DE9114265U1 - Asbestfreier Reibbelag - Google Patents
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Description
Asbestfreier Reibbelag
Beschreibung
Die Neuerung betrifft einen asbestfreien Reibbelag,
insbesondere für Eisenbahnbremsen und zwar sowohl für
Scheibenbremsen als auch für Klotzbremsen.
Für Klotzbremsen werden z. B. Bremssohlen aus Grauguß
verwendet, da sie bei Nässe nur einen geringen Abfall
des Reibwertes aufweisen.
Ein weiterer Vorteil ist, daß sie kein Asbest
enthalten. Nachteilig ist jedoch ihre vergleichsweise
kurze Lebensdauer und die starke Funkenbildung bei
Betätigung der Bremse im Vergleich mit asbesthalt igen,
kunststoffgebundenen Reibbelägen. Um die Funkenbildung
zu vermeiden, wurden Reibbeläge aus
hochphosphorhaltigem Grauguß vorgeschlagen.
Asbesthalt ige, kunststoffgebundene Reibbeläge zeigen
eine geringe Funkenbildung und eine wesentlich höhere,
im Einzelfall bis zu 12-fächer Lebensdauer.
Wegen des Asbestproblems wurden neue Reibbelagmischungen formuliert, die etwa folgende
Zusammensetzung aufweisen:
5 bis 3 5 Gew.-% Bindemittel, 10 bis 60 Gew.-% mineralische Füllstoffe,
5 bis 40 Gew.-% Schmierstoffe,
10 bis 65 Gew.-% Metalle
und gegebenenfalls Härtungsbeschleuniger,
Reibstützer und ähnliche Zusätze.
Mineralische Füllstoffe sind beispielsweise Baryt und
Magnesiumoxid in Pulverform. Metalle können sowohl in
Form von Pulvern als auch als Faser zugesetzt werden. Schmierstoffe sind vor allem Kohlenstoffpulver wie
Graphi t, Ruß und Koks .
Als Metall ist in allen Mischungen Eisen enthalten, und
zwar bis etwa 40 Gew.-%. Dieser Eisenanteil verursacht je nach Menge eine mehr oder weniger starke
Funkenbildung. Durch den Schmierstoffzusatz kann die
Funkenbildung zwar vermindert, aber nicht unterdrückt
werden. Üblicherweise werden hierzu etwa drei
Volumenteile Graphit je Volumenteil Eisen eingesetzt,
um optimale Bedingungen zu erhalten.
Für viele Anwendungsfälle, wie beispielsweise für
Bremsen an explosionsgeschützten Fahrzeugen oder
Hochgeschwindigkeits-Zügen, eignen sich die aus solchen
Mischungen hergestellten Reibbeläge nicht.
Es bestand daher die Aufgabe, kunststoffgebundene, asbestfreie Reibbeläge zu entwickeln, die beim Bremsen
eine noch geringere Funkenbildung aufweisen.
Die Aufgabe wird neuerungsgemäß durch einen Reibbelag
der vorstehenden Art gelöst, der neben den üblichen Füllstoffen 2 bis 35 Gew.-%, insbesondere 10 bis
2 5 Gew.-% einer Mischung aus Alkali- oder/und
Ammoniumphosphaten und Antimontrisulfid als
Füllstoffkomponente enthält. Das Mischungsverhältnis
Phosphate zu Antimontrisulfid, beträgt 1 : 3 bis 9 :
Als Phosphat wird vorzugsweise ein Gemisch aus
kristal1wasserhalti gern und krista!!wasserfreiem
Phosphat verwendet mit einem Mischungsverhältnis von
kristal1wasserhaltigern zu kristal1 wasserfreiem Phosphat
von 1 : 3 bis 6 : 1.
Antimontrisulfid ist als Komponente von
Feststoffschmiermitteln in Reibbelägen an sich bekannt.
Nach EP-A 0 198 420 und EP-A 0 328 514 bestehen solche Feststoffschmiermittel aus Graphit, Zinksulfid,
Antimonsulfid und Phosphaten des Calciums, Eisens,
Magnesiums, Aluminiums oder Zinks.
Solche Feststoffschmiermittel verbessern die
Reibeigenschaften der Beläge, verhindern aber nicht die
Funkenbildung.
Die Neuerung wird anhand der nachfolgenden Beispiele
näher erläutert:
Aus den in der Tabelle aufgeführten Rezepturen werden
Reibbelagmischungen in üblicher Weise hergestellt,
zu Klotzbremssohlen, entsprechend dem UIC-Merkblatt Nr.
541, verpreßt und auf dem Bremsenprüfstand bei einer Geschwindigkeit von 240 km/h und einer Anpreßkraft von
2500 daN getestet. Dabei wird die Funkenbildung durch
Punktvergabe von 1 bis 10 bewertet. Ein Punkt bedeutet
sehr starke Funkenbildung wie bei einer Bremssohle aus
Grauguß. Bei 10 Punkten tritt absolut keine
Funkenbildung mehr auf.
Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle
gegenübergestellt. Das Beispiel 1 geht dabei von einem
üblichen Reibbelag aus (Vergleich). Die Beispiele 2
und 3 betreffen die neuerungsgemäßen Reibbeläge und bei dem Vergleichsbeispiel 4 ist das Natriumphosphat
(Beispiel 2) durch Ca 1 eiumphosphat ersetzt worden.
Wie die Beispiele zeigen, läßt sich die Funkenbildung
bei Reibbelägen wirksam durch den Ersatz eines Teiles
der mineralischen Füllstoffe durch ein Gemisch aus
Natriumphosphat und Antimontrisulfid reduzieren,
während der Zusatz eines Gemisches aus CaIciumphosphat
und Antimontrisulfid die Funkenbildung noch verstärkt.
Die Verwendung von kristal1wasserhalti gern
Natriumphosphat (Beispiel 2) führt allerdings zu
weicheren Belägen und damit zu erhöhtem Abrieb verglichen mit Standardbelägen (Beispiel 1).
Die Verwendung von kristallwasserfreiem Natriumphosphat
allein bewirkt ebenfalls eine Reduzierung der
Funkenbildung, aber der Belag ist zu hart und hat
schlechtere Reibeigenschaften als der Standardbelag.
Für die Funkenbildung ist die Härte des Belages jedoch
nicht maßgeblich. Die Härte und damit der Verschleiß
und die Reibeigenschaften sind über das
Mischungsverhältnis des kristallwasserhaltigen zum
kristallwasserfreien Phosphat einstellbar. Weitere
Versuche haben gezeigt, daß die Härte des Belages auch durch eine erhöhte Zugabe von Antimontrisulfid
gesteigert werden kann, aber dann nimmt auch die Funkenbi1 dung zu.
| B e i s £ i e 1 | Nr. | ng | 1 | 2 | 4 | Na3 | 3 | 4 |
| Zusammen | setzu | 6 | 12H | |||||
| £Gew. -% | ] | |||||||
| B i &eegr; d e m i t | tel | 14 | 1 | 8 | Na3 | 14 | 14 | |
| Eisen | 16 | 1 | PO4 + | 16 | 16 | |||
| sonstige | Me- | 20 :12 | ||||||
| talle | 8 | 8 | 8 | |||||
| Phosphat | + | r | -- | Na3 | -- | PO4 + | Ca2P2O6+ | |
| Kristall | wasse | er- | 12H | 20 :8 | 2H2O :12 | |||
| Phosphat | wass | |||||||
| frei | -- | 9 b | PO4 :4 | |||||
| A &eegr; t i m &ogr; &eegr; t | r i - | 38 | ||||||
| sulfid | -- | 12 | -- | |||||
| a &eegr; &ogr; r g a &eegr; i | sehe | |||||||
| FülIstof | fe | 50 | 9 | 38 | 38 | |||
| Graphit | 12 | 12 | 12 | |||||
| Funkenbi | 1 dung | |||||||
| Punkte | 7 | is IO | 5 | |||||
Claims (4)
1. Asbestfreier Reibbelag für Klotz- und
Scheibenbremsen in Eisenbahnen, bestehend aus einem Bindemittel, mineralischen Füllstoffen, Schmierstoffen, Eisen, sonstigen Metallen und gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß er neben den üblichen
Füllstoffen 2 bis 35 Gew.-%, insbesondere 10 bis 25 G e w. - % einer Mischung aus Alkali- oder/und Ammoniumphosphaten und Antimontrisulfid als
Füllstoffkomponente enthält.
Scheibenbremsen in Eisenbahnen, bestehend aus einem Bindemittel, mineralischen Füllstoffen, Schmierstoffen, Eisen, sonstigen Metallen und gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß er neben den üblichen
Füllstoffen 2 bis 35 Gew.-%, insbesondere 10 bis 25 G e w. - % einer Mischung aus Alkali- oder/und Ammoniumphosphaten und Antimontrisulfid als
Füllstoffkomponente enthält.
2. Asbestfreier Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis
Phosphat zu Antimontrisulfid 1 : 3 bis 9 : 1 beträgt.
Phosphat zu Antimontrisulfid 1 : 3 bis 9 : 1 beträgt.
3. Asbestfreier Reibbelag nach Anspruch 1 oder 2 ,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phophate Gemische
mit einem Mischungsverhältnis
kristallwasserhaltiges Phosphat zu
kristallwasserhaltiges Phosphat zu
krista 11 wasserfrei em Phosphat von 1 : 3 bis 6 :
sind.
4. Asbestfreier Reibbelag nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphate Natriumphosphate, insbesondere Trinatriumphosphate
sind.
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