DE1905119B2 - Ringförmiger Reibkörper - Google Patents

Description

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Fig. I eine Draufsicht auf einen als Kupplungsbelag jedem AsbestkeUfaden oder auch nur jedem dritten

dienenden Reibkörper, Kettfaden usw. einen Glasfaserstrang zuordnen.

£ig.-eine Seitenansicht zu Fig. 1, _Fig. 6 zeigt ein nicht gewebtes Faserstoffband.

t α !^er8^roßerter Darstellung eine Teilseiten- Dieses besteht aus einer Vielzahl paralleler Fäden 25,

ans^nt des Reibkorpers gemäß Fig. 2, wobei zur 5 die jeweils aus Asbestfasern bestehen und durch einen

chin ist ^{mneren Aufbaues ein Tei] we}Sgebro- dünnen Kerndraht 26 verstärkt sind. Zwischen benach-

p" ^1S '. harten Asbestfaden 25 sind Glasfaserstränge 27 ange-

r ig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Ausführungs- ordnet. Die Fäden werden durch einen Kleber oder

kö™e«^{neS aserstoffbandes zur} Herstellung des Reib- Binder zusammengehalten.

p· '_ . ^Io Das Faserstoff band gemäß Fig. 6 wird derart in

ng. 3 eine der Fi_g. 4 entsprechende Darstellung Streifen geschnitten, daß die Fäden in Längsrichtung

einer anderen Ausfuhrungsform des Faserstoffbandes des Streifens verlaufen, wobei die einzelnen Streifen

'_F- , . spiralförmig aufgewickelt werden.

^r'g· 0 meiner vergrößerten Darstellung eine weitere Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß das

tendes "" ^{eineS niCht gewebten p}aseretoff- 15 nicht gewebte Faserstoffband gemäß Fig. 6 aus As-

j . ' ₇ . , . bestfaserfäden besteht, die durch einen Kern verstärkt

in aen zeichnungen ist em Reibkörper 10 aus einem sind, der einen dünnen Metalldraht und Glasfaser-

spiralformig aufgewickelten Faserstoff band 11 herge- stränge enthält, so daß diese Fäden von der Art der

3 Τ?" ^e _c ^S,^S'rl.^um, ^{em G}«^webe oder um einen im Gewebe gemäß Fig. 4 dargestellten Kettfaden 15

nicht gewebten Stoff handeln kann. Die verschiedenen *» sind.

Lagen des Faserstoffbandes 11 sind mit einem Binder Eine andere Art eines für die Herstellung der Reib-

impragniert der ein warmehärtendes Harz, ein vulka- körper nicht gewebten Stoffes besteht aus trocken

enthält ^eS °^{mer und einen} Reibmaterialfüller kardierten, versponnenen Asbestfasern, wobei zur

ρ,_λ D Li .· - . Verstärkung zahlreiche parallele Glasfaserstränge sich JSl ri t^Orperi? ^{mit Nietenlöchern} W mit einer »5 in Längsrichtung des Stoffes erstrecken.

fÄ ί° A^g i ^versehen' ^weIche beispielsweise Statt den Reibkörper aus einer einzigen Stoffart

£h „^Und f^Ur Aufnahme von Nieten zur herzustellen, kann man ihn auch aus einem spiral-

^des,^KuPP^ll!ⁿg^sbelages an einer nicht dar- förmig aufgewickelten Band bilden, das zwei oder

F^r^P,^PffK^gSSJ??1* ^dienen· ^mehr Schichten aus verschiedenen Stoff aufweist, »,,,!! Γ n^nthält ζ*¹¹¹™⁰** Stränge 3o _wobei wenigstens eine dieser Schichten in der oben

fa«rn Zl?! TT? Parallelen, fortlaufenden Glas- beschriebenen Weise durch Glasfaserstränge verstärkt

lasern die sich in Längsrichtung des Faserstoffbandes ist

erstrecken *"*·

in a*v „λ-γ jr.,-. Das Faserstoffband Il wird mit einem Bindemittel

eine fortl»??nT -^en ?^esc^^eibunß ^{wird als} Glasfaser imprägniert, das ein wärmehärtendes Harz, ein vulka-

ϊηίΐί ^S⁰^^""^^1801118^- ^{35 nisierbares} Elastomer und einen Reibmaterialfüller

strang wird_ ein Bündel aus einer großen Anzahl enthält.

Sntm^Sv™^™**¹™¹· ^{So kann ein Das} wärmehärtende Harz kann ein Phenolharz,

F, <f \JS ,L^EinzJf^lfascni enthalten. etwa ein Phenolaldehyd oder ein Phenolformaldehyd-

und VhnRßSnT« SfT2* rl⁴' ,^{daS aUS Kettfäden 15} harz sein, das nach Wunsch durch Reaktion mit Lein-

^sA7ÄJm!J ^ £-^ieu^{rttfädMl5tastehcn4Osamen}- ^oder Nierenbaumkernöl öllöslich gemacht

aus Asbestfasern oder einer M.schung aus Asbestfasern sein kann.

Ravon LeTnei OH, ??' "V^* ^Baumwolle> ^Wolfe' Das vulkanisierbare Elastomer des Bindemittels

ii Kerr Z H a·" ^We»f" ^ ^Verstärkun8 kann natürliches Gummi oder auch ein synthetisches

g Kult _P Γ/Τ Metalldrähten 17 aus Elastomer sein, wie etwa Neopren, Polychloropren, undhf, Z Ä ψ™ **" ^{einem anderen 45} Butadienstyrol, Butadienacrylonitril, Isopren, die in

sthußfäden 1Ä I ^Glt^sfaserf^ranS ^{18 b}^^ Die jüngerer Zeit entwickelten Kohlenwasserstoffelasto-

"'eXn oder lin"^neHⁿ \™1 ^{die Glasfasern den} mere, wie etwa diejenigen, die ein Mischpolymerisat

15 haben ur H r_f ^ah ,? ^" ^{Wie die Kettfäden} des Äthylens, Propylene und ein drittes Monomer ent-

Fie 4 al _Alpif **' ^ ^DarsteIlung gemäß halten, wie etwa Dicvclopentadien, das die fehlende

19zurVersSrkun ^{nmiteinemdÜnnenKerndraht} *" ^SättiS^ung ^zur Härtung liefert, und dergleichen, und

Das -1 Fio sä r* insbesondere kann es sich dabei um diejenigen elasto-

fäden St'ran«fμ !if*u ηί-ί⁶**¹* ^{wdst a}'^{s KeU}" ^meren Materialien handeln, die durch Peroxid oder

Asbe Sern h _f κ ^Schuf^{faden 2I auf}. die beide aus durch Schwefelverbindungen zu einem festen Zustand

draht 22 ver,./i^e, Tr-T\^{anaa dÜnnen Kern}- ^{hartbar oder} vulkanisierbar sind. Der ein Elastomer

unmittelbar nS"^kX.^smd· Glajfaserstränge 22 liegen 55 enthaltende Binder enthält selbstverständlich auch

b w η If den Kettfaden und erstrecken sich bekannt* Vulkanisierungs- und Stabilise ungsmittel.

w?rd,urvir κ Γ'³"'^{1 zu diesen}- ^Dies<* Gewebe Das Bindemittel enthalt einen ReibmaterialfüUer.

Gewebe in Sf-f"*" T^{edas In Fi}S-⁴ dargestellte Derartige Füller enthalten gewöhlich anorganische

lader in~l«n» ί? ^ge^^hni"^cn·.^{wobei sich die K}ett- Materialien, wie etwa Bleioxid und Ba.yt, oder orga-

i Strdln η η^{8 Γ Slr}fi^{fen erstrecken}' ^{und 6o} nische Füller, wie etwa Partikeln, die aus polymerisier-

™ w,rd dann spiralförmig aufgewickelt. tem Nierenbaumkernöl gebildet sind.

Glasa^Sn °™^ «αρΜ Fig. 5 werden die Ein typisches Bindemittel hat folgende Zusammen-

Glasfaserstrange zusätzlich zu den kerndrahtverstärk- setzung
ten Asbestkettfäden auf Aufsteckgatter aufgesteckt,

und die zwei Fäden werden beispielsweise durch Ver- ⁶S Gewichtsteile

'^U"f ^νεΓεΐΓ"8^ι und ^gemeinsam durch den Webstuhl Vulkanisierbares Elastomer 5 bis 15

X J^'⁸' ^{1St J} T ^{ZWeiten Asbestke}«faden Beschleuniger 0,05 bis 0,5

Olasfaserstrang zugeordnet, man kann jedocH auch Schwefel . 1 bis 12

Gewichtsteile

Baryt 30 bis 50

Bleioxid 10 bis 40

Graphit 0,5 bis 10

wärmehärtendes Harz 5 bis 25

Glasfasern anschließend mit einem Elastomer zu

Das Bindemittel enthält etwa 25 bis 75% vulkanisierbare, elastomere Feststoffe und etwa 75 bis 25% wärmehärtende Harzfeststoffe bezogen auf das Gesamtgewicht der beiden.

Zur Imprägnierung des Faserstoffbandes 11 mit dem Bindemittel kann man dieses durch eine Lösung des Bindemittels in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel führen und dann mit Quetschwalzen den Überschuß entfernen. Das Faserstoffband wird Jann auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Lösungsmittel verdampft, die jedoch unter der Härtungstemperatur des Harzes und Elastomers liegt.

Die bei der Herstellung der Glasfaserstränge benutzten einzelnen Fasern haben einen Durchmesser von etwa 500 · 10⁶ bis etwa 1900-10^s mm, oder 890 · 10 ⁵ bis 1016 · 10~⁵ mm. Die einzelnen Fasern haben ferner die in der folgenden Tabelle aufgezählten Eigenschaften :

Tabelle I

Zugfestigkeit (min.) 35000 kg/cm²

Festigkeit (min.) 15,3 gr/Den-er

Bruchdehnung 4.8 %

Rückdehnung (min.) 100 %

Zähigkeit (min.) 833 kg/cm²

Modul 735000 kg/cm²

Wärmedehiiungs-

koeffizient (max.) 2,8 · i0^e

Wasserabsorptions-

fähigkeit (max.) 0,3 %

Feuchtigkeitsgehalt (max.)... 0,0 %

Gewöhnlich sind die Glasfasern in Form eines oder mehrerer Fäden vorgesehen, die jeweils aus mehreren Strängen bestehen. Diese Fäden haben im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 0,4 bis 0,6 mm. Die Anzahl der verwendeten Fäden hängt von den Abmessungen des Reibkörper.', ab. Zur Erzielung der erforderlichen Verstärkung verwendet man bei Reibkörpern, z. B. Kupplungsbelägen, mit größerem Durchmesser eine größere Anzahl von Fäden als bei Körpern mit kleinerem Durchmesser.

Damit die Glasfasern wirksam zur Verstärkung des Reibkörpers beitragen können, werden sie zunächst zum Schutz gegen eine Zerstörung oder Beschädigung und zur Erlangung einer Oberfläche behandelt, die mit einem vulkanisierbaren Elastomer eine feste und dauerhafte Bindung einzugehen vermag. Man kann dies dadurch erreichen, daß man die Glasfasern unmittelbar nach ihrer Herstellung ein oder mehrere Male mit flüssigen Zurichtmitteln besprüht und später die Stränge oder Fäden bei ihrer Herstellung gewöhnlich einfach durch Eintauchen der Fasern in einen Teil einer Behandlungsflüssigkeit imprägniert, während die Faserstränge zur Verbesserung der Eindringung der Imprägnierungsflüssigkeit gleichzeitig verformt werden. Eine Art der Behandlung von Glasfasern besteht darin, daß man zunächst eine Oberflächenbehandlung vornimmt, um ein Haftmittel aufzubringen, das die Bindung zwischen der Glasfaseroberfläche und dem schließlich verwendeten Elastomer verbessert, um die imprägnieren.

Geeignete Haftmittel sind die Aminosilane, wie etwa Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan oder ein gleichartiges Silan mit einer Carboxylgruppe in der an das Siliciumatom gebundenen organischen Gruppe oder einer Amino- oder Carboxylgruppe in der Carboxylgruppe einer Wernerschen Komplexverbindung. Diese können auf die Glasfaseroherflächen aufgebracht oder als ein Bestandteil in eine Zurichtverbindun» eingebracht werden (vgl. z. B. die USA.-Patenlschrift 3 287 204).

Gemäß einer anderen Behandlung zur Verbesserung der Bindung eines Elastomers an die Glasfasern kann man auf diese eine wäßrige Lösung des Magnesiumchlorids oder Zinkchlorids oder Magnesiumhydroxyds oder Zinkhydroxyds aufbringen. Nach der Aufbringung in Form eines Chlorids wird die wäßrige Lösung auf einen alkalischen pH-Wert eingestellt, um die Ablage-

^ί0 rung auf den Glasfasern in Form des Hydroxyds zu bewirken. Die Hydroxyde werden dann durch Hitzebehandlung in die entsprechenden Oxyde umgewandelt. Die Glasfasern kann man auch zur Erzeugung einer starken Bindung mit einem vulkanisierbaren Elasto-

^a5 mer mit einem Zurichtmittel behandeln, das als wesentlichen Bestandteil das Reaktionsprodukt eines Imidazoline enthält, welches eine Fett^äurekette mit mindestens fünf Kohlenstoffatomen und einem ungesättigtes Polyesterharz in einem ungehärteten Zustand

3° enthält.

Nach der Behandlung der Glasfasern mit einem Haftmittel für ein Elastomer wird der Glasfaserstrang mit einem vulkanisierbaren Elastomer imprägniert, das hinsichtlich seiner Vulkanisierbarkeit mit dem vulksni sierbaren Elastomer verträglich ist, das zur Imprägnierung des Faserstoffbandes benutzt wird. Zu diesem Zweck wird der Ghisfaserstrang oder der Glasfaserfaden einfach von einer Vorratstrommel abgewickelt und eintauchend in ein elastomeres Imprägnierungsmittelbad geführt. Anschließend wird der imprägnierte Strang durch eine Abstreifvorrichtung gezogen, die die Imprägnierungsflüssigkeit in das Innere des Faserstranges hineinarbeitet und zugleich das überschüssige Imprägnierungsmittel abstreicht.

Die Glasfaserstränge können mit dem gleichen vulkanisierbaren Elastomer imprägniert werden, das a'ich im Bindemittel des Faserstoffbandes verwendet wir<l. oder auch mit einem anderen Imprägnierungsmittel, vorausgesetzt allerdings, daß die beiden Elastomere hinsichtlich ihrer Vulkanisierbarkeit verträglich sind und sich miteinander verbinden.

Das imprägnierte Faserstoffband, das eine Breite von i m oder mehr haben kann, wird fest auf einen Dorn gewickelt. Der Durchmesser des Domes und die Menge des auf diesen gewickelten Faserstoffbandes hängen vom Innendurchmesser und vom Außendurchmesser der gewünschten Reibkörper ab. Der Reibkörper wird dann in Scheiben der gewünschten Dicke, z. B. 12,7 mm, geschnitten und die Scheiben werden vom Dorn abgenommen und unter Hitze und Druck verfestigt.

Nach dem spiralförmigen Aufwickeln des Faserstoffbandes wird der so gebildete Ringkörper komprimiert und unter Hitzeanwendung und Druck ver-

festigt. Beispielsweise kann man den Ringkörper fünf Minuten lang bei 160 C einem Druck in der Größenordnung von 350 kg/cm² aussetzen, um ihn zu verdichten und das Bindemittel teilweise zu härten.

Anschließend kann men den Ringkörper einige Stunden lang auf etwa 200⁰C erhitzen, um das wärmehärtende Harz des Bindemittels in den im wesentlichen nicht schmelzbaren, unlöslichen Zustand zu bringen und um die Elastomere im Bindemittel und in den Glasfasern zu vulkanisieren.

Anschließend kann man die so geschaffenen Reibkörper einer Oberflächenbearbeitung unterziehen, um beispielsweise die Oberfläche auf die gewünschten Abmessungen zu schleifen. Die Nietlöcher 12 kann man während des Formvorganges formen oder auch anschließend bohren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1 2 Kupplungsbelag für Kraftfahrzeuge. Er weist eine Patentansprüche: hohe Berstfestigkeit auf. Die.;e erklärt sich aus der hohen Festigkeit der in das Fasersioffband einge-

1. Ringförmiger Reibkörper bestehend aus einem wickelten Glasfasern. Wegen dieser hohen Berstfestigspiralförmig aufgewickelten Faserstoffband aus 5 keit kann dieser Reibkörper auch den Fliehkräften metalldrahtverstärkter Asbest-, Baumwoll-, WoIl-, widerstehen, die bei Betriebsdrehzahlen von mehr als Kunstseide-, Leinen-, Jute- oder aus diesen Fasern 80(XJ Umdrehungen pro Minute auftreten. Zur Übergemischten Fäden, das mit einem aus einem wärme- tragung der hohen Festigkeit der Glasfasern auf das härtenden Harz und einem vulkanisierbaren EIa- Faserstoffband dient die Beschichtung der glatten stomer bestehenden Bindemittel imprägniert, aufge- io Oberflächen der Glasfasern mit einem Verankerungswickelt und zur Verfestigung der Windungen auf- mittel. Gleichzeitig wird damit verhindert, daß zwieinandergepreßt ist und bei dem nach einer Wärme- sehen dem Faserstoffband und den Glasfasern bei behandlung das Bindemittel gehärtet und das den auftretenden hohen Fliehkräften und anderen Elastomer vulkanisiert vorliegt, dadurch ge- Beanspruchungen relativ Bewegungen auftreten, die kennzeichnet, daß das Faserstoffband (11) 15 zu einer Reibung an und zum Bruch der Glasfasern Giasfaserstränge (18) enthält, die ausschließlich in führen könnten (deutsche Patentschrift 1 905 118).
Wickelrichtung verlaufen und in an sich bekannter Die Beschichtung der Oberflächen von Glasfasern Weise aus einzeln mit einem Haftmittel beschich- mit einem Verankerungsmittel ist im Stand der Technik teten Glasfasern bestehen. beschrieben (Kunststoffe, Bd. 57, Jahrgang 1967, S. 442)

2. Ringförmiger Reibkörper nach Anspruch 1, ao und wird dort als Auftragen eines Haftvermittlers auf dadurch gekennzeichnet, daß das Faserstoffband die Oberfläche der Fasern von Glasseide bezeichnet. (11) ein gewebtes Band ist, dessen in Längsrichtung Bekannt sind weiter noch aus faserverstärkten verlaufende Kettfäden (15) die Glasfaserstränge Kunststoff teilen bestehende Trag- oder Antriebsflügel (18) enthalten. für Flugzeuge, bei denen Faserstränge in der Haupt-

3. Ringförmiger Reibkörper nach Anspruch 2, "5 beanspruchungsrichtung im Kunststoff eingebettet dadurch gekennzeichnet, daß die Kettfaden (15), sind (deutsche Patentschrift 1 045 810).

deren Kern die Glasfaserstränge (18) enthält, aus Ausgehend von dem genannten älteren Vorschlag

Asbestfasern bestehen. und dem erläuterten bekannten Stand der Technik

liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit ein-

30 fachen fertigungstechnischen Maßnahmen einen Reib-

Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Reib- körper mit trotzdem hoher Berstfestigkeit zu schaffen, körper bestehend aus einem spiralförmig aufgewickel- Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich dieses ten Faserstoffverband aus metalldrahtverstärkter As- Ziel bei einem Reibkörper der eingangs genannten best-, Baumwoll-, WoIl-, Kunstseide-, Leinen-, Jute- Gattung gemäß der Erfindung dann erreichen läßt, oder aus diesen Fasern gemischten Fäden, das mit 35 wenn das Faserstoffband Glasfaserstränge enthält, die einem aus einem wärmehärtenden Harz und einem ausschließlich in Wickelrichtung verlaufen und in an vulkanisierbaren Elastomer bestehenaen Bindemittel sich bekannter Weise aus einzelnen mit einem Haftimprägniert, aufgewickelt und zur Verfestigung der mittel beschichteten Glasfasern bestehen. Versuche Windungen aufeinandergepreßt ist und bei dem nach haben gezeigt, daß dieses gemeinsame Wickeln des einer Wärmebehandlung das Bindemittel gehärtet und 40 Faserstoffbandes und der Glasfaserstränge zu einer das Elastomer vulkanisiert vorliegt. ausreichenden Übertragung der Festigkeit der Glas-Bekannt ist eine .,ich aus mehreren scheibenförmigen faserstränge auf das Faserstoffband und damit auf Teilen zusammensetzende Reibscheibe, wobei die Teile den gesamten Reibkörper führt. Das gemäß dem jeweils aus einem spiralförmig aufgewickelten und mit älteren Vorschlag vorgesehene Längsfalten des Geeinem Bindemittel imprägnierten BarA bestehen, wo- 45 webebandes und das Einlegen des Glaifaserbündels bei diese Teile zu ihrer Vereinigung zusammengepreßt in G?:; eingezogenen Teil dieses Gewebebandes ist und wärmebehandek sind. Einer der scheibenförmigen offensichtlich nicht unbedingt erforderlich. Damit ver-Teile ist als Verstärkungsteil ausgebildet und enthält einfacht sich das Wickeln und damit das Herstellen zur Verstärkung ein Glasfasergewebe, in das das des erfindungsgernäßen Reibkörpers,
imprägnierte Band dieses scheibenförmigen Teiles 5<> Gegenüber der bekannten sich aus mehreren scheihineingepreßt ist. Die Kettfaden dieses Glasfaser- benförmigen Teilen zusammensetzenden Reibscheibe gewebes bilden parallele, zwischen den Windungen des liegt der Vorteil darin, daß der erfindungsgemäße Faserstoffbandes verlaufende Glasfasern (USA.-Patent- Reibkörper trotz seiner einstückigen Ausführung die schrift 3 365 041). gewünschte hohe Berstfestigkeit erreicht, während bei Vorgeschlagen wurde auch schon ein Reibkörper der 55 der bekannten Reibscheibe zum Beispiel drei sehr im ersten Absatz dieser Beschreibung genannten Gat- schmale und damit empfindliche Ringkörper getrennt tung, bei dem das Faserstoffband längsgefaltet ist und hergestellt und zu der endgültigen Reibscheibe vereinen symmetrischen Querschnitt aufweist, dessen einigt werden müssen.

vorspringender Teil in der Windung iadial außen liegt In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, und bei dem zwischen den Windungen im eingezogenen ^6o daß das Faserstoffband ein gewebtes Band ist, dessen Teil des Faserstoffbandes ein Bündel aus im wesent- in Längsrichtung verlaufende Kettfaden die Glasfaserlichen parallelen fortlaufenden Glasfasern spiralförmig stränge enthalten.

mitaufgewickelt ist und bei dem die Oberflächen der Eine weitere Ausgestaltung sieht noch vor, daß die

Glasfasern zur Verbesserung ihrer Verbindung mit Kettfäden, deren Kern die Glasfaserstränge enthält,

einem vulkanisierbaren Elastomer mit einem Veranke- ⁶5 aus Asbestfasern bestehen.

rungsmittel beschichtet sind und das Bündel gesondert Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausmit einem Elastomer imprägniert ist. Dieser vorge- führungsformen wird die Erfindung ~\\n weiter beschlagene Reibkörper eignet sich insbesondere als schrieben. In der Zeichnung ist