DE7719200U - Clutch or brake lining - Google Patents

Description

.AktknzeiLchpn: α 77 19 200.8 Unser Zeichen: 918 g 772.AktnzeiLchpn: α 77 19 200.8 Our reference: 918 g 772

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Die Erfindung betrifft einen Kupplungs- bzw. Bremsbelag, bei dem in ein aus im wesentlichen aus Elastomeren oder Duroplasten bestehendes Bindemittelgemisch neben Reib- und GleitstUtzstoffen Fasern durch Vorpressen, Vergießen oder dergl. eingebettet sind.The invention relates to a clutch or brake lining which consists essentially of elastomers or thermosetting plastics in addition to friction and sliding support fibers by pre-pressing, potting or the like. are embedded.

Wegen der hohen thermischen Belastung, wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen und -Reibungsbremsen auftreten, wurde bisher der für die betreffenden Bauteile vorgesehene Reibbelag mit Gesteinsfasern, insbesondere mit Asbestfasern verstärkt. Diese sogenannten "Asbestbeläge^N stellen jedoch wegen des im Betrieb entstehenden, asbesthaltigen Abriebes einen Faktor der Umweltverschmutzung dar, bei dem der begründete Verdacht besteht, daß er für rf ie menschliche Gesundheit schädlich ist. Es wurden daher bereits große Anstrengungen unternommen, asbestfreie bzw. asbestarme Reibbeläge herzustellen, um diese Gefährdung der Umwelt zu beseitigen. Hinzu kommt noch, daß die z.Zt. bekannten Asbestvorkommen in vorhersehbarer Zeit ausgebeutet sein werden, so daß auch unter diesem Gesichtspunkt die Notwendigkeit besteht, einen Ersatzstoff für Asbest für den angegebenen Verwendungszweck zu finden. Die bisher beschrittenen Wege erbrachten aber keinerlei Materialien, die den ■Asbestbelägen" in ihren physikalischen Eigenschaften auch nur annähernd gleichwertig gewesen wären. Gleichzeitig WUT-Because of the high thermal load that occurs in particular in motor vehicle friction clutches and friction brakes, the friction lining provided for the components in question has hitherto been reinforced with rock fibers, in particular with asbestos fibers. However, these so-called "asbestos coverings ^N position because of occurring during operation, asbestos containing abrasion a factor of pollution is, in which there is a reasonable suspicion that it is harmful to rf ie human health. There have therefore already been made great efforts asbestos or asbestos-poor In addition, the currently known asbestos deposits will be exploited in the foreseeable future, so that from this point of view there is a need to find a substitute for asbestos for the stated purpose . However, the paths taken so far did not produce any materials that were even approximately equivalent to the physical properties of the asbestos coverings. At the same time anger

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den jedoch von der Industrie die Anforderungen an die Reibbeläge in Bezug auf thermische und mechanische Festigkeit, Reibwertstabilität, Verschleißfestigkeit etc. ständig erhöht.However, the industry demands on the friction linings in terms of thermal and mechanical Strength, coefficient of friction stability, wear resistance, etc. continuously increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hochstabile Reibbeläge zu schaffen, die einerseits hinsichtlich ihrer technischen Werte den Werten von "Asbestbelägen" gleichkommen, andererseits jedoch asbestarm bzw. asbestfrei sind, um so den Anforderungen des Umweltschutzes zu genügen. The invention is based on the object of creating highly stable friction linings, on the one hand with regard to their technical values are equivalent to the values of "asbestos coverings", but on the other hand are asbestos-free or asbestos-free in order to meet the requirements of environmental protection.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für ein Reibmaterial der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die Fasern aus thermisch hochstabilen, aromatischen Polyamidfasern der Gattung der Aramide bestehen und in Form eines Faserverbandes eingebettet sind. Derartige Fasern sind unter der Bezeichnung Kevlar 29 und Kevlar 49 oder Nomex bekannt. Ein mit derartigen Fasern verstärkter Reibbelag bietet eine Reihe von Vorteilen. Die hohe Verschleißfestigkeit erlaubt den Einsatz sowohl für Trommel- oder Scheibenbremsen an Kraftfahrzeugen als auch an spezifisch hochbelasteten Kupplungen. Der erfindungsgemäße Reibbelag verhält sich schonend gegenüber den Gegenmaterialien, die beispielsweise aus Grauguß GG 26 bzw. Stahl C 45 bestehen» Während Asbest als Mineral, das nebenbei auch noch mehr oder weniger stark mit Begleitmineralien verunreinigt ist,According to the invention, this object is achieved for a friction material of the type mentioned at the outset in that the fibers made of thermally highly stable, aromatic polyamide fibers of the genus aramids and are embedded in the form of a fiber structure. Such fibers are known as Kevlar 29 and Kevlar 49 or Nomex. A friction lining reinforced with such fibers offers a number of advantages. The high wear resistance allows it to be used for both drum and Disc brakes on motor vehicles as well as on clutches that are specifically subject to high loads. The friction lining according to the invention is gentle on the counter materials, which for example consist of gray cast iron GG 26 or steel C 45 » While asbestos as a mineral, which is also more or less heavily contaminated with accompanying minerals,

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zu einem erheblichen Abrieb führt, entfällt dieser beim Einsatz der erfindungsgemäßen Faser, so daß die Gegenmaterialien weniger angegriffen werden und entsprechend glatt bleiben. Glatte Gegenflächen ihrerseits greifen den Reibbelag selbst weniger an als rauhe Gegenflächen, so daß bei dem erfindungsgemäßen Reibmaterial das Verschleißverhalten des Belages verbessert wird. Die besonderen Fasereigenschaften bewirken beispielsweise bei Kupplungen ein ruckfreies Anlaufen und zeigen bei Bremsen wenig Neigung zu Wärmefading, was insbesondere auch bei Bremsbelägen von erheblicher Bedeutung ist.leads to a considerable abrasion, this is omitted when using the fiber according to the invention, so that the counter materials are less attacked and accordingly remain smooth. Smooth opposing surfaces grip on their part the friction lining itself less than rough mating surfaces, so that the wear behavior of the friction material according to the invention the topping is improved. The special fiber properties, for example, have the effect of Clutches start up smoothly and show little tendency to heat fading when braking, which is especially true for Brake pads is of considerable importance.

Durch Zugabe von bestimmten, an sich bekannten Füllstoffkombinationen lassen sich temperaturstabile Scheiben- und Trommelbremsbeläge herstellen, die beispielsweise den für Anhängerbremsen geforderten Dauerbremsvorschriften genügen und sich durch hohe Reibwertkonstanz auszeichnen.By adding certain, per se known filler combinations temperature-stable disc and drum brake linings can be produced, for example those for Trailer brakes meet the required continuous braking regulations and are characterized by a high coefficient of friction.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Faserverband durch wenigstens eine Gewebeschicht gebildet. Das Gewebe kann hierbei ein- oder mehrlagig in der Bindemittelmatrix eingebettet sein. Hierdurch lassen sich sehr dünne Beläge mit hoher Schleuderfestigkeit erzielen, da durch den geordneten Faserverband eine definierbare Belastbarkeit gegeben ist.According to one embodiment of the invention, the fiber structure is formed by at least one fabric layer. The fabric can be made up of one or more layers in the binder matrix be embedded. This makes it possible to achieve very thin coverings with a high level of centrifugal resistance, as a result the ordered fiber structure a definable load capacity given is.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Faserverband in Form von Fasermüll eingebettet. Hierdurch ist man inAccording to another embodiment, the fiber structure is embedded in the form of fiber waste. This is how you are in

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der Formgebung für die herzustellenden Reibkörper wesentlich freier, ohne daß die für die Festigkeit und Güte der Verstärkung benötigte Faserüberkreuzung fehlt.the shaping for the friction body to be produced is much freer, without affecting the strength and quality the fiber crossover required for reinforcement is missing.

Erfindungsgemäß weisen die Einzelfasern bei Einsatz in Form von Fasermülls eine Länge von 1 - 40 mm, vorzugsweise jedoch eine Länge von 1 - 20 mm auf. Da gegenüber asbestfaserverstärkten Reibmaterialien bei dem erfindungsgemäßen Reibmaterial eine definierbare Faserlänge eingesetzt werden kann, wobei das eingesetzte Fasermaterial während des Misch- und Formungsprozesses seine vorgegebenen Faserlängenwerte nicht mehr ändern und kein Staub entstehen kann, wie dies tei Asbestfasern der Fall ist, ergibt sich eine hervorragende Verstärkung des Reibmaterials durch eine beständige Verknüpfung des Fasereiner According to the invention, the individual fibers, when used in the form of fiber waste, have a length of 1-40 mm, preferably however, a length of 1 - 20 mm. As compared to asbestos fiber reinforced friction materials in the inventive Friction material a definable fiber length can be used, the fiber material used during the mixing and forming process no longer change its specified fiber length values and no Dust can arise, as is the case with asbestos fibers, the result is an excellent reinforcement of the friction material through a constant linkage of the fiber purifier

kollektive. Da die eingesetzten Fasern neben^ohen Festigkeit und einer großen Elastizität auch eine hohe Temperaturstabilität besitzen und keine thermoplastischen Phasen beim Erwärmen durchmachen, bleibt die verstärkende Eigenschaft auch bei hoher thermischer Belastung erhalten, da auch nach einer thermischen Zersetzung des Fasermaterials ein festes Kohlenstoffgerüst bestehen bleibt.collective. Because the fibers used besides ^ ohen strength and a high elasticity also have a high temperature stability and no thermoplastic phases go through when warming up, the reinforcing property is retained even with high thermal load, because a solid carbon structure remains even after thermal decomposition of the fiber material.

Erfindungsgemäß ist ein Faseranteil von 0,5 - 10 Gewichtsprozenten vorgesehen. Auch bei Einsatz eines derart geringen Faseranteils sind infolge der großen Festigkeit der Faser, ihrer Formkonstanz und ihrer hohen Voluminosität Reibbeläge herstellbar, die festigkeitsmäßig undAccording to the invention, a fiber content of 0.5-10 percent by weight is intended. Even when using such a low fiber content, the high strength of the fiber, its constancy of shape and its high volume, friction linings can be produced, which are in terms of strength and

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elastisch den bisherigen "Asbestbelägen" ebenbürtig sind. Das Elastizitätsverhalten kann durch den Zusatz von Kautschuk als Bindemittel eingestellt werden. Im übrigen können die Bindemittel und Füllstoffe, Gleit- und Reib-elastic are equal to the previous "asbestos coverings". The elasticity behavior can be adjusted by adding rubber as a binder. Furthermore the binders and fillers, sliding and friction

die
stützer eingesetzt werden,Vauch bei den bisher bekannten organisch gebundenen Reibbelägen eingesetzt werden. So können u.a.. neben den üblicherweise verwendeten duroplastischen und elastomeren Bindemitteln, auch z.B. andere Faserstoffe wie Metallfaserstoffe, Keramik- bzw. Mineralfaserstoffe und andere organische Faserstoffe entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Verwendungszweckes eingesetzt werden.the
supporter are used, Vauch are used in the previously known organically bound friction linings. So among other things. In addition to the thermosetting and elastomeric binders usually used, other fibrous materials such as metal fibers, ceramic or mineral fibers and other organic fibers can also be used in accordance with the requirements of the particular application.

Insbesondere bei der Verwendung von Geweben sind erfindungsgemäß Faseranteile von mehr als 10 Gewichtsprozenten zweckmäßig. Tränkt oder überzieht man den einzusetzenden Fasermüll vor dem Verpressen mit den Bindemitteln, so kann ein Faseranteil bis zu 90 Gewichtsprozenten zweckmäßig sein. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn man Reibbeläge von geringer Dicke jxloch hoher Festigkeit und. hoher Leistungsfähigkeit herstellen will.In particular when using fabrics, fiber proportions of more than 10 percent by weight are according to the invention expedient. If the fiber waste to be used is soaked or coated with the binding agents before pressing, see above A fiber content of up to 90 percent by weight can be expedient. This is especially beneficial when one Friction linings of small thickness jxloch high strength and. wants to produce high performance.

Anhand von schematischen Zeichnungen werden Reibbeläge gemäß der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Friction linings according to the invention are explained in more detail with the aid of schematic drawings. Show it:

Fig. 1 einen Reibbelag mit einer GewebeverStärkung Fig. 2 einen Reibbelag mit einer Fasermüllverstärkung1 shows a friction lining with a fabric reinforcement 2 shows a friction lining with a fiber garbage reinforcement

Reibbeläge können entsprechend der Vielfalt der Einsatz-Depending on the variety of applications, friction linings can

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fälle vielfältig geformt sein, beispielsweise platten-, quader- oder kegelförmig. Der Einfachheit halber sind plattenförmige Reibbeläge dargestellt.cases can be shaped in a variety of ways, for example plate, cuboid or conical. For the sake of simplicity, plate-shaped friction linings are shown.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist in einer Bindemittelmatrix 1 ein Aramidfasergewebe 2 eingebettet. Dieser Belag ist durch Kleben oder dgl. auf einem Trägerkörper 3 befestigt, der beispielsweise aus Metall besteht.In the embodiment according to FIG. 1, there is a binder matrix 1 an aramid fiber fabric 2 embedded. This Covering is attached by gluing or the like. On a carrier body 3, which consists for example of metal.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind Aramidfasern 4 mit beispielsweise unterschiedlicher Faserlänge in Form eines Fasermülls in eine Bindemittelmatrix 5 eingebettet, wobei die einzelnen, ungeordnet sich kreuzenden Fasern, die mechanische Festigkeit der Bindemittelmatrix bewirken. Je nach Stärke des Reibbelages kann dieser mit oder ohne Trägerkörper eingesetzt werden.In the embodiment according to FIG. 2, aramid fibers 4 are in shape with, for example, different fiber lengths of a fiber waste embedded in a binder matrix 5, the individual, randomly crossing fibers, cause the mechanical strength of the binder matrix. Depending on the thickness of the friction lining, it can be with or without Carrier bodies are used.

Claims (6)

Bezeichnungt/Kupplungs- oder Bremsbelag Ansprüche:Designates / clutch or brake lining claims: 1. Kupplungs- bzw« Bremsbelag, bei dem in ein im wesentlichen aus Elastomeren oder Duroplasten bestehendes Bindemittelgemisch neben Reib- und Gleit Stützstoffen, Fasern durch Ver-1. Clutch or brake lining, in which in an essentially Binder mixture consisting of elastomers or thermosetting plastics in addition to friction and sliding support materials, fibers through pressen, Vergießen oder dergleichen eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dad die Fasern (1) aus thermisch hochstabilen, aromatischen Polyamidfasern der Gattung der Aramide bestehen und in Form eines Faserverbandes eingebettet sind.pressing, potting or the like are embedded, thereby characterized in that the fibers (1) consist of thermally highly stable, aromatic polyamide fibers of the aramid type and are embedded in the form of a fiber structure are. 2. Kupplungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserverband durch wenigstens eine Gewebeschicht gebildet wird.2. Clutch lining according to claim 1, characterized in that the fiber structure is formed by at least one fabric layer is formed. Telefon: (0221) 380238 · Telegramm: Inventator KOIn · Telex: 8883555 max d f 12 Poeteeheckkonto Köln (8LZ 37010060) Kto.-Nr. 15225t-600 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 1236181Telephone: (0221) 380238 Telegram: Inventator KOIn Telex: 8883555 max d f 12 Poeteeheckkonto Cologne (8LZ 37010060) Account No. 15225t-600 Deutsche Bank AG Cologne (BLZ 37070060) Account no. 1236181 7719200 09112.787719200 09112.78 3. Kupplungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserverband in Form von Fasermüll eingebettet ist.3. Clutch lining according to claim 1, characterized in that the fiber structure is embedded in the form of fiber waste. 4. Kupplungsbelag nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern in einer Länge vcn 1 - 40 mn, vorzugsweise 1 - 20 mm, eingesetzt sind.4. Clutch lining according to claim 3 »characterized in that the individual fibers have a length of vcn 1 - 40 mm, preferably 1 - 20 mm, are used. 5. Kupplungsbelag nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Faseraxrteil von 0,5 - 10 Gewichtsprozent.5. Clutch lining according to one of the preceding claims, in particular according to claim 3 or 4, characterized by a fiber part of 0.5-10 percent by weight. 6. Kupplungsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 5» g e -kennzeichnet durch einen Faseranteil von 10 - Gewichtsprozent, wobei die Fasern (1) vor dem Vorpressen mit dem Bindemittel getränkt sind.6. Clutch lining according to one of claims 1 to 5 »g e -characterized by a fiber content of 10 - Weight percent, the fibers (1) being impregnated with the binding agent before the prepressing. 7719200 0101787719200 010178