DE2142995A1

DE2142995A1 - Reibwerkstoff

Info

Publication number: DE2142995A1
Application number: DE19712142995
Authority: DE
Inventors: Bernhard Huettermann; Karl Mertl
Original assignee: Jurid Werke GmbH
Current assignee: Federal Mogul Bremsbelag GmbH
Priority date: 1971-08-27
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1973-03-01
Also published as: DE2142995B2

Description

Reibwerkstoff Die Erfindung bezieht sich auf einen Reibwerkstoff, der aus für Reibwerkstoffe üblichen Bindemitteln, für Reibwerkstoffe üblichen Füllstoffen und die Reibeigenschaften modifizierenden Zusatzstoffen in Form von gebundenen Partikeln besteht.
Es ist bekannt, daß man zur Verbesserung der Reibeigenscha£-ten, insbesondere zu Erzielung eines bleibenden hohen Reibungskoeffizienten bei Reibbelägen Zusatzstoffe, und zwar entweder anorganisch gebundene, z,Bo Sinterstoffe, oder organisch gebundene keramische oder oxidische Stoffe dem Gemisch aus Bindemittel und FUllstoff zusetzt und daraus in üblicher Weise die Bremsbeläge formt. Die so hergestellten fertigen BremBbelOge zeichnen sich inabesondere bei relativ hohen Temperaturen dadurch ein besonders gutes Reibverhalten aus. Nachteilig ist bei diesen bekannten Reibwerkstoffen die Tatsache, daß die Größe der Partikel, in denen diese Zusatzstoffe entweder in gesinterter Form, wenn es sich um Metallpulver handelt, oder in wärmegehärtetem Zustand, wenn es sich um mit anorganischem oder organischem Bindemittel gebundene pulverförmige Zusatzstoffe, wie beispielsweise feste Schmierstoffe, Metalle, Oxid- oder Kerampulver handelt, verschieden ist. Liegen die Zusatzstoffe in Form von relativ großen Partikeln vor, dann besteht die Gefahr, daß diese bei der Verarbeitung zu den fertigen Reibbelägen teilweise zerstört werden, und es bildet sich unerwünscht hoher Abfall. Kleine Teilchen, die für die Einarbeitung problemitser sind, müssen durch sorgfältige Zerkleinerung der gesinterten bzw. wärmegehärteten Zusatzitoffe zunächst gewonnen werden. Bei dem dazu erforderlichen Aufmahl- oder Brechprozess beträgt die Abfallrate an Material nicht geeigneter Korngröße erfahrungsgemäß mindestens 3C, was wiederum unwirtschaftlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Nachteile zu beheben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelegt, daß in einem Reibwerkstoff der eingangs angegebenen Art, bestehend aus für Reibwerkstoffe üblichen Bindemitteln, für Reibwerkstoffe Ublichen Füllstoffenund üblichen die Reibeigenschaftenmodifizierenden Zusatzstoffen in Form von gebundenen Partikeln erfindungsgemäl die modifizierenden Zusatzstoffe als hochverdichtetes Granulat definierter Kornform vorhanden sind. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das hochverdichtete Granulat in Form von Kleinstpreßlingen vorliegt. Zweckmäßig ist es, wenn die modifizierenden Zusatzstoffe in Form von Teilchen mit Pyramidenstumpf-Form mit einer quadratischen Grundfläche von einer Kantenlänge von 6 mm, einer Höhe von ca. 3 mm und formgleichen Seitenflächen vorliegen. Falls die Gefahr einer Entmischung besteht, kann es auch vorteilhaft sein, die modifizierenden Zusätze als verschieden geformte definierte Granulatkörper in einen Bremsbelag einzuarbeiten.
Es wurde gefunden, daß die Reibeigenschaften des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffes, in welchem die modifizierenden Zusatzstoffe als hochverdichtete Granulate definierter Kornform vorliegen, sehr zufriedenstellend sind, so daß die Materialersparnis, die sich infolge der praktisch abfallfreien Fertigung des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffes ergibt, nicht zu Lasten des Reibverhaltens geht, vielmehr einen echten technischen Vorteil bringt.
Die in dem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff vorhandenen hochverdichteten Granulate definierter Kornform sind vorteilhaft Kleinstpreßlinge, die in praktisch ähnlicher Weise hergestellt werden wie die bekannten relativ großen Zusatzstoff"Kdrper, und zwar - wenn es sich um metallische Zusätze handelt - durch Vermischen der pulverfdrmigen Ausgangssubstanzen, Verpressen dieser, Jedoch unter einem vergleichsweise hohen Preßdruck von etwa 1 bis 4 Mp/cm2, und Sintern nach bekannten Methoden -- oder, wenn es sich um oxidische und keramische Stoffe handelt, die anorganisch oder organisoh gebunden sind, durch Vermischen der pulverförmigen Ausgangsbestandteile, Verpressen dieser, 3 Jedoch unter einem vergleichsweise hohen Preßdruck von etwa bis 4 Mp/cm2 und Aushärten nach bekannten Methoden. Dabei wird, im Unterschied zu der Herstellung der bekannten Zusatzstoff-Partikel, zur Gewinnung des im erfindungsge maßen Reibwerkstoff benötigten Granulats definierter Kornform das Ausgangspulvergemisch portionsweise in kleine Formen bestimmter Gestalt eingefüllt und darin unter dem Preßdruck zu bestimmten Körpern mit definierten Dimensionen verformt und verfestigt. Es lassen sich dabei in einfacher Weise Preßlinge mit einer definierten Eelzahl von Körperflächen in definierten Dimensionen gewinnen. Infolge der definierten Dimensionen liegen die einzelnen Preßlinge auch mit definiertem Gewicht vor, was sich auf die Eigenschaften des Reibwerkstoffes vorteilhaft auswirkt, da das Granulat auf diese Weise auf die Funktionsnotwndigkeit der mit dem Reibwerkstoff herzustellenden Beläge abgestimmt und den im Reibwerkstoff-Gemisch einsetzbaren verschiedenen Reibwerkstoff-Anteilen angepaßt benutzt werden kann. Insbesondere durch die definierte Vielzahl von KörperflEchen der Preßlinge kann eine gute Verklammerung mit den vorhandenen Reibwerkstoff-Bestandteilen erreicht und einer eventuellen Entmischung während des Produktionsablaufs entgegengewirkt werden.
Darüber hinaus liegt der besondere Vorteil darin, daß aus dem gepreßten Materialvolumen eine hohe Ausbeute an Granulatkörpern definierter Kornform gewonnen werden kann.
Es wurde gefunden, daß ein hoher Ausnutzungsgrad der eingesetzten Pulvermenge zu gewonnenes (rajilatkörpern von über 90 erreicht werden kann.
In der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Formen, in denen die mit dem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff verarbeiteten Kleinstpreßlinge gefertigt werden können, beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 vergrdßert die Form eines pyramidenstumpfförmigen Granulatkörpers, Fig. 2 vergrößert eine andere Form für die Granulatkörper, sogenannte "Eiundekuchen", Fig. 3 vergrdßert die Form eines zylinderförmigen Granulatkörpers, Fig. 4 in Plattenform mit vorbestimmten Sollbruchstellen gefertigte hantelförmige und pyramidenstwnp£-förmige Granulatkdrper, Fig. 5 die Granulatkörper der Fig. 1 in Plattenform mit Sollbruchkanten gefertigt, und Fig. 6 einen Bremsbelag mit darin eingearbeiteten verschiedenen geformten definierten Granulatkörpern, Beispiel 1 Ein Pulvergemisch folgender Zusammensetzung: 70 Gew. ffi Kohlenstoff 10 Gew.-% Blei 10 Gew.- Molybdändisulfid 10 Gew.- Aluminiumsilikat wurde in einem Lödiger-Mischer unter Zusatz von 5% Trockenharz (Markenbezeichnung IßVulkadur A", Handelsprodukt der Firma Farbenfabriken Bayer) 15 Minuten lang innig vermischt.
Anschließend wurde das Gemisch in eine Formplatte gemäß Fig. 5 eingefüllt und darin unter einem Preßdruck von 2 Mp/cm² verpreßt und bei 200 C ausgehärtet. Nach dem Aushärten ließ man abkUhlen, und danach wurde die Platte an ihren Sollbruchstellen aufgebrochen. Das Material fiei praktisch vollständig in Form von Kleinpreßlingen der in Fig. 1 gezeigten Form an, und diese hatten untereinander praktisch gleiche Größe und die Lage der vorhandenen Flächen war bei allen Kleinpreßlingen praktisch ebenfalls die gleiche.
Dieses definierte Granulat wurde einem üblichen organischen Reibwerkstoff-Material in einer Menge von ca. 15 Vol.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Reibbelags, eingearbeitet.
Die daraus hergestellten Reibbeläge ergaben mindestens ebenso gute Reibeigenschaften wie VergleichsreibbelEge, die mit vergleichbarem Reibwerkstorf, jedoch mit Zusatzstoff-Partikeln unspezifischer Form gefertigt worden waren.
Beispiel 2 Ein Pulvergemiach folgender Zusammensetzung: 20 Vol-% Phenolharz-Bindemittel 15 Vol- Graphit 25 Vol-% pulverförmiges keramisches Material (Mullit) 50 Vol-% pulverförmige Metalloxide (Eisenoxid) wurden miteinander innig vermischt. Anschließend wurde das Gemisch in eine Formplatte gemäß Fig. 5 eingefüllt und darin unter einem Preßdruck von 2 Mp/cm² und bei Temperaturen bis etwa 1800C verpreßt und ausgehärtet, Nach dem Aushärten ließ man abkühlen, und danach wurde die Platte an ihren Sollbruchste]lerl aufgebrochen. Das Material fiel praktisch vollständig in Form von kleinen Preßlingen der in Fig. 1 gezeigten Form an. Diese hatten untereinander praktisch gleiche Größe und die Lage der vorhandenen Flächen war bei allen Kleinpreßlingen praktisch ebenfalls die gleiche.
Dieses definierte Granulat wurde wie in Beispiel 1 beschrieben mit einem organischen Material verarbeitet. Die daraus hergestellten Reibbeläge hatten ebenfalls mindestens ebenso gute Reibeigenschaften wie Vergleichsreibbeläge, die mit undefinierten Zusatzstoff-Partikeln gefertigt worden waren.
Auf diese Weise lassen sich Vormischungen beliebigen Charakters, sowohl anorganisch gebundene, gesinterte und organisch gebundene, in Reibwerkstoff-Gemischen auf Basis von anorganischem, organischem oder Sinter-Bindemittel verarbeiten.

Claims

Patentansprüche

1. Reibwerkstoff bestehend aus für Reibwerkstoffe blichen Bindemitteln, für Reibwerkstoffe Ublichen Füllstoffen und die Reibeigenschaften modifizierenden Zusatzstoffen in Form von gebundenen Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierenden Zusatzstoffe als hochverdichtetes Granulat definierter Kornform vorhanden sind.

2. Reibwerkstoff nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochverdichtete Granulat in Form von Kleinstpreßlingen vorhanden ist.

3. Reibwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2> dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierenden Zusatzstoffe in Teilchen von Pyramidenstupmpf-Form mit einer quadratischen GrundflE-che von einer Kantenlänge von 6 mm, einer Höhe von ca. 3 mm und formgleichen Seitenflächen vorliegen.