulfide enthaltende schleifkörper |
| EP0768149A3 (de) * | 1995-10-16 | 1998-01-14 | Chemetall Ges.m.b.H. | Verwendung von Zwei- und/oder von Dreimetallsulfiden |
| GB2358031A (en) * | 1999-12-18 | 2001-07-11 | Portasilo Ltd | Combined housing and mast structure |
| WO2005057042A2 (de) * | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Reibmaterial |
| WO2005057042A3 (de) * | 2003-12-12 | 2005-09-15 | Luk Lamellen & Kupplungsbau | Reibmaterial |
| KR101135807B1 (ko) | 2003-12-12 | 2012-04-16 | 루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우베타일리궁스 카게 | 마찰재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT400718B (de) | 1996-03-25 |
| ATA56794A (de) | 1995-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0497751B1 (de) | Harzgebundene Reibbelagmischung mit einem Festschmierstoffzusatz | |
| DE102007061459B4 (de) | Asbestfreies Reibungsmaterial | |
| EP0050377B1 (de) | Asbestfreies Reibmaterial | |
| DE3220894C2 (de) | Organisches Reibungsmaterial | |
| DE60207915T2 (de) | Asbestfreies Reibungsmaterial | |
| AT399162B (de) | Festschmierstoffzusatz für harzgebundene reibbelagmischungen | |
| EP0000841B1 (de) | Verbesserungen an Reibungsmaterial | |
| DE2922251A1 (de) | Reibungsmaterial auf organischer basis | |
| DE3038129C2 (de) | Asbestfreies Reibmaterial | |
| DE2911583A1 (de) | Bremsblockmaterial | |
| DE102017130491A1 (de) | Hybrid-Reibbelagmaterial sowie daraus hergestellte Bremsbeläge und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE60214933T2 (de) | Asbestfreies Reibungsmaterial | |
| US4217255A (en) | Composition railroad friction material with synthetic fiber content | |
| AT400718B (de) | Zusatz für, insbesondere harzgebundene, reibbelagmischungen und reibbeläge | |
| AT517893A1 (de) | Tribologisches Material | |
| DE69208212T2 (de) | Bremsen | |
| DE69004620T2 (de) | Alkaliphosphate als Korrosionsschutzmittel für Reibbeläge oder als feste Schmiermittel dafür. | |
| DE102004054990A1 (de) | Reibmaterial | |
| EP0328514B1 (de) | Schmiermittel | |
| DE1605852A1 (de) | Reibungselemente | |
| EP0540826B1 (de) | Asbestfreies Reibmaterial für Eisenbahn-Bremsbeläge | |
| DE3928703C2 (de) | Asbestfreies Reibmaterial | |
| DE69210815T2 (de) | Bremsklotz | |
| DE1400410B2 (de) | Reibpaarung für Bremsen und Kupplungen | |
| DE69108207T2 (de) | Asbestfreies Reibungsmaterial. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE |
|
| DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |