DE60207915T2

DE60207915T2 - Asbestfreies Reibungsmaterial

Info

Publication number: DE60207915T2
Application number: DE60207915T
Authority: DE
Inventors: Masanori Oura-gun Chiba
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: EP1233203B1; US20020157321A1; KR100858482B1; EP1233203A1; KR20020068290A; US6656240B2; JP2002241737A; DE60207915D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein asbestfreies Reibungsmaterial und eine Zusammensetzung zur Herstellung eines solchen Materials. Eine bevorzugte Ausführungsform erzeugt geringe Quietsch- sowie geringe andere unerwünschte Geräusche und weist eine gute Verschleißbeständigkeit auf.
Stand der Technik
Herkömmliche Reibungsmaterialien enthalten große Mengen an organischen Füllstoffen, wie z.B. Cashew-Staub und Kautschukstaub, um den Leistungserfordernisse bezüglich Lärm und Verschleiß zu genügen. Schleifmittel sind ebenfalls zur Verbesserung der Bremswirksamkeit enthalten, wobei diese im Allgemeinen auf einem absoluten Minimum gehalten werden, um die Geräuschleistung nicht negativ zu beeinflussen.
Diese allgemeine Regel kann jedoch auf bestimmte Reibungsmaterialien, die zusammen mit aus Aluminiumlegierung hergestellten Bremsscheiben, -trommeln und dergleichen, welche mit einem geeigneten Hartmaterial verstärkt sind, nicht angewandt werden. Dies trifft auf ein asbestfreies Reibungsmaterial für eine solche Verwendung zu, zu welchem 0,1 bis 30 Vol.-% einer harten anorganischen Substanz mit einer Mohs-Härte von zumindest 6 zugesetzt ist, das in JP-A 6-228539 offenbart ist.
Im Falle von gegenwärtig hauptsächlich verwendeten Bremsscheiben und -trommeln auf Eisenbasis führt die Aufnahme harter anorganischer Substanzen in Reibungsmaterialien jedoch zu verschlechterten Bremsgeräuscheigenschaften und stellt folglich ein Problem in der Praxis dar.
Zudem sollte das Reibungsmaterial in Fällen, bei denen eine leichte Rostentfernung von großer Wichtigkeit ist, eine große Menge Schleifmittel enthalten, was die Bremsgeräuscheigenschaften und Angriffe auf die Berührungsflächen bei Reibung ungewünscht verstärkt und zu Bremsquietschen sowie Bremsvibrationen führt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein asbestfreies Reibungsmaterial bereitstellen, das geringe Quietsch- sowie andere ungewünschte Bremsgeräusche erzeugt, eine gute Verschleißbeständigkeit aufweist und sich besonders zur Verwendung zusammen mit einer Bremsscheibe oder -trommel eignet, die eine Berührungsfläche aufweisen, welche mit dem Reibungsmaterial in Kontakt kommt und aus einem aus Gusseisen, Gussstahl und Edelstahl ausgewählten Material besteht.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat herausgefunden, dass eine Einstellung des Verhältnisses zwischen der Gesamtmenge der organischen Substanzen und der Gesamtmenge des Schleifmittels im Reibungsmaterial zur Verringerung von Angriffen auf die Berührungsflächen und zur Unterdrückung der Erzeugung von Quietsch- und anderen ungewünschten Geräuschen wirksam ist. Die Verwendung einer Kombination von zwei oder mehr Schleifmitteln mit verschiedenen Mohs-Härten ist insbesondere effektiv.
Ein asbestfreies Reibungsmaterial wird im Allgemeinen durch Formen und Härten einer Zusammensetzung erhalten, die eine andere Faserbasis als Asbest, ein Bindemittel, einen organischen Füllstoff und einen anorganischen Füllstoff umfasst. Ein asbestfreies Hochleistungsreibungsmaterial wird erhalten, indem in die Zusammensetzung zusätzlich ein Schleifmittel aufgenommen wird, das aus einer oder mehreren aus anorganischen Substanzen mit einer Mohs-Härte von zumindest 4,5 und anorganischen Substanzen mit einer Mohs-Härte von weniger als 4,5, die zumindest 50 Gew.-% einer Komponente mit einer Mohs-Härte von zumindest 4,5 enthält, ausgewählten Substanz besteht, indem das Volumsverhältnis zwischen der Gesamtmenge an organischen Substanzen (die kombinierte Menge von organischen Fasern in der Faserbasis, Bindemittel und organischem Füllstoff) und der Gesamtmenge des Schleifmittels (nämlich das Verhältnis zwischen der Gesamtmenge der organischen Verbindungen und dem Gesamtschleifmittel) in einem Bereich von 1,5:1 bis 3,5:1 liegt, und vorzugsweise, indem ein Gemisch aus zwei oder mehreren Schleifmittelsubstanzen mit anderen Mohs-Härten als das Schleifmittel verwendet wird. Das asbestfreie Reibungsmaterial weist ein hohes Leistungsvermögen auf, da die jeweiligen Komponenten effektiv wirken. Bei einer Verwendung zusammen mit einer Bremsscheibe oder einer -trommel, die eine Berührungsfläche aufweisen, die mit dem Reibungsmaterial in Kontakt kommt und aus einem aus Gusseisen, Gussstahl und Edelstahl ausgewählten Material besteht, verringert dieses asbestfreie Reibungsmaterial die Erzeugung von Niederfrequenzgeräuschen während des Bremsens sowie die Erzeugung von Bremsquietschen. Das asbestfreie Reibungsmaterial ist auch durch geringen Angriff auf die Berührungsfläche und ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit gekennzeichnet. Die vorliegende Erfindung basiert auf der obigen Erkenntnis.
Demzufolge stellt die Erfindung ein asbestfreies Reibungsmaterial bereit, das durch Formen und Härten einer Zusammensetzung hergestellt wird, die eine andere Faserbasis als Asbest, ein Bindemittel, einen organischen Füllstoff und einen anorganischen Füllstoff umfasst. Die Zusammensetzung umfasst außerdem ein Schleifmittel, bestehend aus (i) einem ersten Schleifmittel, das eine oder mehrere anorganische Substanzen umfasst, die jeweils eine Mohs-Härte von weniger als 4,5 aufweisen und zumindest 50 Gew.-% einer Komponente mit einer Mohs-Härte von zumindest 4,5 enthalten; und (ii) einem zweiten Schleifmittel, das eine oder mehrere organische Substanzen umfasst, die eine Mohs-Härte von zumindest 6,5 aufweisen. Die Gesamtmenge an organischen Substanzen und die Gesamtmenge an Schleifmitteln weisen ein Volumsverhältnis (Summe organische Stoffe/Summe Schleifmittel) von 1,5:1 bis 3,5:1 auf. In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine wie oben definierte Zusammensetzung bereit.
Vorzugsweise ist das erste Schleifmittel Vermiculit und/oder Glimmer. Vorzugsweise ist das zweite Schleifmittel aus Siliciumdioxid (Silica), Aluminiumoxid, Keramikfasern (z.B. Aluminiumoxidkeramikfasern, Aluminiumoxid/Siliciumdioxid-Keramikfasern und Aluminiumoxid/Siliciumdioxid/Zirconiumdioxid-Keramikfasern) und Zirconiumoxid ausgewählt. Es ist von Vorteil, dass das zweite Schleifmittel mit einer Mohs-Härte von zumindest 6,5 bis zu 50 Gew.-% des gesamten Schleifmittels ausmacht. Das asbestfreie Reibungsmaterial wird üblicherweise zusammen mit einer Bremsscheibe oder einer -trommel mit einer Berührungsfläche verwendet, die in Kontakt mit dem Reibungsmaterial kommt und aus einem Material besteht, das aus Gusseisen, Gussstahl und Edelstahl ausgewählt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die zur Bildung des erfindungsgemäßen asbestfreien Reibungsmaterials verwendete Reibungsmaterialzusammensetzung umfasst eine andere Faserbasis als Asbest, ein Bindemittel, einen organischen Füllstoff und einen anorganischen Füllstoff.
Beispiele für Faserbasen umfassen andere anorganische Fasern als Asbest, organische Fasern und Metallfasern, die herkömmlich in Reibungsmaterialien eingesetzt werden. Geeignete organische Fasern umfassen Nylon, Polyester, Kunstseide, Phenolfasern und Aramidfasern. Geeignete anorganische Fasern umfassen Kaliumtitanatwhisker, Steinwolle, Wollastonit, Sepiolit, Attapulgit und Glasfasern. Geeignete Metallfasern umfassen Eisen-, Kupfer-, Messing-, Bronze- und Aluminiumfasern. Diese Faserbasen können einzeln oder in Kombinationen aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Die Faserbasis wird in Form von Kurzfasern oder einem Pulver verwendet und, bezogen auf die Gesamtreibungsmaterialzusammensetzung, in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 50 Vol.-%, insbesondere 3 bis 30 Vol.-%, enthalten.
Das Bindemittel kann jedes beliebige herkömmlich in Reibungsmaterialien verwendete Bindemittel sein. Veranschaulichende Beispiele umfassen Phenolharze, Melaminharze, Epoxyharze, verschiedene Typen von modifizierten Phenolharzen (z.B. Silicon-modifizierte Phenolharze, Acryl-modifizierte Phenolharze, Epoxy-modifizierte Phenolharze, Öl-modifizierte Phenolharze, Alkylbenzol-modifizierte Phenolharze, Cashew-modifizierte Phenolharze) und Acrylonitrilbutadienkautschuk. Es kann jedes beliebige oder Kombinationen aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Das Bindemittel liegt, bezogen auf die Gesamtreibungsmaterialzusammensetzung, in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 30 Vol.-%, insbesondere 10 bis 25 Vol.-%, vor.
Veranschaulichende Beispiele für organische Füllstoffe umfassen Cashew-Staub, Kautschukpulver verschiedener Typen (z.B. Kautschukstaub, Melaminstaub) und Reifenstaub. Dabei kann jeder beliebige oder Kombinationen aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Der organische Füllstoff liegt, bezogen auf die Gesamtreibungsmaterialzusammensetzung, in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 25 Vol.-%, insbesondere 10 bis 20 Vol.-%, vor.
Der anorganische Füllstoff ist üblicherweise eine Substanz, die eine Mohs-Härte von weniger als 4,5 aufweist und unter den später beschriebenen Schleifmitteln nicht vorkommt. Veranschaulichende Beispiele umfassen Molybdändisulfid, Antimontrisulfid, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Magnesiumsulfat, Graphit, Calciumhydroxid, Löschkalk, Calciumfluorid, Talk, Eisensulfid, Zinksulfid und Metallpulver. Dabei kann jeder beliebige oder Kombinationen aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Der anorganische Füllstoff liegt, bezogen auf die Gesamtreibungsmaterialzusammensetzung, in einer Menge von vorzugsweise 10 bis 60 Vol.-%, insbesondere 20 bis 40 Vol.-%, vor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Reibungsmaterialzusammensetzung außerdem Schleifmittel auf. Das erste Schleifmittel weist eine Mohs-Härte von weniger als 4,5 auf und enthält jedoch zumindest 50 Gew.-%, insbesondere 70 Gew.-%, an Komponenten, wie z.B. Oxiden, die eine Mohs-Härte von zumindest 4,5, insbesondere zumindest 5, aufweisen und härter als die Berührungsfläche sind. Beispielsweise Vermiculit (SiO₂, 40 Gew.-%; Al₂O₃, 10 Gew.-%; Fe₂O₃, 5 Gew.-%; MgO, 25 Gew.-%; etc.), harter Glimmer (SiO₂, 45 Gew.-%; Al₂O₃, 34 Gew.-%; etc.) und weicher Glimmer (SiO₂, 40 Gew.-%; Al₂O₃, 23 Gew.-%; MgO, 21 Gew.-%; etc.), die jeweils eine Mohs-Härte von weniger als 4,5 aufweisen, jedoch als erstes Schleifmittel in der Erfindung dienen, da diese zumindest 50 Gew.-% Oxide mit einer Mohs- Härte von zumindest 4,5, insbesondere zumindest 5, umfassen und eine höhere Mohs-Härte als die Berührungsfläche aufweisen. Dies bedeutet, dass herausgefunden wurde, dass, wenn diese Substanzen als Schleifmittel verwendet werden, Verhalten wie z.B. verbesserte Wirkung und erhöhtes Quietschen, das den Oxiden und anderen harten Komponenten im Schleifmittel zuzuschreiben sind, dem Schleifmittel ein Verhalten verleihen, dass jenem von Schleifmitteln ähnelt, die eine Mohs-Härte von zumindest 4,5, insbesondere 5, aufweisen. Demzufolge dient die Härte dieser Komponenten eigentlich als Härte der Schleifmittelkomponente, wenn der Gehalt solcher Oxide und anderer harter Bestandteile im Schleifmittel zumindest 50 Gew.-% ausmacht.
Das hierin verwendete Schleifmittel kann faserig oder granulär sein, solange es eine anorganische Substanz (einschließlich Metallen) ist, die der zuvorigen Definition entspricht und eine Schleifmittelwirkung aufweist. Die Größe der Teilchen oder Fasern des Schleifmittels beträgt üblicherweise 0,5 bis 5.000 μm, insbesondere 1 bis 3.000 μm. Im Speziellen weist das Faserschleifmittel eine Länge von vorzugsweise 5 bis 3.000 μm, das granuläre Schleifmittel eine Teilchengröße von vorzugsweise 0,5 bis 500 μm und das flockige Schleifmittel eine Länge von vorzugsweise 1 bis 1.000 μm auf.
In der praktischen Umsetzung der Erfindung unterscheidet sich das eben beschriebene Schleifmittel vom davor beschriebenen anorganischen Füllstoff, wobei dieses anorganische Substanzen umfassen kann, die als Faserbasis dienen und der obigen Definition des Schleifmittels entsprechen. Beispielsweise können Keramikfasern (z.B. Al₂O₃, Al₂O₃·SiO₂, Al₂O₃·SiO₂·MgO, Al₂O₃·SiO₂·ZrO₂) als zweites Schleifmittel dienen.
Spezifische Beispiele für geeignete zweite Schleifmittel umfassen Zirconiumoxid, Siliciumdioxid (Silica), Aluminiumoxid und Keramikfasern, wie z.B. Aluminiumoxidkeramikfasern, Aluminiumoxid/Siliciumdioxid-Keramikfasern, Mullit und Aluminiumoxid/Siliciumdioxid/Zirconiumdioxid-Keramikfasern. Die in nachstehender Tabelle 1 angeführten Substanzen können wirksam als erste und zweite Schleifmittel verwendet werden.
Tabelle 1
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Reibungsmaterialzusammensetzung enthält vorzugsweise zumindest zwei, insbesondere zwei bis fünf, der oben dargelegten Typen von Schleifmitteln, die jeweils unterschiedliche Mohs-Härten aufweisen. Insbesondere wird bevorzugt, einen oder mehrere erste Schleifmittel zusammen mit einem oder mehreren zweiten Schleifmitteln, die aus anorganischen Substanzen mit einer Mohs-Härte von zumindest 6,5, vorzugsweise 6,5 bis 10, insbesondere 6,5 bis 7,2, ausgewählt sind, zu verwenden. Geeignete Beispiele umfassen eine Kombination aus Vermiculit mit Eisen(II,III)-oxid (Fe₃O₄) und SiO₂, eine Kombination aus Vermiculit mit Glimmer, Eisen(II,III)-oxid und SiO₂, eine Kombination aus Vermiculit mit Glimmer, Eisen(II,III)-oxid und Keramikfasern, eine Kombination aus Glimmer mit Eisen(II,III)-oxid und SiO₂, eine Kombination aus Vermiculit mit Glimmer, Eisen(II,III)-oxid und Zirconiumoxid und eine Kombination aus Vermiculit mit Glimmer, Eisen(II,III)-oxid und Aluminiumoxid.
Das zweite Schleifmittel macht vorzugsweise bis zu 50 Gew.-%, insbesondere 1 bis 25 Gew.-%, des Gesamtschleifmittels aus. Mehr als 50 Gew.-% des zweiten Schleifmittels kann zu einer stärkeren Neigung zu Quietschgeräuschen führen und Angriffe auf die Berührungsfläche verstärken. Weniger als 1 Gew.-% kann hingegen dazu führen, dass eine ausreichend leichte Entfernung von Rost nicht möglich ist.
In der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist es für die Reibungsmaterialzusammensetzung entscheidend, eine Gesamtmenge an organischen Substanzen (kombinierte Menge der organischen Fasern, des Bindemittels und des organischen Füllstoffs) und eine Gesamtmenge des Schleifmittels in einem Volumsverhältnis (nämlich das Verhältnis zwischen der Gesamtmenge der organischen Verbindungen und dem Gesamtschleifmittel) von 1,5:1 bis 3,5:1, insbesondere 2:1 bis 3,5:1, zu enthalten. Ein Volumsverhältnis zwischen der Gesamtmenge an organischen Substanzen und der Gesamtmenge an Schleifmittel, das über oder unter dem obigen Bereich liegt, führt zu einer Reihe von Nachteilen, einschließlich einer erhöhten Neigung zur Erzeugung von ungewünschten Geräuschen, einem Abnehmen der leichten Rostentfernung aus der Berührungsoberfläche, einer erhöhten Neigung zu Quietschgeräuschen, einem übermäßigen Angriff auf die Berührungsflächen und verminderter Verschleißbeständigkeit. Durch solche Nachteile können die gewünschten Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen asbestfreien Reibungsmaterials umfasst das einheitliche Einmischen vorgegebener Mengen der oben beschriebenen Komponenten in einem geeigneten Mischer, wie z.B. einem Henschel-, Loedige- oder Eirich-Mischer, und das Vorformen der Mischung in einer Form. Die Vorform wird sodann bei einer Temperatur von 130 bis 200°C 2 bis 10 Minuten lang unter einem Druck von 10 bis 100 MPa geformt. Der resultierende Formgegenstand wird üblicherweise durch eine 2- bis 48-stündige Wärmebehandlung bei 140 bis 250°C nachgehärtet, dann spritzlackiert, gebrannt und dessen Oberfläche nach Bedarf beschliffen, um den fertigen Gegenstand zu ergeben.
Das erfindungsgemäße asbestfreie Reibungsmaterial kann in einer Reihe von verwandten Anwendungen, einschließlich Scheibenbremsbelägen, Trommelbremsbacken, Kupplungsscheiben und Bremsblöcken in Bremsen und Kupplungen von Kraftfahrzeugen, großen Lastwägen, Eisenbahnwaggons und verschiedenen Typen von Industriemaschinen eingesetzt werden. Diese eignen sich insbesondere für Anwendungen, die eine gemeinsame Verwendung mit einer Bremsscheibe oder einer -trommel umfassen, wobei die Berührungsfläche, welche mit dem Reibungsmaterial in Kontakt kommt, aus einem aus Gusseisen, Gussstahl und Edelstahl ausgewählten Material besteht.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung der Erfindung.
Beispiele 1 bis 11 und Vergleichsbeispiele 1 und 2
Die wie in den Tabellen 2 und 3 angeführt formulierten Reibungsmaterialzusammensetzungen wurden in einem Loedige-Mischer gleichmäßig gemischt und in einer Druckform 1 Minute lang unter einem Druck von 10 MPa vorgeformt. Die Vorformen wurden über einen gewünschten Zeitraum hinweg bei einer Temperatur von 160°C und einem Druck von 25 MPa geformt und anschließend mittels einer 5-stündigen Wärmebehandlung bei 200°C nachgehärtet, was in jedem Beispiel Kraftfahrzeugsbremsbeläge ergab.
Die in den Beispielen 1 bis 11 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Bremsbeläge wurden anhand der nachstehend beschriebenen Verfahren Bremsquietsch- und Bremsvibrationstests sowie Verschleißbeständigkeitstests unterzogen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 angeführt.
Bremsquietsch- und Bremsvibrationstests (gemäß JASO C402)
Die Häufigkeit von Bremsquietschen und Bremsvibrationen während des Bremsens wurde wie folgt in einem Straßenfahrzeugstest unter Einsatz einer Bremsscheibe (Bremsscheibenmaterial FC200, das als Originalwartungsteil für das Testfahrzeug erhältlich ist und eine Berührungsoberfläche mit einer Mohs-Härte von 4 bis 4,5 aufweist) bewertet. Die folgenden Werte deuten auf die Häufigkeit hin.

Sehr gut: 1% oder weniger

Gut: 3% oder weniger

Mittel: weniger als 10%

Schlecht: 10% oder mehr
Verschleißbeständigkeitstests (gemäß JASO C406)

Die Testbedingungen waren wie folgt: anfängliche Bremsgeschwindigkeit, 50 km/h; Bremsverzögerung, 0,15 g; Anzahl der Bremszyklen, 1.000; Bremstemperatur vor dem Bremsen, 150°C. Der Verschleißgrad auf der Berührungsfläche einer Bremsscheibe wurde wie folgt unter Verwendung eines Originalwartungsteils (Bremsscheibenmaterial FC200) für das Testfahrzeug (Mohs-Härte der Berührungsfläche = 4 bis 4,5) bewertet.

Sehr gut:	leichter Verschleiß (weniger als 100 μm)
Gut:	mäßiger Verschleiß (100 bis 200 μm)
Mittel:	deutlicher Verschleiß (200 bis 300 μm)
Schlecht:	starker Verschleiß (mehr als 300 μm)

Tabelle 2
Tabelle 3
In den Tabellen 2 und 3 ist die Menge der jeweiligen Komponente in Volumsprozent, bezogen auf die Reibungsmaterialgesamtzusammensetzung, angegeben. Die Schleifmittel sind nachstehend detaillierter beschrieben.
Schleifmittel

Vermiculit: Mohs-Härte 2 bis 3; mittlere Teilchengröße 500 μm
Glimmer: Mohs-Härte 1 bis 2; mittlere Teilchengröße 300 μm
Eisen(II,III)-oxid: Mohs-Härte 5,5 bis 6,4; mittlere Teilchengröße 20 μm
Keramikfasern: Mohs-Härte 6,5; amorphe Aluminiumoxid/Siliciumdioxid/Zirconiumdioxid-Kurzfasern (Al₂O₃·SiO₂·ZrO₂); mittlere Faserlänge 150 μm
Aluminiumoxid: Mohs-Härte 9; mittlere Teilchengröße 10 μm
Zirconiumoxid: Mohs-Härte 7,5; mittlere Teilchengröße 30 μm
SiO₂: Mohs-Härte 7; mittlere Teilchengröße 40 μm

Wie aus den in Tabelle 2 und 3 angeführten Ergebnissen hervorgeht, wies das im Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Reibungsmaterial ein Verhältnis zwischen der Gesamtmenge an organischen Substanzen und der Gesamtmenge an Schleifmitteln von 1,33 und eine sehr hohe Quietschhäufigkeit auf. Das im Vergleichsbeispiel 2 erhaltene Reibungsmaterial wies ein Verhältnis zwischen der Gesamtmenge an organischen Substanzen und der Gesamtmenge an Schleifmitteln von 3,92 und ein sehr hohes Vibrationsaufkommen während des Bremsens auf. Diese beiden Reibungsmaterialien hatten schwerwiegende Nachteile in der praktischen Anwendung.
Im Gegensatz dazu wiesen sämtliche in den Beispielen 1 bis 11 erhaltenen erfindungsgemäßen Reibungsmaterialien eine geringe Quietschhäufigkeit, ein geringes Vibrationsaufkommen und ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit auf.
Die erfindungsgemäßen asbestfreien Reibungsmaterialien weisen viele Vorteile auf, einschließlich (1) geringe Vibrationen (Niederfrequenzgeräusche) während des Bremsens, (2) gute Rostentfernung von der Bremsscheibe, (3) geringe Bremsquietschhäufigkeit, (4) minimale Angriffe auf die Berührungsoberfläche und (5) gute Verschleißbeständigkeit.
Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, sind viele Modifizierungen und Variationen dieser Ausführungsformen möglich, ohne von den oben beschriebenen Lehren abzuweichen. Es versteht sich daher, dass die Erfindung auch anders als spezifisch beschrieben in die Praxis umgesetzt werden kann, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Asbestfreie Reibungsmaterialzusammensetzung, umfassend eine andere Faserbasis als Asbest, ein Bindemittel, einen organischen Füllstoff und einen anorganischen Füllstoff, wobei die Zusammensetzung außerdem ein Schleifmittel umfasst, bestehend aus (i) einem ersten Schleifmittel, das eine oder mehrere anorganische Substanzen umfasst, die jeweils eine Mohs-Härte von weniger als 4,5 aufweisen und zumindest 50 Gew.-% einer Komponente mit einer Mohs-Härte von zumindest 4,5 enthalten; und (ii) einem zweiten Schleifmittel, das eine oder mehrere organische Substanzen umfasst, die eine Mohs-Härte von zumindest 6,5 aufweisen; worin die Gesamtmenge an organischen Substanzen und die Gesamtmenge an Schleifmitteln ein Volumsverhältnis von 1,5:1 bis 3,5:1 aufweisen.
Asbestfreie Reibungsmaterialzusammensetzung nach Anspruch 1, worin das erste Schleifmittel Vermiculit und/oder Glimmer ist.
Asbestfreie Reibungsmaterialzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das zweite Schleifmittel aus Keramikfasern, Aluminiumoxid, Zirconiumoxid und Siliciumdioxid ausgewählt ist.
Asbestfreie Reibungsmaterialzusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das zweite Schleifmittel bis zu 50 Gew.-% des gesamten Schleifmittels ausmacht.
Asbestfreies Reibungsmaterial, das durch Formen und Härten einer Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt wird.
Asbestfreies Reibungsmaterial nach Anspruch 5, das zusammen mit einer Bremsscheibe oder einer Trommel mit einer Berührungsfläche verwendet wird, die in Kontakt mit dem Reibungsmaterial kommt und aus einem Material besteht, das aus Gusseisen, Gussstahl und Edelstahl ausgewählt ist.
Bremsvorrichtung, umfassend ein rotierbares Element und ein Bremselement, das gegen das rotierbare Element gedrückt werden kann, um dessen Rotation zu verhindern, worin das Bremselement aus einem Reibungsmaterial nach Anspruch 5 gebildet ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, worin das rotierbare Element eine Berührungsfläche aufweist, die in Kontakt mit dem Reibungsmaterial kommt und aus einem Material besteht, das aus Gusseisen, Gussstahl und Edelstahl ausgewählt ist.