CH631526A5 - Organic friction material for clutches and brakes etc. - Google Patents

Description

631 526 2

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE freiliegenden Stahlfäden Rost angesetzt hatte, der den Anfangsreibwert stark ansteigen Hess.

1. Organisches Reibmaterial für Kupplungen, Bremsen Aufgabe der Erfindung ist es, ein der Zusammensetzung des u. dgl., bestehend aus Fasermaterial, organischen Bindemitteln herkömmlichen organischen Reibmaterials angepasstes Reibma-sowie Füllstoffen anorganischer oder organischer Art, dadurch 5 terial zu schaffen, das frei von Asbestfasern und in seinen gekennzeichnet, dass das Fasermaterial aus Eisenpartikeln in Reibeigenschaften ersterem mindestens ebenbürtig ist.

Form von Mikrofasern mit einer verästelten Gestalt besteht, dass Gemäss der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Durchmesser der Mikrofasern kleiner als 10 [«n ist, dass die das Fasermaterial aus Eisenpartikeln in Form von Mikrofasern

Mikrofasern ein Verhältnis von Länge zum Durchmesser von mit einer verästelten Gestalt besteht, dass der Durchmesser der

5—20:1 aufweisen, und dass das Schüttgewicht der Mikrofasern 10 Mikrofasern kleiner als 10 jxm ist, dass die Mikrofasern ein unter 1,5 g/cm3 ist. Verhältnis von Länge zum Durchmesser von 5 bis 20 zu 1

2. Reibmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aufweisen und dass das Schüttgewicht der mikrofaserigen Eisen-dass die Mikrofasern mehrfache Verästelungen besitzen. partikel unter 1,5 g/cm3 ist.

3. Reibmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- Der Einsatz von Metallspänen bzw. Metallpulvern als Reibzeichnet, dass der Anteil der Mikrofasern in dem Reibmaterial 15 stützer in sogenanntem organischen Reibmaterial ist an sich zwischen 20 und 70 Gew.-% beträgt. bekannt. Die Metallspäne und insbesondere das Metallpulver sind jedoch nicht in der Lage, die Rolle der Asbestfasern zu übernehmen. Überraschend hat sich gezeigt, dass bei Verwendung eines Materials aus superleichten Eisenpartikeln in Form Die sogenannten organischen Reibmaterialien, insbesondere 20 von Mikrofasern mit verästelter Gestalt ein organisches Reibma-für Kupplungen und Bremsen, setzen sich im allgemeinen aus terial hergestellt werden kann, das mindestens die gleichen und Asbestfasern, organischen Bindemitteln, z.B. vernetzbaren zum Teil noch bessere Reibeigenschaften aufweist als das mit Kunstharzen wie Phenolharz, und natürlichen bzw. syntheti- Asbest versehene Reibmaterial. Es zeigt sich ferner, dass das sehen Kautschuken sowie Füllstoffen zusammen, wobei als Füll- Fliessverhalten des Ausgangsmaterials beim Verpressen zum stoffe Metallspäne, Metalloxyde und sonstige mineralische 25 Fertigprodukt wesentlich günstiger ist als bei Asbestfasern. Die Werkstoffe verwendet werden. erzielte Reibwertkonstanz übertrifft noch diejenige eines auf

Bei der Herstellung solcher organischer Reibmaterialien hat Asbestfasern aufgebauten Materials. Das superleichte Fasermasich gezeigt, dass die Asbestfasern, insbesondere solche terial aus Eisenpartikeln macht in dem Schüttgewicht etwa ein bestimmter Faserlänge, gesundheitsschädliche Wirkungen zei- Drittel bis ein Achtel des Schüttgewichtes von normalem, bisher gen können. So vermutet man, dass sie während der Verarbei- 30 als Reibstützer verwendeten Eisenpulver aus.

tung zu der Krankheit der Asbestose oder Silicose Anlass geben Vorteilhaft ist die Verästelung nicht geradlinig ausgerichtet,

können. Dieser Gefahr des Entstehens einer Berufskrankheit sondern kann eine oder mehrere Abknickungen mit Verästelun-

wird in der Regel bei der Herstellung solcher Reibmaterialien gen aufweisen, die sich etwa baumwurzelförmig ineinander durch eine gute Be- und Entlüftung des Arbeitsraumes begegnet. verfilzen. Hierdurch wird ein fester Verbund der Mikrofasern

Dadurch wird der Gefahr des Entstehens einer Berufskrankheit 35 untereinander erreicht, der die Festigkeit des Reibmaterials entgegengetreten. Diese zusätzlichen Massnahmen führen wesentlich unterstützt. Der Anteil der Mikrofasern in dem jedoch zu einer erheblichen Erhöhung der Produktionskosten für Reibmaterial kann etwa 20 bis 70 Gew.-% betragen,

das Fertigprodukt. In der einzigen Zeichnung ist eine beispielsweise Gestalt der

Man hat schon intensiv versucht, Stoffe zu finden, die die Eisenpartikeln in Form von Mikrofasern in grösserem Massstab

Asbestfaser bei der Reibmaterialherstellung ersetzen können. 40 veranschaulicht.

Alle bisherigen Versuche zeigten jedoch, dass die Eigenschaften, Wie die Figur zeigt, sind-die Mikrofasern von verhältnismäs-

die die Asbestfaser einem Reibmaterial verleiht, nicht erreicht sig grosser Länge mit vielen Abknickungen und Verästelungen werden kann. So ist es bei einer weitgehenden Verwendung von versehen, wobei die Verästelungen mehr oder weniger ineinan-

Asbest zur Herstellung von organischen Reibbelägen geblieben^ dergreifen. Die Mikrofasern können auf ihrer Länge unter-

Es ist andererseits bekannt, sogenannte Verbundwerkstoffe 45 schiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die Durchmesser der herzustellen, die als Matrix ein aus Metallfäden gesintertes dicksten Stellen im allgemeinen kleiner als 10 (xm sind. Durch die

Skelett aufweisen, dessen Poren mit organischen und/oder anor- starken Verästelungen der Mikrofasern bei knickreichem Ver-

ganischen Füllstoffen geschlossen werden. Im wesentlichen han- lauf derselben lassen sich die Mikrofasern gut und in erheblichem delt es sich hier um Sinterwerkstoffe, bei denen als Grundmate- Masse zum Verfilzen bringen.

rial nicht Metallpulver, sondern Metallfasern einem Sinterpro- 50 Der Eisenwerkstoff für die Mikrofasern hat vorzugsweise zess unterworfen werden. Die anorganischen oder organischen folgende Zusammensetzung:

Porenfüller haben dabei häufig den Zweck, dem Material eine C 0,1—1 % ; S 0,02 % ; P 0,03 % ; Mn 0,3 % ; Si 0,15 % ; Femet dauerschmierende Wirkungzu verleihen und/oder seine Druck- 97 %; Rest Fe II und Fe III als Oxide.

festigkeit zu erhöhen. Reibtechnisch konnten derartige Werk- Das Reibmaterial gemäss der Erfindung kann in einem stoffe keine Bedeutung erlangen, da sie gegenüber konventionel- 55 Beispiel folgende Zusammensetzung aufweisen:

len Sintermaterialien keine Vorteile aufweisen. Gewichtsprozent

Weiterhin hat man versucht, die Asbestfasern in organischen Superleichte Eisenpartikel als Mikrofasern 58

Reibwerkstoffen in einfachster Weise durch Metallwolle zu Organische Bindemittel, z.B. Phenolharz 12

ersetzen. Nitrilbutadienkautschuko.ä. 8

Derartige Reibwerkstoffe haben jedoch wegen ihrer nachtei- 60 Füllstoffe insgesamt 22

ligen physikalischen Eigenschaften keine Bedeutung erlangt. In ^qq erster Linie stand der überdurchschnittlich starke Gegen-

materialangriff (Bremstrommel oder -Scheibe) einer breiteren Die Mikrofasern können durch Sprührösten von Abfallbeizen

Einführung entgegen. Weiterhin nachteilig war die sogenannte zu pulverförmigem Eisenoxid mit anschliessender Reduktion in «Morgenkrankheit» der mit Stahlwolle durchsetzten Reibbeläge, 65 CO-Atmosphäre unter Bildung einer besonders gesteuerten die sich darin äusserte, dass die Bremsen von Fahrzeugen, die verästelten Mikrostruktur gewonnen werden. Das Material wird nachts im Freien geparkt waren, morgens bei den ersten Brem- mit dem Handelsnamen «SL-Pulver» seitens der Firma Mannes-sungen zur Blockade neigten, da sich aufder Reibfläche an den mann, Düsseldorf, bezeichnet.

M

1 Blatt Zeichnungen