DD202199A5

DD202199A5 - Reibungsbelag mit fasermaterial,insbesondere in form von glasfasern oder glasgarn und ein verfahren zur herstellung des belages

Info

Publication number: DD202199A5
Application number: DD82238928A
Authority: DD
Inventors: David T Bartram; Malcolm Bridge; Ralph Hugget
Original assignee: Ferodo Ltd
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1982-04-12
Publication date: 1983-08-31
Also published as: KR830010167A; EP0063453B1; ATE17271T1; GB2096654B; DE3268230D1; EP0063453A2; GB2096654A; ZW6882A1; AU8222682A; ZA822337B; BR8202025A; JPS57184738A; EP0063453A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reibungsbelag mit Fasermaterial, insbesondere in Form von Glasfasern oder Glasgarn und ein Verfahren zur Herstellung des Belages, der beispielsweise als Kupplungsbelag oder als Bremsbelag verwendet werden kann. Waehrend das Ziel in der Erhoehung der Gebrauchtwerteigenschaften des Reibungsbelages besteht, ist es Aufgabe, die Berstfestigkeit des Reibungsbelages zu erhoehen. Der Reibungsbelag weist faserfoermiges Material auf und dieses enthaelt ein texturiertes Endlosfaserglasgarn, welches 1,5 bis 9 % verbleibenden Zufuhrueberschuss waehrend der Texturierung erhalten hat, wobei ein Impraegnierungsmittel fuer dieses Fasermaterial ein waermehaertbares Polymermaterial enthaelt.

Description

Reibungsbelag mit Fasermaterial« insbesondere in Form von Glasfasern oder Glasgarn und ein Verfahren zur Herstellung des Belages

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Reibungsbelag mit Fasermaterial« insbesondere in Form von Glasfasern oder Glasgarn« und ein Verfahren zur Herstellung des Belages« der aus Glasgarnen oder Glasfasern hergestellt ist.

Die Erfindung kann beispielsweise bei Kupplungsbelägen und Reibungsbelägen angewendet werden« welche gewebte Ware oder gewebte Textilerzeugnisse enthalten«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt« gewickelte Kupplungebeläge in der weise herzustellen« daß Garne mit einer Lösung eines wärmehärtbaren Harzes oder eines vulkanisierbaren Elastomeren imprägniert werden, worauf eine Trocknung erfolgt« um überschüssiges Lösungsmittel zu entfernen« Danach wird gewickelt« um eine ringförmige Belagvorform zu erzeugen« Das Harz oder das elastomere Bindemittel können durch Anwendung von Wärme und Druck auf die Belagvorform, die in einer entsprechend ausgebildeten Form angeordnet ist;« gehärtet oder vulkanisiert werden« Die Beläge können weiter bei erhöhten Temperaturen nach dem Vulkanisieren erhitzt oder gehärtet werden, um die Festigkeit oder die Reibungeeigenschaften zu verbessern«

Es ist bekannt« Kupplungsbeläge aus Glasfasergarnen herzustellen, die durch übliches Rallen oder Zwirnen und Fachen aus Glasfaser-Endlosfäden oder aus Glasstapelfasern herge-

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stellt werden. Garne, die Glasfaserendlosfäden enthalten« weisen eine relativ dichte und kompakte Struktur mit geringen Zwischenräumen zwischen den einzelnen Fäden und zwischen den gezwirnten Fäden Bündel auf, welche die Zwirnstruktur des Garnes enthält· Derartige Garne können keine großen Mengen an Imprägnierungslösungen aufnehmen und behalten, wenn nicht das Imprägnierungsmittel eine geringe Viskosität aufweist und es findet nur ein geringes Eindringen des Imprägnierungemittels in die Faserbündel statt· Kupplungsbeläge, die aus derartigen Garnen auf der Basis von Endlosfäden hergestellt werden, weisen zahlreiche lose, nicht-imprägnierte Fasern auf, die sich von den Oberflächen aus erstrecken, die geschliffen oder abgedreht werden müssen und dies macht es schwierig, Abmessungstoleranzen einzuhalten· Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Vorform unter Einwirkung von Druck nicht ausreichend fließt und deshalb nicht die Ecken der Härtungsform während des Härtens ausfüllt, wenn diese Vorform nicht derart gewickelt ist, daß sie dicht in der Form sitzt, wobei es dann schwierig 1st, diese Vorform in die Härtungsform einzusetzen« Glasfasergarne aus Endlosfäden weisen eine wesentlich größere Festigkeit als Stapelglasfasern auf und ermöglichen die Herstellung von Kupplungsbelägen mit hoher Berstfestigkeit (die Geschwindigkeit oder Drehzahl mit der der Belag gedreht werden kann*, ehe er sich unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte auflöst)·

Garne, die Stapelglasfasern enthalten, weisen eine bauschige Struktur auf, die relativ große Zwischenräume zwischen den einzelnen Fasern hat und zahlreiche Faserenden erstrekken sich aus der Garnoberfläche heraus· Derartige Garne

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können relativ große Mengen an Imprägnierungsmittellösungen aufnehmen und überschüssige Verdünnungsmittellösungen sind nicht erforderlich« damit ein Eindringen der Imprägnierungsmittellösungen in dae Zentrum dee Garnes erfolgen kann« Kupplungsbelagvorformen, die aus imprägnierten Stapelglasfasergarnen gewickelt sind, ermöglichen ein gutes Füllen der Formen und der Formecken· Öle Haftung zwischen benachbarten Garnen ist sehr gut und die Beläge können in zufriedenstellender Weise geschliffen oder bearbeitet werden· Kupplungebeläge, die Stapelglaefasergarne enthalten, weisen im allgemeinen eine geringere Festigkeit auf als Beläge, die Endlosglasfasergarne enthalten« Ein weiterer Nachteil der Stapelglasfasergarne besteht darin, daß gebrochene Fasern während des Imprägnierens aus dem Garn herausfallen und dies führt zu einer Verschmutzung des Imprägnierungebades, wodurch die Viskosität des Imprägnierungsmittels erhöht wird und dessen Eindringen in das Garn vermindert wird« Die Atmosphäre in der Umgebung der Imprägnierungsstation wird ebenfalls durch diese gebrochenen Fasern verschmutzt, die umherfliegen«

Stapelglasfasern sind normalerweise zugespitzt und falls sie gebrochen sind, können kurze Fasern entstehen, die eingeatmet werden können und dies führt zu einer Gesundheitsgefährdung· Kupplungsbeläge,, die verbesserte Glasfasergarne mit rauhen oder offenen Oberflachen aufweisen, die Endlosglasfasern enthalten, Stapelglasfasern oder Kombinationen dieser beiden, sind in der britischen Patentanmeldung Nr* 2 039 557 A beschrieben·

Ein derartiges Garn weist heraueragende Schlaufen auf, wobei eine Gruppe von Strängen um eine andere Gruppe von Strängen gewickelt ist und das gesamte Garn mit einem feinen

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Faden umwickelt ist« Die Schlaufen werden dadurch erzeugt, daß die Wickelgruppe der Stränge mit einer größeren Geschwindigkeit zugeführt als abgeführt wird«

Garne mit Schlaufenstruktur werden vollständig aus Endlosfäden hergestellt und weisen eine höhere Festigkeit auf und behalten relativ große Mengen an Imprägnierungslösungen· Feste Kupplungsbeläge können aus derartigen Garnen hergestellt werden, jedoch werden Viskose-Imprägnierungslösungen in den relativ großen Schlaufen und Oberflächenzwischenräumen festgehalten, ohne zwischen die dicht gepackten Fäden in jedem Strang des Garnes einzudringen« Bei diesen Garnen ist eine zweistufige Imprägnierung wünschenswert, wie es in der GB-PS 2 033 443 beschrieben wird, wobei das Garn zuerst in einer verdünnten Lösung eines wärmehärtbaren Harzes imprägniert wird, das zwischen die einzelnen Glasfäden eindringen kann, wonach eine Trocknung erfolgt, um das Lösungsmittel zu entfernen und danach wird mit einer viskoseren Lösung oder Dispersion eines thermohärtenden Bindemittels nochmals imprägniert· Dies erfolgt um zu verhindern, daß Bündel von nicht-imprägnierten Glasfäden im Garn verbleiben und aus den geschliffenen oder bearbeiteten Oberflächen von aus diesen Garnen hergestellten Belägen heraus erstrecken«

Außerdem müssen die gewickelten Vorformen mit dichtem Sitz In der Vulkanleier- oder Aushärtungsform sitzen, um eine vollständige Füllung der Form während des Aushärtens unter Druck zu gewährleisten«

Gewickelte Stapelglasfasergarne sind teurer als Schlaufenstrukturgarne aus Endlosfäden und weniger fest und erfordern ebenfalls eine zweistufige Imprägnierung mit Blndemit-

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tel, um in zufriedenstellender Welse den Endlosfadenkern zu imprägnieren·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es« einen Reibungsbelag mit Fasermaterial« insbesondere in Form von Glasfasern oder Glasgarn und ein Verfahren zur Herstellung des Belages zu entwickeln, der verbesserte Gebrauchswerteigenschaften aufweist·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde« einen Reibungsbelag mit Fasermaterial« insbesondere in Form von Glasfasern oder Glasgarn und ein Verfahren zur Herstellung des Belages so auszubilden« daß der Reibungebelag eine höhere Berstfestigkeit aufweist«

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst« daß der Reibungsbelag ein texturiertes Endlosglasfadengarn enthält« in das wenigstens 1,5 % an verbleibendem Overfeed während der Texturierung eingeführt wurde (der Prozentsatz an verbleibendem Overfeed wird durch einen Vergleich des Gewichtes einer gegebenen Länge des Garns vor der Texturierung mit der gleichen Länge des Garnes nach der Texturierung ermittelt und ist der Prozentsatz der Gewichtszunahme der gegebenen Länge des Garnes) und ein Imprägnierungsmittel für dieses Fasermaterial ein wärmehärtbares Polymermaterial aufweist» In einer weiteren Ausführung kann gewebtes Material texturiertes Glasgarn aufweisen« Der Reibungsbelag kann beispielsweise ein gewickelter Kupplungsbelag sein« der die

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Form einer ringförmigen Kupplungsbelegung aufweist«

Endlosfaden-Glasfasergarne können beispielsweise mittels eines turbulenten Luftstrahles texturiert werden« um Garne mit erhöhter Bauschigkeit zu schaffen, welche die relativ hohe Bauschigkeit von Stapelfasergarnen aufweisen, wobei jedoch diese Garne bei verminderten Kosten eine höhere Festigkeit haben« Beim Texturieren wird ein Strang oder werden mehrere Stränge, von denen Jeder eine Vielzahl von parallel feinen Endlosfadenglasfasern aufweist, mit einem Schlichte-Mittel beschichtet·, welches das Faserbündel zusammenhält und diese Stränge werden durch einen turbulenten Luftstrahl hindurchgeführt, indem die Schlichte-Mittelbeschichtung aufgebrochen wird, wodurch es den einzelnen Fäden ermöglicht wird, sich vom Strang zu lösen und die Fäden können sich miteinander verschlingen, um eine relativ offene bauschige Struktur zu erzeugen, in der die einzelnen Fäden nicht langer parallel zueinander verlaufen« Die Stränge werden in den Texturlerungsblasstrahl mit einer höheren Geschwindigkeit eingeführt als mit der, mit der sie aus dem Strahl abgezogen werden« Der Materialüberschuß wird durch den turbulenten Luftstrom in Schlaufen und Wellen umgewandelt, die sich miteinander verschlingen, um die gewünschte Bauschigkeit zu ergeben« Die Größe der Textur, die in das Garn eingeführt wird, kann dadurch gemessen werden, daß das Gewicht einer gegebenen Länge des Garnes vor dem Texturieren mit der gleichen Länge des Garnes nach dem Texturleren verglichen wird und der Prozentsatz an Gewichtszunahme der gegebenen Länge des Garnes wird als "Prozentsatz an verbleibendem Overfeed" bezeichnet« Der im weiteren Text verwendete Begriff "Overfeed" bedeutet "Zufuhrüberschuß". Ein leicht

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texturiertes Garn, in welchem die Glasfäden vom ursprünglichen Strang getrennt sind, jedoch relativ glatt und gerade verbleiben, weist einen Overfeed von etwa 0,5 % auf, während stärker texturierte Garne, in denen die Fäden in welligen Bahnen liegen und stark verschlungen sind, um ein bauschiges Garn zu ergeben, weisen einen verbleibenden Overfeed von über 10 % auf* Der verbleibende Overfeed kann dadurch geändert werden, daß Zufuhr- und Abfuhrgeschwindigkeit, Luftdruck, Wickelspannung in an sich bekannter Weise verändert werden«

Es wurde eine Anzahl von texturierten Glasgarnen mit unterschiedlichem Prozentsatz an verbleibendem Overfeed mit einem typischen Bindemittel imprägniert. Dabei ergab sich, daß die Bindemittelaufnahme zunahm, wenn der Prozentsatz an verbleibendem Overfeed zunahm und bei hohen Bindemittelaufnahmewerten trockneten die Garne sehr langsam und konnten nicht mit ökonomischen Produktionsraten imprägniert werden, Kupplungsbeläge, die aus Garnen hergestellt wurden, welche große Mengen an Imprägnierungsmittel enthielten, wiesen eine geringe Berstfestigkeit auf·

Es werden deshalb Garne bevorzugt, die einen Prozenteatz an verbleibendem Overfeed von 1,5 % bis 9 % und vorzugsweise nicht mehr ale 6 % aufweisen· Falle gewünscht, können die Stränge einzeln oder miteinander verzwirnt werden, ehe sie texturiert werden«

Die Imprägnierungsmittelaufnahme kann auf einen tieferen gewünschten Wert für ein spezielles Garn vermindert werden, und zwar durch eine Verdichtung des Garnes durch eine Ver-

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zwirnung vor dem Imprägnieren« Die erforderliche Verzwirnung wird durch die Bauschigkeit und den tex des ursprünglichen texturierten Garnes bestimmt· Da die Kosten einer Verzwirnung mit dem Verzwirnungsgrad ansteigen und da der Verzwirnungsgrad erforderlich ist, um die Imprägnierungsmittelaufnahme bauschiger Garne auf einen annehmbaren Wert zu senken, führt dies zur Erzielung der Stabilität zu einer Dopplung und dies ist ein weiterer kostenverursachender Schritt· Es ist deshalb bevorzugt, mit einer geringeren Bauschigkeit und einem geringeren Verzwirnungegrad zu arbeiten· Garne mit etwa 1800 tex und 3 % an verbleibendem Overfeed neigen dazu, etwa 200 bis 250 Gew.-% Imprägnierungsmittel aufzunehmen und dies ist mehr als zur Herstellung von Belägen mit hoher Berstfestigkeit erwünscht« Die Einführung einer Verzwirnung von 20 bis 80 tpm vermindert diese Aufnahme auf den bevorzugteren Wert von 180 % bis 80 %.

In der Textilindustrie wird der Begriff des Verzwirnungsfaktors verwendet« Diese Größe ist definiert als Produkt der Verzwirnung (üblicherweise angegeben in Drehungszahl (t pro Längeneinheit pro Metern) und der Quadratwurzel der tex« Garne mit unterschiedlichem tax, welche den gleichen Verzwirnungsfaktor haben, haben sehr ähnliche Eigenschaften bezüglich der Bauschigkeit der spezifischen Festigkeit usw. und weisen ähnliche Eigenschaften beim Imprägnieren auf· Für glastexturierte Glasgarna mit etwa 3 % an verbleibendem Overfeed wird vorzugsweise mit einem Verzwirnungsfaktor im Bereich von 1000 bis 3000 gearbeitet·

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Öle Verbindung von Metalldrähten mit glastexturlertem Garn verbessert die Reibungs- und Verschleißcharakteristiken von Kupplungsbelägen, die aus diesen Garnen hergestellt werden« Geeignete Drähte sind solche« die in üblichem Kupplungsgarn auf Asbestbasis verwendet werden, beispielsweise Kupferdrähte, Messingdrahte, Bronzedrähte und Zinkdrähte· Drähte aus anderen Metallen können, falls gewünscht, ebenfalls verwendet werden« Metalldrähte mit sehr geringen Durchmessern können mit Glasfasersträngen verbunden werden, wenn diese durch den Texturierungeluftstrahl hindurchgeführt werden« Es ist jedoch einfach, die übliche Drahtdicke von etwa 36 SWG (standard wire gauge) wie bei Asbestgarnen während des Verzwirnens des Garnes zuzuführen« Ein Draht oder mehrere Drähte können hinzugefügt werden entweder als Kern des Garnes, wobei die Glasfaser um den Draht herumgewickelt ist oder als Umwicklung in einer schraubenförmigen Bahn um das verzwirnte Glasgarn. Die Imprägnierungsmittelaufnahme und der Eintritt an Imprägnierungsmittel kann dadurch vermindert werden, daß der Draht um das Glas herumgewickelt wird« Die Imprägniermittelaufnahme hängt von der Größe der Verzwirnung im fertigen Garn und von der Spannung im Draht ab, Falls eine maximale Aufnahme oder ein maximales Eindringen erforderlich ist, sollte die Wickeldrahtspannung und die Garnverzwirnung auf ein Minimum gehalten werden« Zwei oder mehr feine Drähte können ale Wicklung anstatt eines dicken Drahtes verwendet werden und können nebeneinander oder im Abstand voneinander angeordnet werden« Im Abstand voneinander angeordnete Umwicklungen vermindern die Imprägniermittelaufnahme im Vergleich zu nebeneinandergewickelten Drähten, jedoch weisen Reibungsbeläge aus umwickeltem Garn mit Abstand zwischen den Wicklungen eine gleichförmigere

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Verteilung des Drahtes In Ihren Oberflächen auf. Draht kann ebenfalls um einen texturierten Glasstrang dadurch herumgewickelt werden, daß eine übliche Wickelmaschine verwendet wird, um einen gebundenen Strang zu erzeugen, der einen nicht verzwirnten Kern aus texturierten Glasfaserfäden aufweist, der schraubenförmig mit einem oder mehreren Drähten umwickelt ist· Der Glaskern wird durch die Umwicklung mit Draht verfestigt und Garne mit zufriedenstellenden Imprägnierungseigenschaften können auf diese Weise hergestellt werden« Die Wicklungszahl des Drahtes kann bei diesem Verfahren höher sein als beim Verzwirnen des Glases und des Drahtes miteinander, wobei noch zufriedenstellende Imprägnierungseigenschaften aufrechterhalten werden können« Wenn man beispielsweise ein Ende eines 1800 tex texturiertes Glasgarn mit 120 Wicklungen pro Meter umwickelte, 60 erhielt man eine Imprägniermittelaufnahme von 135 Gew«-%« Ein in zufriedenstellender Weise verzwirntes Garn kann jedoch nicht mit 120 Drehungen pro Meter hergestellt werden« Ein verzwirntes Garn mit 80 Drehungen pro Meter ergab eine Aufnahme von lediglich 80 % und das Imprägniermittel trat nicht in ausreichender Weise in das Garn ein« Gebundene Stranggarne mit entgegengesetzt schraubenförmig gewickelten Drähten wurden hergestellt» Die Imprägniermittelaufnahme ist geringer als wenn lediglich ein Draht verwendet wird« Beispielsweise wurde ein Ende eines 1800 tex texturierten Glasgarnes mit zwei Enden eines 38 SWG Messingdrahtes mit 120 Umdrehungen pro Meter umwickelt und dies führte zu einer Imprägniermittelaufnahme von 89 %* Organische Fasern können in die Garne zusätzlich zu Glasfasern eingebracht werden, um die Reibungseigenschaften', den Verschleiß und die Dichte der Reibungebelege zu verbessern, und zwar dadurch, daß

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(a) organische Endlosfäden und Glasfaserstränge durch den Texturierungsblasstrahl hindurchgeführt werden, um ein texturierte8 Garn zu erzeugen, in dem die Fasern innig gemischt sind oder (b) durch Fachen oder Doppeln eines oder mehrerer Enden von organischen Fasergarnen mit einem oder mehrere Enden des texturierten Glasfasergarnes, wobei die Fasern in dem hergestellten Garn nicht so gut miteinander vermischt sind wie bei dem Verfahren (a) , wobei jedoch bei diesem Verfahren organische Stapelfasern verwendet werden können·

Organische Fasern, die sich ohne Schmelzen zersetzen, sind bevorzugt· Wärmeschmelzbare Fasern können jedoch auch verwendet werden, obwohl schmelzbare Fasern beim Einrücken der Kupplung oft erweichen oder schmelzen können, da hierbei hohe Temperaturen erreicht werden.

Der Zusatz von Polyesterfasern in gewickelten Glaskupplungsbelägen, die texturierte Glasgarne enthalten und einen Meseingdraht,vermindern die Reibung bei niedrigen Temperaturen verglichen mit Kupplungsbelägen aus ähnlichen Garnen, die lediglich das texturierte Glasgarn und den Messingdraht enthalten. Die Reibung derartiger Beläge, die Polyesterfaser enthalten, nimmt zu, wenn die Beläge bei Temperaturen im Bereich von 150 ⁰C bis 250 ⁰C getestet werden« Der Zusatz von schmelzbaren organischen Fasern ist ein vorteilhaftes Verfahren, um den Fading-Effekt von Kupplungsbelägen, die Glasfasern enthalten, zu verbessern. Bestimmte synthetische Fasern, wie beispielsweise Polyacrylnitril können entweder schmelzbare oder nicht-schmelzbare Fasern sein, und zwar in Abhängigkeit vom Polymertyp und von dem Gebrauch·

Kupplungebeläge, die nicht-schmelzbare organische Fasern

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enthalten (beispielsweise Fasern, die unter der Einwirkung von Wärme sich normalerweise ohne zu schmelzen zersetzen) können dadurch hergestellt werden, daß die nicht-schmelzbaren organischen Fasern dem Glasfasergarn zugesetzt werden oder dadurch, daß ein aus nicht-schmelzbaren organischen Fasern bestehendes Garn oder mehrere derartige Garne mit einem oder mit mehreren texturierten Glasfasergarnen kombiniert werden, wenn die Garne in das Imprägnierungsbad eingeführt werden* Geeignete nicht-schmelzbare organische Fasern sind natürliche oder regenerierte Zellulosefasern wie beispielsweise Baumwolle, Qute, Hanf, Sisal, Kunstseide, Phenolharzfasern und aromatische Polyamid- oder Aramidfasern. Wenn die nicht-schmelzbaren Fasern mit den Glasfasern texturiert werden sollen, dann müssen sie ale Endlosfäden vorliegen« Diee schließt natürliche Zelluloaestapelfaaern aus, die lediglich als Garn während eines Dopplunge- oder Fachungsarbeitsgangee oder während der Imprägnierung zugesetzt werden können«

Die Einbringung von nicht-schmelzbaren organischen Fasern in texturierte Glasfasergarne für Reibungsbeläge ist vorteilhaft, da die Belagdichte vermindert und die Trägheit der Reibungekupplungsplatta vermindert werden kann, ohne daß in unerwünschter Weise die Festigkeit oder die Leistung beeinträchtigt werden. Falle gewünscht, können Reibung und Fading-Eigenschaft durch Zusatz von geeigneten Mangan von entweder schmelzbaren oder nicht-schmelzbaren organischen Fasern im Reibungsbelag verändert werden»

Texturierte Glasfasergarne, die lediglich Glasfasern und Metalldrähte oder Glasfasern und organische Fasern mit oder

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ohne Metalldrähte aufweisen, können verwendet werden, um Textilgewebe zu weben, die nach der Imprägnierung mit einem Bindemittel als Reibungselemente in Kupplungen oder in Bremsen verwendet werden können» Typische Imprägnierungsmittel enthalten Lösungen von wärmehärtbaren Harzen, Elastomere und Asphalt oder ähnliche Materialien und ebenfalls Trockenöl.

Der Anteil an Metalldraht, der bei dem texturierten Glasgarn verwendet wird, kann von O bis zu AO % des Gesamtgewichtes des Garnes betragen« Es ist jedoch bevorzugt, einen Anteil zwischen 5 % und 30 % des Garngewichtes zu verwenden· Der Einbau höherer Anteile an dichten Metalldrähten, wie Kupfer oder Messing,führt zur Herstellung von Belägen mit außerordentlich hoher Dichte, wenn nicht große Mengen von organischen Fasern ebenfalls in das Garn eingebaut werden« Der Anteil an organischen Fasern, der in das texturierte Glasgarn eingebaut wird, kann von O bis 100 Gew.-% des Glases im Garn betragen« Der bevorzugte Anteil an wärroeschmelzbaren organischen Fasern beträgt 1 bis 15 Gew»-% des Glases, welches im Garn vorhanden ist und der bevorzugte Anteil an nichtschmelzbaren organischen Fasern liegt im Bereich von 10 bis 67 Gew«-% des Glases, welches in dem Garn vorhanden ist«

Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmäßig, das texturierte Endlosfadengarn mit einem wärmehärtbaren Bindemittel zu imprägnieren, danach das imprägnierte Garn zu trocknen, zu einem Reibungsbelag zu formen und anschließend Druck und War· roe auf die Form aufzubringen und die sich ergebende Zusammen· Setzung zu härten«

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird bei der Formung das Imprägnierte, getrocknete Garn zu einem Kupp-

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lungbelag gewickelt₍ um eine ringförmige Vorform herzustellen, die danach in einer Form unter Anwendung von Hitze und Oruck gehartet wird*

Ausführungsbeispiel

Beispiel 1 - Beziehung zwischen Garntexturierung und Binde mittelaufnahme

Blastexturierte Glasfasergarne wurden aus Endlosfäden aus E-Glaefaeer mit 10 Mikrometer Faserdurchmesser hergestellt und mit einer Bindemittelzusammeneetzung imprägniert« wie sie in Tabelle I angegeben ist«

Tabelle I

Gewicht8-%

Styrol/Butadien-Kautschuk 22

Schwefel 10

Phenol-Formaldehyd-Harz 3

Ruß 18

Baryt 14

Graphit 6

Litharge 23

Trichlorethylen 257

Oae Garn wurde dadurch imprägniert, daß dies durch ein Bad hindurchgezogen wurde, welches das Bindemittel enthielt« Ein Überschuß wurde dadurch entfernt, daß das Garn durch einen 3 mm breiten Schlitz in einer Stahlplatte hindurchge-

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drückt wurde· Dann wurde das Garn beim Durchgang durch einen Turm mit umgewälzter Heißluft getrocknet, wobei die Heißluft in den Turm mdt einer Temperatur von 115 ⁰C eintrat. Das Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,3 m pro Minute imprägniert und die Aufnahme an Imprägniermittel wurde dadurch bestimmt, daß 10 m des getrockneten Garnes gewogen wurden« Der Aufnahmeprozentsatz (aufgenommenes Gewicht« bezogen auf das Garngewicht) für die verschiedenen Garne sind unten in Tabelle 2 veranschaulicht*

Tabelle II Garnaufbau

2400 tex texturiertes Glas Garn-unverzwirnt

2 Enden 1200 tex texturiertes Glas verzwirnt mit ( 40 tpm Ein Ende 1800 tex texturiertes

( 28 tpm Glas + 1 Ende 36 SWG Messing

( 68 tpm als Umwicklung ( 80 tpm

2 Enden 900 tex texturiertes Glas/38 SWG Maselng«Glas und Messing geführt durch einen Texturierungsblas6trahl zusammen und

Verbleibender	Aufnahme
Overfeed	355
( 8.8	279
( 5.4	250
( 2.8	202
( 2,4	137
3	182
3	116
3	80
3

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Tabelle II (Fortsetzung)

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Garnaufbau Verbleibender Overfeed Aufnahme

dann die beiden Enden verdrillt

mit 40 Drehungen pro Meter 3

1800 tex texturierter Glasstrang umwickelt mit einem 36 SWG Measingdraht mit 120 Drehungen pro

Meter 3

1800 tex texturierter Glasstrang mit 2 entgegengesetzt schraubenförmig gewickelten 36 SWG Messing» drähten mit 120 Drehungen pro Meter 3

tpm ss Drehung pro Meter SWG » standard wire gauge

Beispiel 2

Ein 1800 tex t>lae-texturiertes Glasgarn mit einem verbleibenden Overfeed von 3 % wurde mit einem 36 SWG Kupferdraht als Umwicklung verzwirnt mit einer Verzwirnung von 68 Drehungen pro Meter im endgültigen Garn« Drei Trumme dieses Garnes wurden zusammen«wie in Beispiel 1 beschrieben, imprägniert, und es ergab eine Imprägnierraittelaufnähme von 101 Gew„-% an trockenen Feststoffen« Kupplungsbeläge wurden durch Wicklung von ringförmigen Vorforraen aus dem Garn her-

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gestellt, wobei ein willkürliches Wicklungsmuster verwendet wurde und die Vorformen wurden in einer Form unter Einwirkung von Druck gehärtet, um genutete Beläge herzustellen. Die Beläge wurden bei einer Temperatur von 150 C und einem Druck von 2 t pro Quadratzoll der Belägoberfläche während 6 Minuten ausgehärtet und danach wurde die Presse in erforderlicher Weise entlastet, um eine Blasenbildung am Belag zu verhindern.

Die druckgehärteten Beläge wurden dann 6 Stunden bei einer Temperatur von 2000 ⁰C gebacken, während sie zwischen festen Metallplatten eingespannt waren, um eine Verwerfung zu verhindern und dann wurden die Beläge auf die gewünschte Dicke geschliffen»

Dichte dee fertigen Belages 2,09 - 2,16 g/ml·

Berstfestigkeit eines Bodenbelages mit den Abmessungen

8" χ 5 3/4" bei 200 ⁰C 12 000 - 14 000 Umdrehungen pro Mi-

Beispiel 3

1600 tex Glasfiberstrang und eine 250 tex viskose Kunstseide wurden zusammen durch einen Blastexturierungsstrahl geführt, um ein texturiertes Garn mit einem verbleibenden Overfeed von 3 % zu erzeugen· Ein Trumm wurde mit einem Trumm eines Messingdrahtes mit 36 SWG als Umwicklung verzwirnt, um ein Garn mit einer Verzwirnung von 36 Drehungen pro Meter zu erzeugen« 3 Trumme des Garnes wurden zusammen, wie in Beispiel 1 dargelegt, imprägniert,und es ergab eine Imprägniermittelaufnahme von 103 Gew«-%* Dann wurden Kupp-

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lungsbeläge aus diesem Garn« wie In Beispiel 2 beschrieben, hergestellt»

Dichte des fertigen Belages 1,95 - 2,0 g/ml Berstfestigkeit eines gebohrten Belages mit Abmessungen von

8^M - 5 3/4" bei 200 ⁰C 11 500 - 12 600

Umdrehungen pro Meter

Beispiel 4

Ein Trumm eines 1650 tex blas-texturierten Glasgarnes mit einem verbleibenden Overfeed von 3 % wurde mit drei Trummen eines 109 tex Endlospolyesterfasergarnes und einem Trumm eines Messinggarnes mit 36 SWG als Umwicklung verzwirnt, um ein Garn mit einer Verzwirnung von 50 Umdrehungen pro Meter zu erzeugen« Drei Trummθ des Garnes wurden zusammen, wie in Beispiel 1 dargelegt, imprägniert, und es ergab sich eine Imprägniermittelaufnahme von 122 Gew«-%« Kupplungsbeläge wurden aus diesem Garn wie in Beispiel 2 beschrieben, hergestellt·

Dichte des fertigen Belages 1,87 - 1,94 g/ml Berstfestigkeit eines gebohrten Belages mit den Abmessungen

8" χ 5 3/4" bei 200 ⁰C 12.200 * 13.400

Umdrehungen pro Minute

23 8 92 8

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s/ - 19 Beispiel 5

Ein Trumm eines 1800 tex blas-texturierten Glasgarnes mit einem verbleibenden Overfeed von Z % wurde mit vier Trummen eines 54 tex 'Kynol'-Phenolharzstapelfasergarnes und einem Trumm eines Messigdrahtes mit 36 SWG als Umwicklung verzwirnt, um ein Garn mit einer Verzwirnung von 68 Drehungen pro Meter zu erzeugen« Drei Trurame dieses Garnes wurden zusammen wie in Beispiel 1 imprägniert« und es ergab sich eine Imprägniermittelaufnahme von 196 Gew_#-% und Kupplungsbeläge wurden aus diesem Garn« wie in Beispiel 2 beschrieben« hergestellt«

Dichte des fertigen Belages 2*00 - 2,03 g/ml

Berstfestigkeit des gebohrten Belages mit einer Abmessung von

8" χ 5 3/4" bei 200 ⁰C 11.500 - 12.100 Um

drehungen pro Minute

Beispiel 6

Ein Trumm eines 1800 tex blae-texturierten Glasfasergarnes mit einem verbleibenden Overfeed von 3 % wurde mit einem Trumm eines Messingdrahtes von 36 SWG als Umwicklung verzwirnt:, um ein Garn mit einer Verzwirnung von 68 Drehungen pro Meter zu erzeugen. Zwei Trurarae dieses Garnes und zwei Trurame eines 500 tex "Kaviar" zu. Aramidstapelfasergarnes wurden zusammen wie in Beispiel 1 imprägniert und es ergab sich eine Imprägniermittelaufnahme von 156 Gew.-%. Das Garn wurde dann wie in Beispiel 2 beschrieben zu einem Kupplunge· belag gewickelt und fertig bearbeitet.

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238928 6

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Dichte des fertigen Belages 1,94 - 1,98 g/ml Beretfestigkeit des gebohrten Belages mit einer Abmessung

von 8" χ 5 3/4" bei 200 ⁰C 13,300 - 14,200

Umdrehungen pro Minute

Beispiel 7

Ein Trumm eines 1860 tex blas-texturierten Garnes mit 71 % Glasfasern und 29 % Viskose-Fasern wurde mit 40 Drehungen pro Meter verzwirnt und ein Kupferdreht mit 36 SWG wurde als Umwicklung beim Verzwlrnen aufgebracht· Drei Trumme dieses Garnes wurden zusammen«wie in Beispiel 1 beschrieben, imprägniert, es wurde jedoch ein 2,5 mm breiter Schlitz verwendet, um eine Imprägniermittelaufnahme von 119 Gew«-% zu erzielen« Das Garn wurde dann zu einem Kupplungsbelag wie in Beispiel 2 beschrieben und fertig verarbeitet·

Dichte des fertigen Belages 1,94 - 1,98 g/ml

Berstfestigkeit eines gebohrten Belages mit einer Abmessung

von 8" χ 5 3/4" bei 200 ⁰C 10.500 - 11.500 Um

drehungen pro Minute

Beispiel 8

Ein 11 mm dickes und 190 mm breites Textilgewebe wurde hergestellt unter Verwendung eines üblichen BB L 4-Fach-Webstuhles, wie er üblicherweise bei Asbestgarnen verwendet wird,und es wurde ein texturiertes Endlosglasfasergarn verwendet«

AP F 16 D/238 928 6 60 713 28

238928 6

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Das Garn enthielt 66 Gew«-% Glas« 18 Gew«-% Viskose-Fasern und 16 Gew«-% Messingdraht und wurde wie folgt hergestellt: Endlosglasfasern und die Viskosefasern wurden wie zuvor blas-texturiert und die texturierten Fäden wurden dann mit einem Trumm eines Messingdrahtes von 0,15 mm Durchmesser mit 32 Drehungen pro Meter verzwirnt, und zwar wurde eine sogenannte S-Verzwlrnung verwendet und dann wurden vier Trumrae miteinander mit 40 Drehungen pro Minute verzwirnt, wobei eine Z-Verzwirnung vorgenommen wurde«

Das Textilgewebe wurde mit einer Imprägnierungsmittellösung imprägniert, die aus einem Cresolformaldehydharz gelöst in Naphtha bestand und nahm 40 Gew.-% des Gewebes an Imprägniermittel auf« Die Imprägniermittellösung hatte eine Feststoff ausbeute bei 150 ⁰C von 75 bis 77 Gew«-%, eine Härtungszeit von 8 1/2 bis 13 1/2 Minuten bei 150 ⁰C und eine Viskosität bei 25 ⁰C von 190 bis 220 Centipoise.

Das imprägnierte Gewebe wurde in heißer Luft getrocknet, um das Lösungsmittel zu entfernen, gerollt um das Material zu verfestigen und dann in einem Ofen bei 230 ⁰C gebacken, um das Harz zu härten· In diesem Fall wurde das Material als flache Masse gehärtet« Das Material kann jedoch auch als Rolle gehärtet oder um eine Trommel herumgewickelt gehärtet werden«

Das Material kann anschließend zugeschnitten, gebohrt und im Fall einer flachen Matte auf den gewünschten Durchmesser , einer Bremsbelegung gebracht werden«

Das gehärtete Reibungsmaterial wies einen Reibungskoeffizienten von 0,6 bei 175 ⁰C auf«

Claims

AP F 16 D/238 928 6 60 713 28 238928 6 - 22 - ErfIndungsansp ruch

1, Reibungsbelag mit Fasermaterial, insbesondere in Form von Glasfasern oder Glasgarn, gekennzeichnet dadurch, daß
dieses ein texturiertes Endlosglasfadengarn aufweist,
in welches ein verbleibender Zufuhrüberschuß von wenigstens 1,5 % während der Texturierung eingebracht wurde« ein Prozentsatz an verbleibendem Zufuhrüberschuß wird
durch einen Vergleich des Gewichtes einer gegebenen Länge des Garnes vor der Texturierung mit der gleichen Länge des Garnes nach der Texturierung bestimmt, wobei der Prozentsatz der Gewichtszunahme der gegebenen Länge des Garnes bestimmt wird, und daß ein Imprägnierungsmittel
für dieses Fasermaterial ein wärmehärtbares Polymermaterial aufweist.

2· Reibungsbelag nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein gewebtes Material dieses texturierte Glasgarn aufweist,

3« Reibungsbelag nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Imprägnierungsmittel eine Harzlösung oder ein Trokkenöl aufweist«

4, Reibungsbelag nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch« daß dieser die Form einer ringförmigen Kupplungsbelegung
von gewickeltem Aufbau hat·

5« Reibungsbelag nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch« daß das Imprägnierungsmittel ein Bindemittel aufweist, welches ein Harz und/oder ein Elastomer und einen oder mehrere Füller aufweist«

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6. Reibungebelag nach Punkt 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß der verbleibende Zufuhrüberschuß im texturierten Endlosglasfasergarn im Bereich von 1,5 % bis zu 9 % liegt.

7. Reibungsbelag nach einem der vorhergehenden Punkte« gekennzeichnet dadurch, daß das texturierte Endlosfaserglasgarn ebenfalls einen oder mehrere Metalldrähte enthält, deren Gewicht 40 Gew«-% des Gesamtgarngewichtes nicht übersteigt«

8* Reibungsbelag nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Metalldraht als Umwicklung des Garnes dient«

9« Reibungsbelag nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Metall aus der Gruppe: Kupfer, Messing, Bronze und Zink ausgewählt ist«

10. Reibungsbelag nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das texturierte Endlosfadenglasgarn ebenfalls Textilfasern aufweist«

11« Reibungsbelag nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die organische Faser in einer Gewichtsmenge bis zur gleichen der Menge der Endlosglasfaser enthält«

12« Reibungsbelag nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß schmelzbare organische Fasern in einer Menge bis zu 15 Gew.-%, bezogen auf das Glas-Gewicht, enthalten sind«

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13· Reibungebelag nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß nicht-schmelzbare organische Fasern in einer Menge von 10 bis 67 Gew.-% des Glases enthalten sind«

14· Verfahren zur Herstellung von Reibungebelägen aus zusammengesetztem Material nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das texturierte Endlosglasfadengarn mit einem wärmehärtbaren Bindemittel imprägniert wird, danach das imprägnierte Garn getrocknet, anschließend das Garn zu einem Reibungsbelag geformt und danach Druck und Wärme auf die Form aufgebracht und die sich ergebende Zusammensetzung gehärtet wird·

15« Verfahren nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Formung das imprägnierte, getrocknete Garn zu einem Kupplungsbelag gewickelt wird, um eine ringförmige Vorform herzustellen, die danach in einer Form unter Anwendung von Hitze und Druck gehärtet wird«