DE2321301B2 - Kraftfahrzeug-bremsbelagmaterial - Google Patents
Kraftfahrzeug-bremsbelagmaterialInfo
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Description
Aus der Literaturslelle »Mechanism of Brake Fade in Organic Brake Linings«, Automotive Engineering
Congress, 1967, Nr. 670 14b ist es bekannt, daß sich der
Reibungskoeffizient von Kraftfahrzeug-Reibmaterialien beim Erhitzen auf Temperaturen über 2600C und in
verstärktem Maße über 3100C verringert, wobei beobachtet wurde, daß mit einer solchen Verringerung
des Reibungskoeffizienten bei erhöhten Temperaturen die Bildung gasförmiger Bruchstücke des in dem
Reibungsmaterial enthaltenen Phenolharzes einherging. Eine Lösung des Problems, den Reibungskoeffizienten
auch bei erhöhten Temperaturen möglichst stabil zu halten, wurde in dieser Literaturstelle nicht untersucht.
Die FR-PS 14 06 546 beschreibt Kraftfahrzeug-Reibmatcrialien
aus kautschukartigen hitzehärtbaren Harzen, die zur Absorption aus solchen kautschukartigen
Substanzen entstehender flüchtiger Schwefelverbindungen pulverförmige Cellulosematerialien enthalten, die
unter der Reibungswärme zu Adsorptionskohle verkohlen. Schwefelverbindungen treten aber bei der Verwendung
synthetischer Harze nicht auf. Aus der französischen Zusatzpatentschrirt 89 994 zur FR-PS 14 06 546 V>
sind Kraftfahrzeug-Reibmaterialien bekannt, die als Füllstoffe in hit/.ehärtbaren kauischukartigen Harzen
als Füllstoffe natürlich vorkommende Aluminiumsilikatmineralien enthalten können, die aber keine Molekularsicbeigenschaften
besitzen.
Schließlich ist es bekannt, daß bestimmte kristalline Aluminosilikate auf Grund definierter Porengrößen zur
Trennung unterschiedlich großer und unterschiedlich strukturierter Moleküle geeignet sind, weswegen sie als
Molekularsiebe bezeichnet werden. Bekanntermaßen adsorbiert man mit solchen Molekularsieben bei relativ
niedrigen Temperaturen, während man sie durch Desorption im Temperaturbereich zwischen 204 und
316°C wieder regeneriert und für erneute Adsorption
aufnahmefähig macht.
Verschiedene Kraftfahrzeug-Reibmaterialien aus hit-/ehäncbaren
Harzen und Asbest mit verschiedenen Zusatzstoffen sind beispielsweise aus den US-PS
32 27 249, 33 07 969, 34 92 262, 34 94 884 und 35 85 102
bekannt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei derartigen Kraftfahrzeug- Bremsbelagmaterialien
auf der Grundlage eines synthetischen hit/.ehärtbaren Harzes und von Asbest das eingangs
geschilderte Problem einer Verringerung des Reibungs- Mi
koeffi/.ienten bei stärkerem Erhitzen des Reibmaterials
zu lösen.
Das erfindungsgemiiße K radfahrzeug-Bremsbclagmaterial
aus Asbest, einem synthetischen hit/.ehärtbaren ! I ar/, und einer Aluminiumsilikatverbindung ist dadurch es
gekennzeichnet, daß es als AiuminiuiMsniicrHVcrbindtiug
! bis lr) Gew.-"/n eines Molekularsieben in unbeladenem
Zustand enthält.
Derartige Molekularsiebe sind kristalline Metallaiuminosilikate, die in der dehydratisierten Form ein
stabiles dreidimensionales Netzwerk vom SiO4- und
AlO-4-Tetraedern besitzen und intrakristalline Hohlräume
aufweisen, die durch Poren einheitlicher Größe miteinander verbunden sind. Die Elektrovalenz der
aluminiumhaltigen Tetraeder is·, durch Kationen, besonders
Alkali- oder Erdalkalikationen, besonders Natrium-, Kalium- und Calciumionen abgesättigt. Das
Gesamthohlraumvolumen nach der Dehydratisierung liegt allgemein in der Größenordnung von etwa 25 bis
35%.
Die zeolithischen Molekularsiebtypen, wie sie in den US-PSen 28 82 243 und 28 82 244 beschrieben sind, sind
besonders geeignet. Diese sind allgemein unter den Bezeichnungen Zeolithe 3A, 4A, 5A, 1OX und 13X
bekannt und besii/.en Porendurchmesser von 3, 4, 5, 9 bzw. 10 A.
Überraschenderweise ergeben die erfindungsgemäßen Reibmaterialien keine oder praktisch keine
Verschlechterung des Reibungskoeffizienten selbst beim Erhitzen auf Temperaturen, bei denen die gleichen
Reibmaterialien ohne Molekularsiebzusatz eine erhebliche Verminderung des Reibungskoeffizienten zeigen.
Diese Tatsache ist umso überraschender und offenbar nicht auf die Adsorbenseigenschaften zurückzuführen,
da bekanntermaßen bessere Adsorptionsmittel diesen Effekt der Molekularsiebe nicht ergeben, da aus
synthetischen Harzen durch Erhitzen entstehende Zersetzungsprodukte im Hinblick auf die kleine
Porengröße der Molekularsiebe nicht oder nur in geringem Umfang adsorbiert werden können und da bei
den Temperaturen, bei denen eine Zersetzung der synthetischen Harze in dem Reibmaterial auftritt,
gewöhnlich bei Molekularsieben bereits eine Desorption und Regenerierung eintritt. Überraschenderweise
haben die erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Reibmaterialien auch eine erheblich längere Lebensdauer
bei Fahrzeugen mit starker Bremsenbeanspruchung. Bei Versuchen mit zwei Polizeiwagen wurde nämlich
festgestellt, daß bei Verwendung von Bremsbelag-Reibmatcrialien
aus Asbest und einem Phenolharz ohne Molekularsiebgehalt ein Austausch der Bremsbeläge
bereits nach 9600 bzw. 8320 km erfolgen mußte, während ein Austausch von Bremsbelägen, die zusätzlich
etwa 10% Molekularsieb 3A enthielten, bei den gleichen beiden Polizeiwagen erst nach 32 000 km bzw.
30 700 km erfolgen mußte. Bei starker Beanspruchung der Bremsbeläge konnte deren Lebensdauer durch
Einarbeitung von Molekularsieben nach der Erfindung somit auf mehr als das Dreifache verlängert werden.
Durch die Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Die F i g. 1 bis 4 zeigen die Veränderung des
Reibungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Temperatur des Reibmaterials, und zwar jeweils für ein
Reibmaterial aus Asbest und Kunstharz ohne Molekularsiebzusatz, sowie für das gleiche Reibmaterial mit
verschiedenen Molekularsiebzusätzen. Die Diagramme wurden gemäß der Literaturstelle »Mechanism of Brake
Fade in Organic Brake Linings«, Automotive Engineering Congresse, )anuar 1967, Nr. 670 146 ermittelt. Die
Reibmaterialien bestanden jeweils aus 50 Gewichtsteilen Asbest, 22,7 Gcwichtsteilen Bariumsulfat und 18,2
Gewichisteilen Phenolharz, wobei jeweils die ir Zeichnungen angegebenen Mengen der angegebene!
Molekularsiebe zugesetzt wurden. In F i g. 4 ist in den Diagramm auch die Veränderung des Reibungskoeffi
/ienlen mit der Temperatur für einen handelsübliche!
Bremsbelag gezeigt, um die bei solchen handelsüblichen
tHibmatcrialicn übliche Abnahme des Reibungskoeffizienten
zu demonstrieren.
Aus allen Figuren ist ersichtlich, daß durch den Zusatz
von Molekularsieben die Abnahme des ;*eibungskoeffi-/ienten
mit der Temperatur abgeschwächt oder völlig beseitigt wird, wobei ein Zusatz von etwa 9 bis 10%
Molekularsieb /u einem stabilen oder praktisch stabilen Reibungskoeffizienten führt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Kraftfahrzeug-Bremsbelagmaterial aus Asbesi, einem synthetischen hitzehärtbaren Harz uv-'- -iner Aluminiumsilikatverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aluir.iniumsilikdtverbindung 1 bis 15 Gew.-% eines Molekularsiebes in unbeladenem Zustand enthält.10
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