• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1987001774A1
    申请号:PCT/EP1986/000555
    申请日:1986-09-22
    公开日:1987-03-26
    发明作者:Ulrich Schmidt；Hans Haack
    申请人:Frenzelit-Werke Gmbh & Co. Kg；
    IPC主号:F16D69-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zur Herstellung von Eeibtoelägen und damit hergestellte. Reibbelage
    [0002] Die Erfindung betrifft die Herstellung von Reibbelägen auf der Basis des Papierherstellverfahrens und die Reibbeläge selbst.
    [0003] Früher war Asbest der Hauptbestandteil von Reibbelägen, z.B. Brems- und Kupplungsbelägen für Automobile, da Asbest¬ faser u.a. die auftretende Reibungshitze verträgt.
    [0004] Seitdem aber die Gesundheitsgefahr von Asbest bekannt ge- worden ist, bemüht man sich , Asbest ganz oder weit¬ gehend zu ersetzen. Stellvertretend für eine große Zahl von Publiaktionen und Schutzrechten auf diesem Gebiet sei verwiesen auf die DE-PS 28 04 327, welche eine Friktionszusammensetzung aus einem vernetzbaren Polymer- bindemittel,verstärkenden Bestandteilen auf Basis von Glasfasern sowie gegebenenfalls üblichen Füllstoffen zeigt, wobei der verstärkende Bestandteil aus Glasfaser und einem nicht schmelzendem organischen Fasermaterial im Gewichtsverhältnis 90:10 bis 35:65 besteht und der Anteil der nicht schmelzenden organischen Fasern und der Glasfasern zusammengenommen 20 - 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, beträgt.
    [0005] Die Herstellung erfolgt in üblicher Weise. Z.B. werden die nicht schmelzenden organischen Fasern und das Glas mit dem Polymerbindemittel vermischt. Dann wird in eine Form gegeben, vorgepreßt und dann ausgehärtet und bearbeitet oder es wird eine Vorform aus imprägnier¬ ten Bändern aus der Glasfaser und der organischen Faser gewickelt und diese Vorform dann unter Wärme und Druck ausgehärtet und gegebenenfalls nachgearbeitet. Die erhaltenen Reibbeläge zeigen gute Eigenschaften, die vergleichbar den bekannten asbesthaltigen Reibbelägen sind. - . Mit herkömmlichen Verfahren können nur beim Einsatz hochwertigerer und damit teuerer Rohstoffe (Ara idfasern usw. ) ausreichende Gütewerte erzielt werden.
    [0006] Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung solcher Reib¬ elemente nach einem Naßverfahren, das dem Papierher¬ stellungsverfahren ähnlich ist, in einfacher Weise zu ausgezeichneten Reibelementen führt, wobei dieses Ver¬ fahren im geschlossenen Kreislauf ohne Wasserprobleme durchgeführt werden kann.
    [0007] Das Verfahren der Erfindung besteht darin, die Bestandteile der Reibzusairmensetzungen in Wasser zu suspendieren und in der Suspen- stion Stoffmasse und Bindemittel auf gegensätzliche Ladung einzu- stellen, vorzugsweise in dem vor der Latexzugabe die Stoffmasse umgeladen wird und dann auf einem Sieb zu entwässern, wobei vor dem Stoff auf lauf auf das Formsieb die Stoff dichte auf 1 bis 2 %, Vorzugsweise auf 1,5 % verdünnt wird. Das Sieb liefert entweder Bahnmaterial oder hat gleich die endgültige Form des gewünschten Reibelementes. Der entwässerte Reibbelag wird nach dem Trocknen in üblicher Weise weiterverarbeitet, also heiß gepreßt und erforder¬ lichenfalls getempert und bearbeitet.
    [0008] Das er findungs gemäße Verfahren erlaubt es , gleich gute und bessere Gütewerte beim Einsatz einfacherer und billigerer Rohstoffe (Glasfasern usw. ) zu erreichen»
    [0009] Die folgenden Beispiele zeigen eine Gegenüberstellung von Herstellung und Eigenschaften von Kupplungsringen, die einerseits nach dem bisherigen Trockenverfahren, anderer¬ seits nach dem erfindungsgemäßen Naßverfahren herge¬ stellt sind. Die Bewertung erfolgt durch die Kennzahl , die überwiegend vom Herstellungsverfahren bestimmt wird und zur wichtigsten Voraussetzung eines Kupplungsringes gehört, nämlich die Schleuderfestigkeit. Die Schleuder¬ festigkeit wird durch Messung der Berstdrehzahl ermittel t und wird in Umdrehungen pro Minute angegeben . Beispiel 1 - Gewickelter Kupplungsring (Vergleich - nicht erfindungsgemäß)
    [0010] Für den gewickelten Ring wurde ein Garn mit Messingseele verwendet. Das Garn bestand aus:
    [0011] 17 % Ara idfaser - texturiert (50-70 mm)
    [0012] 19 % Zellwolle - texturiert (50-70 mm) 64% Glaswolle. (50-70 mm)
    [0013] Dieses Garn wurde mit einer Phenolharzlösung imprägniert, in der die üblichen Füllstoffe dispergiert waren. Nach dem vorsichtigen Trocknen wurde eine Tränkaufnahme von 100% festgestellt. Das Garn wurde auf einer speziellen Wickel¬ maschine mit den erforderlichen Maßen für die scheiben¬ förmigen Ringe gewickelt und anschließend in einer dafür geeigneten Form unter folgenden Bedingungen heiß verpreßt:
    [0014] Preß emperatur 175°C
    [0015] Preßzeit 8 min
    [0016] Preßdruck 20 N/mm2
    [0017] Danach wurde der Ring aus der Form entnommen und weitere 24 h bei 140°C getempert. Nach dem Abk'uhlen wurde der Ring von beiden Seiten plan geschliffen und für die Aufnahme der Befestigungsnieten aufgebohrt. Das Pressen in der Form, die Preßbedingungen und die Nachgehandlung der Ringe wurden auch in den folgenden Beispielen beibehalten. Beispiel 2 - Kupplungsring aus Trockenmischung (nicht erf indungsgemäß)
    [0018] 8 % AramidpäJp
    [0019] 9 % Zellstoff 30 % Glasfaser
    [0020] 6 % Kaolin
    [0021] 6 % Schwerspat
    [0022] 6 % Siliciumcarbid
    [0023] 2 % Graphit
    [0024] 8 % Messingpulver
    [0025] 20 % Phenolharz
    Alle Komponenten wurden in einem Zwangsmischer gemischt. Es ist noch zu erwähnen, daß das Phenolharz pulverfδrmig eingesetzt wurde, die Glasfaser als vorletzte Komponente und der NBR in Form von Latex gegen Ende der Mischdauer zugesetzt wurde. Da diese Mischung sehr voluminös ist, geschieht das Trocknen in Pfannen und durch mehrmaliges
    [0026] Umwälzen des Gutes. Dieser Vorgang kann bei Raumtemperatur, wie auch in einem Temperaturbereich von 50 - 90°C erfolgen. Die getrocknete Mischung wird möglichst gleichmäßig in die Form geschüttet und unter den genannten Bedingungen heiß verpreßt und bearbeitet.
    [0027] ω _
    [0028] CM o 01 o CM o oτ
    [0029] Beispiel 3-5 - Kupplungsring nach dem Naßverfahren (erfindungsgemäß)
    [0030] Verfahrensbeispiel
    [0031] Aramidpulp % 8 15
    [0032] Zellstoff 9 20
    [0033] Glasfaser 30 30 30
    [0034] Kaolin % 6 i
    [0035] Schwerspat o 6 8 5 cπ
    [0036] Siliciumcarbid 6 12 4 I
    [0037] Graphit 2 2
    [0038] Eisensulfid - 6
    [0039] Λ/Iessingpulver 'S 8 8 10
    [0040] Phenolharz o o 20 20 20
    [0041] NBR o 5 5 5
    [0042]
    [0043] 74
    [0044] - 6 - Mischungsherstellung
    [0045] In einem mit Wasser gefüllten Pulper wurde erst die Aramid- faser mit dem Zellstoff aufgeschlagen. Danach erfolgte die Zugabe aller Füllstoffe. Auch hier lag das Phenolharz pulverför ig vor. Um die Glasfaser schonendeinzumischen, wurde diese erst am Ende der Mischzeit eingetragen. Da alle Komponenten im Wasser eine anionische Oberflächen¬ ladung haben und der Latex ebenfalls anionisch geladen ist, muß die Stoffmasse vor der Latexzugabe umgeladen werden. Hierfür werden auf dem Markt zahlreiche Mittel angeboten.
    [0046] In Beispiel 3 bis 5 wurde eine wässrige Lösung eines hoch¬ molekularen Polyethylenimins benutzt. Die Stoffdichte im Pulper beträgt etwa 8% und wird vor dem Abnutschen auf ca. 1,5% verdünnt. Die hohe Verdünnung sorgt für eine gute Verfilzung der Faser und damit zu einer hohen Schleuderfestigkeit des Ringes. Nach dem Trocknen erfolgt die übliche Weiterverarbeitung der Ringe durch heißpressen usw. wie in Beispiel 1 angegeben.
    [0047] Vergleichende Bewertung/Prüfung der Ringe:
    [0048] Schleuc lerfestig :eit
    [0049] Ring gewickelt 12.000 . U/min
    [0050] Ring aus Trockenmischung 9. 000 . U/min
    [0051] Ring nach dem Naßverfahren Beispiel 3 11.000 '. U/ in
    [0052] Beispiel 4 12.000 . U/min Beispiel 5 10.000 U/min
    [0053] Die Ringe nach dem Naßverfahren sind also praktisch eben¬ so gut wie trockengewickelte Ringe. 1 In den Beispielen 3 bis 5 wurde ein ringförmiges Formsieb von 200 mm Außendurchmesser und 130 mm Innendurchmesser mit 18 Maschen/cm benutzt und die erhaltenen, getrockneten Ringe heißgepreßt und getempert und dann von beiden Seiten
    [0054] 5 plan geschliffen und gebohrt.
    [0055] Die Vorteile des Naßverfahrens sind insbesondere, daß sich Ringe mit guter Qualität ergeben und der Ring
    [0056] 10. praktisch auf Endmaß vorgefertigt werden kann. Es ent¬ fällt das Recycling von Abfall, so daß auch in dieser Hinsicht das Verfahren sehr wirtschaftlich ist. Der Roh¬ ling enthält alle notwendigen Komponenten, so daß die Nachimprägnierung entfällt. Die Mischung ist ohne
    [0057] 15 Probleme herstellbar. Aus flachem Material in üblicher Weise hergestellt Ringe erfordern einen Stanzvorgang. Durch die Latexbindung sind die Stanzabfälle nicht wieder verwendbar, was Sondermüll ergibt und eine Materialaus¬ nutzung von höchstens 45% gestattet. Dies kann beim er- 0 findungsgemäßen Naßverfahren vermieden werden, wenn man gleich in die gewünschte Form einlaufen läßt. Da eine Abnutschneinrichtung wesentlich sauberer und wartungsfreier gefahren werden kann als eine Papier- oder Pappenmaschine, erlaubt dies auch eine Verkleinerung der Anlage um gut
    [0058] 2.5" 60%. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Wasser¬ führung und es kann in geschlossenem Kreislauf ohne Wasserprobleme gefahren werden.
    [0059] Auch das An- und Abfahren dieser Anlage ist keine 30 Schwierigkeit, so daß auchviel leichter im ein oder zwei Schichtenbetrieb gefahren werden kann. Bei der Papier- und Pappherstellung ist ein kontinuierlicher Betrieb notwendig, da beim An- und Abfahren solcher Anlagen sehr viel Abwasser anfällt. Da das Abwasser Phenol enthält, 35 ist eine biologische Reinigung notwendig. Auch dies ent¬ fällt hier, weil überhaupt kein Abwasser anzufallen braucht. In der beigefügten Zeichnung ist eine Schema-Skizze für ein Schleuderform-Verf hren dargestellt.
    [0060] Fig. 1 zeigt die Schleudertrommel herausgefahren und zur Entnahme der Formkörper geöffent. Die Form¬ siebe sind in die gestrichelt dargestellten Öffnungen der drei herausgefahrenen Trommel¬ teile eingesetzt.
    [0061] Fig. 2 zeigt die Schleudertrommel mit dem sie umgebenden Gehäsue, das rechts oben einen Überlauf und rechts unten einen Ablauf hat. Vorzugsweise kann das Ge¬ häuse verschlossen werden, so daß in das Gehäuse¬ innere auch Vakuum angelegt werden kann, um die Absaugung aus der (außer den Formsieben und den
    [0062] Zulauf) geschlossenen Trommel verstärkt werden kann.
    [0063] Wenn leicht sedimentierbare Stoffe in der Stoffmasse vorliegen arbeitet man zweckmäßig wie folgt:
    [0064] Das Gehäuse wird bis zum Überlauf mit Wasser gefüllt, die Trommel in Rotation versetzt und der Stoffeinlauf erfolgt durch ein Rohr von oben oder unten in der Mitte der Trommel (über eine Verdrängungspumpe) aus einem gut gerührten Vorratsgefäß, damit im Vorratsgefäß und der Pumpe keine Seperation der Bestandteile erfolgt. Die Trommel läuft bei der Beschickung mit 200 bis 600 Umdrehungen/min. Durch die Zentrifugalkraft erfolgt die Blattbildung und durch die Strömung durch die Form¬ siebe wird praktisch der gesamte Stoff auf den Sieben abgeschieden. Man kann notfalls hinterher mit etwas Wasser nachspülen.
    [0065] Die Verdrängungspumpe, also der Zulauf, wird so einge¬ stellt, daß nur soviel Stoff gefördert wird, wie auf den Sieben abgeschieden wird. Wenn die gewünschte Stoff¬ menge aufgelaufen und das Wasser in der Trommel ziemlich klar ist, wird der Ablauf geöffnet und die Trommel zum Entleeren hochgefahren. Dann werden die Siebe mit den ge- bildeten Ringen des Reibmaterials entnommen und die Ringe je nach Konsistenz auf dem Formsieb oder nach Heraus¬ nahme getrocknet und dann Formgepreßt und wie üblich weiterverarbeitet.
    [0066] Man kann auch durch Abnutschen arbeiten, wobei vorzugs¬ weise mit Vakuum gearbeitet werden kann.
    [0067] Es erfolgt kaum ein Stoffverlust, da mit Wasserrückführung gearbeitet werden kann, so daß der gesamte Materialver- lust statt wie üblich 45% bei 5 bis 10% gehalten werden kann, da auch beim Arbeiten in einer Papiermaschine das beim Stanzen abfallende Material wieder rückgeführt werden kann, da ja erst nach dem. Stanzen gepreßt wird.
    [0068] Mann kann durch wenige Vorversuche ermitteln, welche Stoffmenge man jeweils für eine gewünschte Dicke oder Form auflaufen läßt, wobei jeweils das Schrumpfen des Formkδrpers durch Trocknen und heißpressen zu berück¬ sichtigen ist, was insbesondere beim Arbeiten mit dem Formsieb gilt, was sich aber für jede Mischung leicht durch einige Vorversuche durchführen läßt. Man erhält dann Richtzahlen für jede Mischung.
    [0069] Das Heißpressen erfolgt zweckmäßig in einer Formpresse.
    [0070] Auch beim direkten Arbeiten im Formsieb kann man sehr grobe Materialien, wie Drahtnetze oder Drahtsiebe mit den Reibbelägen kombinieren, in dem man sie vorher in das Formsieb einlegt, gegebenenfalls nach Einlegen von Abstandshaltern oder Abstützkörpern in das Formsieb, um die Drahtnetze oder Drahtsiebe nicht direkt aufliegen zu lassen. Zur Abstützung der Unterseite der Formsiebe können Stäbe oder Gitter zugeordnet werden, die entweder fest auf der Außenseite der Trommel befestigt sind oder bei Anwendung verschiedener Formsiebe auswechselbar sind.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung von Reibbelägen auf der Basis von üblichen asbestfreien Mischungen anorganischer und ge¬ gebenenfalls organischer Fasern sowie Bindemitteln und Zu¬ schlägen, wobei man unter entsprechender Anwendung des Pa- Pierherstellungsverfahrens die Bestandteile der Reibzusam¬ mensetzung in Wasser suspendiert, dann mit einem Sieb ent¬ wässert, den entwässerten Reibbelag trocknet und nach dem Trocknen in üblicher Weise durch Heißpressen und erforder¬ lichenfalls Tempern und Bearbeiten weiter verarbeitet, da- durch g e k e n n z e i c h n e t , daß man Stoffmasse und Bindemittel bzw. Latex vor Zugabe letzterer auf gegen¬ sätzliche Ladung einstellt, vorzugsweise durch Umladen der Stoffmasse und vor dem Stoffauflauf auf das Formsieb die Stoffdichte auf 1 bis 2 % verdünnt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte im Pulper 5 bis 10 %, insbesondere etwa 8 % beträgt und vor dem Stoffauflauf auf das Formsieb auf etwa 1,5 % verdünnt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder "2", dadurch gekennzeichnet, daß man in dem mit Wasser gefüllten Pulper zuerst die Fa¬ sern außer anorganische Fasern, aufschlägt und danach alle Füllstoffe und zuletzt die anorganischen Fasern zugibt.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Umladung der Stoffmasse durch Zugabe einer wässrigen Lösung von hochmolekularem Polyethylenimin erfolgt. I 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflauf direkt auf Formsiebe erfolgt.
    5> 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung leicht sedimentierbarer Stoffe in der Mischung der Stoffauflauf auf das mit Wasser gefüllte Gehäuse einer Trommel mit eingesetzten Formsieben erfolgt.
    Q 7. Asbestfreie Reibbeläge auf der Basis von üblichen asbest¬ freien Mischungen anorganischer und gegebenenfalls organi¬ scher Fasern sowie Bindemitteln und Zuschlägen, zu deren Herstellung unter entsprechender Anwendung des Papierher¬ stellungsverfahrens die Bestandteile der Reibzusammenset- 5 zung in Wasser suspendiert und dann mit einem Sieb ent¬ wässert werden, worauf der entwässerte Reibbelag getrock¬ net und nach dem Trocknen in üblicher Weise durch Heißpres¬ sen und erforderlichenfalls'Tempern und Bearbeiten weiter verarbeitet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , Q daß sie erhältlich sind, indem man Stoffmasse und Binde¬ mittel bzw. Latex vor Zugabe letzterer auf gegensätzliche Ladung einstellt, vorzugsweise durch Umladen der Stoffmasse und vor dem Stoffauflauf auf das Formsieb die Stoffdichte auf 1 bis 2 % verdünnt. 5-
    0
    5
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CA2077130C|2003-04-29|Carbon fiber reinforced carbon/carbon composite and method of its manufacture
    EP0187967B1|1990-03-07|Filz für die Nasspresse einer Papiermaschine und Verfahren zu dessen Herstellung
    CA1197863A|1985-12-10|Boards and sheets
    AU738808B2|2001-09-27|Resin-impregnated belt for application on paper-making machines and in similar industrial applications
    US4303472A|1981-12-01|Filter elements for gas or liquid and methods of making such filters
    FI98083C|1997-04-10|Selluloosamassoja, joilla on määrätty, paperin lujuutta parantava morfologia
    US2467999A|1949-04-19|Composite pipe
    KR100571526B1|2006-07-12|비-석면,비-금속마찰재료에사용되는섬유베이스재료,비-석면마찰재료,비-석면,비-금속마찰재료,및비-석면,비-금속마찰재료의제조방법
    KR100353745B1|2002-12-28|석고/셀룰로즈성섬유흡음성타일조성물
    US4529662A|1985-07-16|Asbestos-free sheet material for spiral-wound gaskets
    US6521152B1|2003-02-18|Method for forming fiber reinforced composite parts
    US3477180A|1969-11-11|Reinforced grinding wheels and reinforcement network therefor
    US5646076A|1997-07-08|Friction controlling devices and methods of their manufacture
    US8211272B2|2012-07-03|Para-aramid pulp including meta-aramid fibrids and processes of making same
    US5242746A|1993-09-07|Friction elements of composite carbon-carbon material and of differential texture
    US5753356A|1998-05-19|Friction lining material comprising less fibrillated aramid fibers and synthetic graphite
    US4378271A|1983-03-29|Starch bound paper
    KR100374523B1|2003-07-18|액체매체내에서마찰을이용하는장치에장착되도록의도된마찰재
    CA1126452A|1982-06-29|Carbon fiber/flame-resistant organic fiber sheet as a friction material
    US7455750B2|2008-11-25|Meta- and para-aramid pulp and processes of making same
    EP1774096B1|2012-02-22|Cellulose- und para-aramid-haltiger faserstoff und herstellungsverfahren dafür
    US4663368A|1987-05-05|Friction materials and their manufacture
    US6010786A|2000-01-04|Polypropylene fiber for reinforcing cement
    US4656203A|1987-04-07|Friction materials and their manufacture
    US2634207A|1953-04-07|Building board
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0238578A1|1987-09-30|
    DE3533624C1|1987-05-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-03-26| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DK FI NO |
    1987-03-26| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]