DE1062005B

DE1062005B - Reibbelag

Info

Publication number: DE1062005B
Application number: DE1957P0018435
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Konrad Buetow
Original assignee: Pag Presswerk AG
Current assignee: Pag Presswerk AG
Priority date: 1957-04-29
Filing date: 1957-04-29
Publication date: 1959-07-23
Also published as: FR1195058A

Description

Reibbelag Die Erfindung betrifft einen Reibbelag, beispielsweise für Bremsen oder Kupplungen. Üblicherweise werden Reibbeläge, wie z. B. Bremsbeläge und Kupplungsscheiben, in der Weise hergestellt, daß eine Masse aus anorganischen Stoffen, die als Füllstoff und Reibungsträger dienen, und aus organischen Bindemitteln unter Druck und Hitze zu mechanisch festen Körpern verpreßt wird. Als Bindemittel werden beispielsweise natürlicher oder synthetischer Kautschuk oder Harze, z. B. Phenolharze, Kresolharze, Cumaronharze oder Kolophonium, verwendet.- Als Füllstoff und Reibungsträger verwendete Stoffe sind beispielsweise Asbest, Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd (Tonerde), Kieselsäure (Quarz), Calciumcarbonat (Kreide), Thomasmehl oder Talkum, weiterhin aber auch Metalle, wie z. B. Messingpulver, Messingwolle, Eisenpulver oder Stahlwolle. Die Art des verwendeten Bindemittels sowie die Art und Menge der verwendeten Füllstoffe richtet sich in bekannter Weise nach dem Verwendungszweck des Reibbelages, beispielsweise nach dem gewünschten Reibungskoeffizienten und nach der Temperatur, der der Reibbelag im Betrieb durch Erwärmung ausgesetzt wird.
Es ist nun bekannt, daß Reibbeläge, welche rostbildende, metallische Bestandteile, wie z. B. Eisenpulver oder Stahlwolle, enthalten, sehr leicht anrosten und daß sich auch auf dem metallischen Gegenmaterial für den Reibbelag, z. B. der Bremstrommel, sehr schnell Rost bilden kann. Die Rostbildung wird noch begünstigt, wenn das Reibbelagmaterial alkalisch reagierende Stoffe enthält, wie beispielsweise Magnesiumoxyd und Calciumoxyd. Diese Rostbildung sowohl an den metallischen Bestandteilen des Reibbelags als auch an dem metallischen Gegenmaterial ist mit erheblichen Nachteilen verbunden. Durch das Anrosten sowie durch schmirgelndes Rostpulver können Riefen im Reibbelag und im Gegenmaterial hervorgerufen und die Lebensdauer sowohl des Reibbelags als auch des Gegenmaterials beeinträchtigt werden. Beispielsweise ist es eine bei Bremsen von Kraftfahrzeugen bekannte Erscheinung, daß bei feuchter Witterung eingedrungene Feuchtigkeit oder kondensierte Feuchtigkeit schnell zu einem Anrosten des Bremsbelags und der Bremstrommel führen kann. Schon nach einer kurzen Zeit, während der die Bremse nicht betätigt worden ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug eine Nacht über stillgestanden hat, kann die Rostbildung bei einem plötzlichen Gebrauch der Bremse zum Blockieren führen, wodurch sehr leicht Unfälle verursacht werden.
Man hat bereits versucht, die Rostbildung durch Zugabe von Mennige oder Bleicyanamid zur Reibbelagmasse zu unterbinden, hat aber damit keinen nennenswerten Erfolg erzielen können. Das Anrosten sowohl der metallischen Bestandteile im Reibbelag als auch das Anrosten des Gegenmaterials für den Reibbelag und die hierdurch verursachten Mängel werden bei dem Reibbelag nach der Erfindung dadurch vermieden, daß der Belag Phosphorsäure oder wasserlösliche, Phosphorsäure enthaltende Verbindungen organischer oder anorganischer Art enthält. Derartige organische Phosphorsäureverbindungen sind beispielsweise Ester der Phosphorsäure, z. B. Butylphosphorsäure, und derartige anorganische Phosphorsäureverbindungen sind beispielsweise Salze der Phosphorsäure, z. B. Ammoniumphosphat. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch den Zusatz von Phosphorsäure oder wasserlöslichen Phosphorsäureverbindungen ein Anrosten nicht nur der metallischen Bestandteile im Reibbelag, sondern auch des metallischen Gegenmaterials für den Reibbelag vermieden wird. Es hat sich weiterhin überraschenderweise gezeigt, daß zur Erzielung dieser Wirkung schon ganz geringe Zusätze von weniger als 1 Gewichtsprozent der Reibbelagmasse, beispielsweise 0,2 Gewichtsprozent Phosphorpentoxyd, genügen. Da der Reibwert eines Reibbelages bekanntlich von der Art und Menge der verwendeten Füllstoffe abhängt, wird die Menge an Phosphorsäure oder phosphorsäurehaltigen Verbindungen, welche zugesetzt werden kann, nach oben durch die Höhe des Reibwertes, den der Belag haben soll, begrenzt. Auch würde sich bei zu hohen Zusätzen der Reibbelag zu leicht durch einwirkende Feuchtigkeit auflösen. Auch aus preislichen Gründen wird man nach Möglichkeit große Zusätze vermeiden. Als obere Grenze wird daher ein Zusatz von etwa 20 Gewichtsprozent in Frage kommen. Es können also somit Mengen von etwa 0,05 bis 20 Gewichtsprozent an Phosphorsäure oder phosphorsäurehaltigen Verbindungen zugesetzt werden. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt der Zusatz in einer Menge von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent der Reibbelagmasse. Die Herstellung des Reibbelags nach der Erfindung erfolgt vorteilhafterweise derart, daß die Phosphorsäure oder Phosphorsäure enthaltende Verbindung in fester oder flüssiger Form in die aus den bekannten Stoffen zusammengesetzte Belagmasse eingeknetet oder eingemischt wird, welche sodann in üblicher Weise unter Druck und Hitze zum Reibbelag verpreßt wird.
Als Beispiel für einen Reibbelag nach der Erfindung wird nachstehend die Zusammensetzung eines Bremsbelages für Personenkraftwagen angegeben: 40 Gewichtsprozent Asbest, 25 Gewichtsprozent Stahlwolle, 10 Gewichtsprozent synthetischer Kautschuk, 0.5 Gewichtsprozent Tetramethylthiuramdisulfid als Vulkanisiermittel, 10 Gewichtsprozent Kresolharz, 8 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd, 6 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd, 0,5 Gewichtsprozent sek. Ammoniumphosphat.
Die Einwirkung phosphorsäurehaltiger Lösungen ein- und zweibasischer Metallphosphate auf Eisen ist an sich bekannt. Unter Wasserstoffentwicklung entstehen praktisch unlösliche Schutzschichten dreibasischer Phosphate, die einen guten Haftgrund für Anstriche und, beispielsweise mit Öl imprägniert, auch einen Rostschutz bilden. Hierauf beruhen die unter den Bezeichnungen Phosphatierung, Parkerisieren, Coslettisieren, Atramentieren, Bondern usw. bekannten Verfahren, bei denen durch Eintauchen von Eisen in Phosphatlösung eine Eisenphosphatschicht auf der Oberfläche des Eisens als Rostschutz gebildet wird. Obwohl diese Verfahren seit langem bekannt sind, ist bisher nicht erkannt worden, daß allein durch die Zugabe von Phosphorsäure oder wasserlöslichen, phosphorsäurehaltigen Verbindungen zur Reibbelagmasse das Anrosten der Reibbeläge und des Gegenmaterials für die Reibbelege vermieden werden kann.
Es ist auch bereits bekannt, beispielsweise Stahlwolle oder Stahlspäne durch Bondern usw. nach den vorstehend genannten Verfahren mit einer künstlichen Oxydschicht (Metallphosphat) auf der Oberfläche zu versehen und dieses Stahlmaterial sodann in bekannter Weise als Füllstoff für Brems- und Kupplungsbeläge zu verwenden. Diese Maßnahme beruhte auf der Beobachtung, daß Stahlmaterial enthaltende Bremsbeläge eine verhältnismäßig große Abnutzung aufweisen, wenn der Schmierfilm durch langes Bremsen aufgebraucht bzw. verdrängt wurde, und daß der Verschleiß geringer war, wenn die zur Herstellung des Bremsbelags verwendeten Stahlspäne mit einer starken Säure, insbsondere mit Phosphorsäure, angeätzt worden waren. Die geringere Abnutzung wird damit erklärt, daß sich zwischen den einzelnen Phosphatkristallen in der Oberfläche der Stahlspäne immer noch Schmiermittel befindet und daß die Kristalle infolge ihrer großen Härte und Festigkeit, auch bei hoher Erwärmung, weniger stark abgenutzt werden. Ein Anrosten der Reibbeläge soll durch dieses Verfahren nicht vermieden werden und kann durch dieses Verfahren auch nicht vermieden werden, da schon durch den geringsten Verschleiß der Reibbeläge die Oxydschicht entfernt wird und das Metall dem Angriff der Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Erst recht kann durch dieses Verfahren nicht ein Anrosten des Gegenmaterials für den Reibbelag vermieden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Reibbelag, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag Phosphorsäure oder wasserlösliche, Phosphorsäure enthaltende Verbindungen organischer oder anorganischer Art enthält.
2. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag 0,05 bis 20, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gewichtsprozent an Phosphorsäure oder einer wasserlöslichen, Phosphorsäure enthaltenden Verbindung enthält.
3. Verfahren zur Herstellung von Reibbelägen nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorsäure oder Phosphorsäure enthaltende Verbindung in fester oder flüssiger Form in die Belagmasse eingeknetet oder eingemischt und diese sodann unter Druck und Hitze zum Reibbelag verpreßt wird.