DE3637997C2 - Asbestfreies Reibmaterial, enthaltend Korkpulver und Aramidfaserbrei - Google Patents
Asbestfreies Reibmaterial, enthaltend Korkpulver und AramidfaserbreiInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein asbestfreies Reibmate
rial, welches mit Hilfe eines Trockenverfahrens verarbei
tet werden kann, insbesondere ein asbestfreies Reibmate
rial auf der Grundlage von Aramidfasern bzw. Aramdifaser
brei und anorganischen Fasern, welches mit Hilfe eines
Trockenverfahrens zu Reibbelägen verarbeitet werden kann.
Bei der Herstellung von asbesthaltigen Reibmaterialien für
Bremsbeläge oder Kupplungsbeläge unter Anwendung eines
Formverfahrens wird die vorbereitete Mischung zunächst
mit einer Vorpresse vorgeformt und dann mit einer Heiß
presse verformt. Dieses Verfahren unter Anwendung eines
Vorpreßvorgangs kann sowohl als Trockenverfahren als auch
als Naßverfahren durchgeführt werden, da Asbest keine
Rückfedereigenschaften besitzt.
In jüngster Zeit haben sich die Anforderungen an den Ein
satz von Asbest verschärft, so daß es nicht mehr möglich
ist, Asbest zu Reibmaterialien zu verarbeiten. Daher ist
es erforderlich, als Ersatzmaterial für den Asbest der
Reibmaterialien Fasern zu verwenden, die eine hohe Hitze
beständigkeit aufweisen und eine gute Verstärkungswirkung
entfalten.
Als Ersatz für Asbest sind Glasfasern, Aramidfasern, Mine
ralfasern, Naturfasern etc. untersucht worden, wobei Reib
materialien auf der Grundlage dieser Fasern beispielswei
se in den US-Patentschriften 3 967 037, 4 373 038 und
4 465 796 beschrieben werden. Die oben erwähnten Fasern
können jedoch wegen ihres starken Rückfederungsverhaltens
nicht mit Hilfe eines Trockenverfahrens vorverformt wer
den. Daher ist es bislang nicht möglich, einen solchen
Vorverformungsvorgang anzuwenden, so daß ausschließlich
auf das Naßverarbeitungsverfahren zurückgegriffen wird, welches die
Verarbeitung der Fasern aufgrund der Haftungswirkung der Lösung er
möglicht.
Wenngleich das Naßverfahren den Vorteil besitzt, das Rückfederver
halten der Fasern zu überwinden, ist die Anwendung eines solchen Verfah
rens unerwünscht, da sich durch die Anwendung eines Lösungsmittels
und die Notwendigkeit der Durchführung eines Trocknungsverfahrens er
höhte Kosten ergeben und Gesundheitsrisiken durch die Anwendung des
Lösungsmittels auftreten können.
Die JP-A-57-85 876 beschreibt ein asbestfreies Reibmaterial, umfas
send synthetische Fasern, beispielsweise aromatische Polyamidfasern,
anorganische Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Steinwolle, Rei
bungsmodifiziermittel und ein Bindemittelharz.
Die JP-A-56-147 879 beschreibt ein asbestfreies Reibmaterial, um
fassend aromatische Polyamidfasern, ein wärmehärtbares Harz und mit
einer Kautschukzusammensetzung beschichtetes Korkpulver.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein asbestfreies Reib
material anzugeben, welches mit Hilfe eines Trockenverfahrens verarbei
tet werden kann.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale
des Reibmaterials gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen
besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstan
des.
Es hat sich gezeigt, daß es durch Zugabe von 1 bis 6 Vol.-% Korkpul
ver als Verarbeitungshilfe zu einer Masse auf der Grundlage von 10 bis 40
Vol.-% anorganischen Fasern, deren Rückfederverhalten der Asbest-Er
satzfasern das höchste ist, 1 bis 10 Vol.-% Aramidfasern bzw. Aramidfa
serbrei (Handelsbezeichnung: Kevlar pulp®) und Bindemittelharzen und
Reibungsmodifizierungsmitteln, möglich ist, dieses asbestfreie Reibmate
rial mit Hilfe eines Trockenverfahrens vorzuverformen.
Es wird angenommen, daß die Wirkung des erfindungsgemäß als Ver
arbeitungshilfsmittel eingesetzten Korkpulvers darauf beruht, daß die ur
sprünglich in dem Korkpulver vorhandenen 6% Feuchtigkeit unter der
Einwirkung des hohen Drucks bei dem Vorpreßvorgang den erforderlichen
Feuchtigkeitsgrad an die umgebenden Pulver und Fasern abgegeben wer
den,
so daß diese unter der Druckeinwirkung verdichtet werden
und damit vorgeformt werden können.
Als anorganische Fasern verwendet man vorzugsweise solche
mit einem Durchmesser von 6 bis 13 µm und einer Länge von
weniger als 10 mm. Wenn die Faserlänge mehr als 10 mm be
trägt, ergeben sich zum Zeitpunkt des Vermischens der Be
standteile Schwierigkeiten bei der Dispersion dieser Fa
sern, so daß sich unstabile physikalische Bedingungen ein
stellen. Weiterhin sind Fasern mit einem geringen Durch
messer bevorzugt, weil sie bei ihrer Handhabung geringere
Hautreizungen hervorrufen, wobei dann, wenn der Durchmes
ser zu gering ist, die Fasern zum Zeitpunkt der Verarbei
tung zum Brechen neigen. Daher erstreckt sich der Durch
messer über einen Bereich von 6 bis 13 µm.
Die Menge der in das erfindungsgemäße Reibmaterial einge
arbeiteten anorganischen Fasern hängt von der angestreb
ten Festigkeit ab, und sollte möglichst hoch sein. Wenn
jedoch die Menge der anorganischen Fasern 40 Vol.-% über
steigt, wird der Vorverformungsvorgang erschwert. Daher
ist es erforderlich, die anorganischen Fasern in einer
Menge von 10 bis 40 Vol.-% und noch bevorzugter in einer
Menge von 10 bis 30 Vol.-% einzusetzen.
Das erfindungsgemäße Reibmaterial kann mit Hilfe eines
Trockenverformungsverfahrens zu einem Reibkörper verarbei
tet werden. Hierzu werden die Bestandteile der Masse be
wegt und gemischt, dann mit Hilfe eines Trockenverfahrens
vorgepreßt, heiß verformt, wärmebehandelt und dann po
liert.
Ein Kupplungsbelag auf der Grundlage des erfindungsgemä
ßen Reibmaterials besitzt gleiche oder bessere Reibei
genschaften und Festigkeiten im Vergleich zu halbgeform
ten Reibmaterialien, die mit Hilfe des folgenden Verfah
rens hergestellt werden, und besitzt den weiteren Vor
teil, daß er kostengünstig hergestellt werden kann:
Bei den folgenden Beispielen werden Glasfasern und Stein
wolle, die ein großes Rückfederverhalten zeigen, als an
organische Fasern eingesetzt.
Aus den obigen Formulierungen A, B und C bildet man Kupp
lungsbeläge mit Hilfe des Trockenformverfahrens unter
Anwendung einer üblichen Methode, worauf die Reibeigen
schaften (Abnützung) und der Berstfestigkeit untersucht
werden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle II angegeben.
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß die erfindungs
gemäßen Reibmaterialien gleiche oder bessere Eigenschaf
ten im Hinblick auf das Reibverhalten und die Berstfestig
keit aufweisen als die mit Hilfe des Halbverformungsver
fahrens hergestellten Produkte. Weiterhin lassen sie sich
kostengünstiger herstellen.
Claims (3)
1. Asbestfreies Reibmaterial, welches mit Hilfe eines Trockenverfah
rens verarbeitet werden kann, gekennzeichnet durch eine Masse aus 1
bis 10 Vol.-% Aramidfaserbrei, 10 bis 40 Vol.-% anorganischen Fasern, 1
bis 6 Vol.-% Korkpulver als Verarbeitungshilfsmittel und Bindemittelharz
und Reibungsmodifizierungsmitteln als Rest.
2. Reibmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
anorganischen Fasern einen Durchmesser von 6 bis 13 µm und eine Länge
von weniger als 10 mm aufweisen.
3. Reibmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als
anorganische Fasern Glasfasern und/oder Steinwolle enthält.
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