DE2828918C2

DE2828918C2 - Verfahren zur Herstellung eines Reibungsmaterials auf Papierbasis

Info

Publication number: DE2828918C2
Application number: DE2828918A
Authority: DE
Inventors: Mitsumasa Matsuo; Atsushi Toyota Nakagawa; Yasunobu Chiryu Yamamoto
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1977-07-16
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1982-07-15
Also published as: GB2003124B; DE2828918A1; GB2003124A; SE7807854L; IT7825736A0; IT1112646B

Description

den sind, wurde gefunden, daß der Holzstoff und die anderen, vorstehend erwähnten Materialien, die in dem Reibungsmaterial enthalten sind, durch den in der Luft enthaltenen Sauerstoff oxidiert und noch dazu zersetzt werden, wenn man die Hitzebehandlung durchführt Das Reibungsmaterial zeigt anfänglich einer, niedrigen Wert des Reibungskoeffizienten, weshalb der erwünschte, konstante Wert des Reibungskoeffizienten und andere erwünschte Eigenschaften nicht erzielt werden.

Die Hitzebehandlung wird daher erfindungsgemäß, in der unter vermindertem Druck gehaltenen Luft, in dem Fluid bzw. der Flüssigkeit und/oder in dem Inertgas durchgeführt. In den in der Beschreibung verwendeten Begriff »Hitzebehandlung« sind der Vorerhitzungs-, Erhitzungs- und Nacherhitzungsschritt eingeschlossen. ,15

Der Vorerhitzungsschritt ist ein Verfahrensschritt, bei dem ein nicht entferntes Lösungsmittel, mit dem das Reibungsmaterial durchtränkt ist und das an dem Reibungsmaterial haftet, von diesem entfernt wird, und bei dem das dadurch erhaltene Reibungsmaterial vorerhitzt wir<-L damit der nächste Schritt, der Erhitzungsschriti, glatt durchgeführt werden kann.

Der Erhitzungsschritt ist der Verfahrensschritt, bei dem die gewünschten Anteile des Holzstoffs und der anderen vorstehend erwähnten Materialien ohne oxidative Zersetzung verkohlt werden.

Der Nacherhitzungsschritt ist der Verfahrensschritt, bei dem ein nicht ausgehärtetes ßindemittel und ein nicht ausgehärteter Klebstoff vollständig ausgehärtet werden, um die Papierbasis des Reibungsmaterials und in eine Kernplatte in Kontakt zu bringen.

In den Begriff -^Flüssigkeit« sind verschiedene Typen eingeschlossen, deren Temperatur erhöht werden kann, wobei die Flüssigkeit aus der Gruppe der Naturöle bzw. durch Raffinieren und Modiiizieren eines Erdöls oder einer Kohle erhalten wird. .

In die Gruppe der Naturöle sind nichttrocknende, halbtrocknende und trocknende öle eingeschlossen, die zu den pflanzlichen Ölen gehören.

Als nichttrocknendes öl können Camellia-Öl, Kokosöl, Olivenöl, Ricinusöl usw. eingesetzt werden.

Als halbtrocknendes öl können Sojaöl, Sesamöl, Rapsöl, Baumwollsaatöl usw. eingesetzt werden.

Als trocknendes Öl können Safloröl, Leinöl, Tungöle usw. eingesetzt werden. -45

Tieröl wird nipht bevorzugt, weil es im allgemeinen in fester Form vorliegt, jedoch kann Walöl, das als Schmiermittel verwendet wird, eingesetzt werden.

Weitere Flüssigkeiten können aus der Gruppe der Öle oder anderer Flüssigkeiten, die man durch ίο Raffinieren und Modifizieren von Erdöl oder Kohle erhält, ausgewählt werden.-

Zu der genannten Gruppe der Öle gehören Siliconöle, fluorierte Öle usw.

Als Siliconöl können die verschiedenen modifizierten ■>·> öle vom Dimethyl- und Phenylmethyltyp usw. eingesetzt werden.

Als fluoriertes öl kann ein niedermolekulares Polymer von Chlortrifluoräthylen usw. verwendet werden. to

Beispiele für die anderen Flüssigkeiten sind Plastifizierungsmittel wie Phosphorsäureester. Polyester. Phthalate, Ester auf Fettsäurebasis usw Andere Beispiele für eine solche Flüssigkeit sind Polyäthylenglykol, Polybiphenylchlorid usw. h>

Besonders bevorzugt werden die vorstehend erwähnten nichttrocknenden öle oder ein Siliconöl.

In den in der Beschreibung verwendeten Begriff »Inertgas« sind Edelgase wie Helium, Neon oder Argon und thermisch stabile Gase wie gasförmiges Kohlendioxid, gasförmiger Stickstoff usw. eingeschlossen.

Gasförmiger Stickstoff oder gasförmiges Kohlendioxid werden im Hinblick auf die Kosten und die Betriebsweise besonders bevorzugt

Unter dem Ausdruck »unter vermindertem Druck gehaltene Luft« ist eine Luft zu verstehen, die nach bekannten Verfahren vom Atmosphärendruck auf einen verminderten Druck gebracht worden ist

Die unter vermindertem Druck gehaltene Luft wird deshalb eingesetzt weil ihr Sauerstoffgehalt gegenüber dem Sauerstoffgehalt der unter Atmosphärendruck stehenden Luft herabgesetzt ist

Bei dem Schritt bei dem ein Halbfertigprodukt des Peibungsmaterials in der unter vermindertem Druck gehaltenen Luft erhitzt wird, ist die Hitzebehandlung um so besser, je niedriger die Sauerstoffkonzentration ist Die Entscheidung darüber, in welchem Maße der Druck herabgesetzt wird, hängt von der Qualität, die beim Reibungsmaterial benötigt wird, oder von der Temperatur und der Zeitdauer der Hitzebehandlungen ab. Es wird bevorzugt, den Druck von Atmospharendruck auf weniger als 293 mbar, insbesondere auf weniger als 93 mbar, herabzusetzen und die Hitzebehandlung durchzuführen.

Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff »Verkohlung« ist die Erscheinung zu verstehen, daß der Holzschliff und die anderen, vorstehend erwähnten Materialien durch die Hitze zersetzt und in ein kohlenstoffreiches Material, d. h. in einen amorphen Kohlenstoff, umgewandelt werden, wenn der Holzschliff und die vorstehend erwähnten Materialien erhitzt werden. Das Reibungsmaterial kann nur dann den erwünschten Reibungskoeffizienten wie vorstehend erwähnt erhalten, wenn seine Verkohlung in geeigneter Weise durchgeführt wird.

Es ist schwierig, die im Hinblick auf den Verkohlungsgrad vorzuziehenden Bedingungen genau zu beschreiben. Es sollte ein ausreichender Verkohlungsgrad festgelegt werden, wobei dieser von der Art des verwendeten Holzschliffs und der verwendeten, vorstehend erwähnten Materialien, insbesondere des Holzschliffs, der organischen Fasern oder des Bindemittels, oder von der Erhitzungstemperatur der Flüssigkeit, abhängt.

Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff »Oxidation« ist die Erscheinung zu verstehen, daß sich der Holzschliff und die vorstehend erwähnten Materialien mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff verbinden. Diese Erscheinung hat keinen Einfluß auf die Eigenschaften des Reibungsmaterials. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß es im größeren Teil des Holzschliffs und der anderen, vorstehend erwähnten Materialien zur Erscheinung der Oxidation kommt, wenn die Hitzebehandlung etwa 30 min lang kontinuierlich bei 13O⁰C an der Luft durchgeführt wird.

Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff »oxidative Zersetzung« ist die Erscheinung zu verstehen, die auftritt, wenn der vorstehend erwähnte Erhilzungsschritt, der mit der Oxidation verbunden ist. kontinuierlich über einen verlängerten Zeitraum durchgeführt wird. Diese Erscheinung hat einen Einfluß auf die Eigenschaften des Reibungsmaterials, was sich aus Überlegungen und aus Beobachtungen ergibt. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß es im größeren Teil des Holzschliffs und der vorstehend erwähnlen Materialien zu der Erscheinung der oxidativen Zerset-

zung kommt, wenn die Hitzebehandlung kontinuierlich etwa 2 h lang bei 200"C en der Luft durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend näher erläutert.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind im allgemeinen die nachstehend beschriebenen, bekannten Verfahrensschritte enthalten: Das Vermischen von Holzschliff mit einem Schmiermittel, organischen Fasern und anderen Bestandteilen in einer Mischvorrichtung, die Papierherstellung mittels einer Papiermaschine, das Ausstanzen mittels einer Papierabstreifformmaschine wie z. B. einer Kurbelpresse unter Ausbildung der benötigten Form und das Einweichen des ausgestanzten Produkts in einer Lösung, die aus einem Bindemittel wie z.3. einem Phenolharz und einem Lösungsmittel besteht

Dann wird die Hitzebehandlung wie vorstehend erwähnt in der unter vermindertem Druck gehaltenen Luft, in der Flüssigkeit und/oder in dem Inertgas durchgeführt, bis man ein erwünschtes Reibungsmaterial erhält, das in den gewünschten Anteilen des Holzschliffs und der anderen Materialien verkohlt ist Das erfindungsgemäße Verfahren kann -iurch folgende Kombinationen der vorstehend erwähnten Hitzebehandlungsschritte und anderer Schritte wie z. B. eines Trocknungs- oder eines unter Anwendung von Hitze und Druck durchgeführten Formungsverfahrens erfolgen:

a) Das vorstehend erwähnte, eingeweichte Produkt wird mittels einer Trocknungsvorrichtung getrocknet, das getrocknete Produkt wird an der Luft, in unter vermindertem Druck gehaltener Luft oder in einem Inertgas im Vorerhitzungsschritt erhitzt, dann wird das getrocknete Produkt unter Anwendung von Hitze und Druck geformt, worauf das geformte Produkt in einem Inertgas oder in unter vermindertem Druck gehaltener Luft erhitzt wird, wobei gleichzeitig der Erhitzungs- und der Nacherhitzungsschritt durchgeführt werden.

b) Das eingeweichte Produkt wird ausreichend getrocknet, wobei gleichzeitig der Vorerhitzungsschritt durchgeführt wird. Das getrocknete Produkt wird in einem Inertgas oder in unter vermindertem Druck gehaltener Luft erhitzt, wobei gleichzeitig der Nacherhitzungsschritt durchgeführt wird. Das erhitzte Produkt wird unter Anwendung von Hitze und Druck geformt.

c) Das eingeweichte Produkt wird ausreichend getrocknet, wobei gleichzeitig v.er Vorerhitzungsschritt durchgeführt wird. Das getrocknete Produkt wild in einem Inertgas oder in unter vermindertem Druck gehaltener Luft erhitzt. Das erhitzte Produkt wird unter Anwendung von Hitze und Druck geformt. Das geformte Produkt wird an der Luft, in unter vermindertem Druck gehaltener Luft oder in einem Inertgas erhitzt, wobei der letztgenannte Schritt den Nacherhitzungsschritt darstellt.

d) Das eingeweichte Produkt wird getrocknet. Das getrocknete Produkt wird an der Luft, in unter vermindertem Druck gehaltener Luft oder in einem Inertgas erhitzt, wobei dieses einen Vorerhitzungsschritt darstellt. Das erhitzte Produkt wird unter Anwendung von Hitze und Druck geformt und dann in einem weiteren Vorerhitzungsschritt an der Luft erhitzt. Das erhitzte Produkt wird wieder in einem Inertgas oder in unter vermindertem Druck gehaltener Luft erhitzt, wobei gleichzeitig der Erhitzungs- und der Nacherhitzungsschritt durchgeführt wird.

e) Das eingeweichte Produkt wird getrocknet. Das getrocknete Proili'M wird in einem Inertgas oder in unter vermindertem Druck gehaltener Luft erhitzt, wobei dieser Schritt den Vorerhitzungsschritt darstellt. Das erhitzte Produkt wird unter Anwendung von Hitze und Druck geformt Das geformte Produkt wird in einer der vorstehend erwähnten Flüssigkeiten erhitzt, um gleichzeitig den Erhitzungs- und den Nacherhitzungsschritt durchzuführen. Die Flüssigkeit wird, falls notwendig, aus dem erhitzten Produkt entfernt

f) Das eingeweichte Produkt wird ausreichend ίο getrocknet, wobei gleichzeitig der Vorerhitzungsschritt durchgeführt wird. Das getrocknete Produkt wird in einer Flüssigkeit erhitzt Die Flüssigkeit wird, falls notwendig, aus dem erhitzten Produkt entfernt Das erhitzte Produkt wird unter Anwendung von Hitze und Druck geformt

g) Das eingeweichte Produkt wird ausreichend getrocknet Das getrocknete Produkt wird in einer Flüssigkeit erhitzt Die Flüssigkeit wird, falls notwendig, aus dem erhitzten Produkt entfernt Das erhitzte Produkt wird unter Anwendung von Hitze und Druck geformt

Es ist ein wichtiges Kennzeichen dieser Verfahren, daß keine oxidative Zersetzung de* Holzstoffs und der vorstehend erwähnten Materialien verursacht wird, wenn das Produkt an der Luft vorerhitzt wird. ^x

Der vorstehend erwähnte Verfahrensschritt des Vorerhitzens an der Luft wird vorzugsweise weniger als 1,5 h lang bei 200° C durchgeführt

Auch ein Verfahrensschritt des Trocknens wird durchgeführt, um ein niedrigsiedendes Lösungsmittel wie z. B. Methanol aus dem eingeweichten Produkt zu entfernen. Das Lösungsmittel kann durch das ausgestanzte Produkt absorbiert werden und an diesem anhaften, während das ausgestanzte Produkt in der das is Bindemittel enthaltenden Lösung eingeweicht wird.

Der Verfahrensschritt des Trocknens wird im allgemeinen mit dem eingeweichten Produkt bei 30⁰C bis 80° C 20 min bis 120 min lang an der Luft durchgeführt

Das Halbfertigprodukt wird auf etwa 120° C bis 500° C, vorzugsweise auf etwa 200 bis 35O⁰C und insbesondere auf etwa 250 bis 300° C erhitzt Die Erhitzung des Halbfertigprodukts dauert etwa 0,5 bis 20 h, vorzugsweise etwa 2 bis 8 h, insbesondere etwa 2 bis 5 h.

Der Verfahrensschritt des Vcerhitzens wird im allgemeinen mit dem getrockneten Produkt 0,5 h bis 5 h lang bei etwa 120° C bis 250° C durchgeführt

Der Verfahrensschritt des Erhitzens wird im allgemeinen mit dem vorerhitzten Produkt 0,5 h lang bis 20 h lang bei etwa 120° C bis 500° C durchgeführt

Der Verfahrensschritt des Nacherhitzens wird im allgemeinen mit dem geformten Produkt 0,5 h bis 2 h lang bei etwa 120° C bis 200° C durchgeführt
Der Verfahrensschritt des Formens wird im allgemeinen mit dem erhitzten Produkt mittels einer Farmungsmaschine wie z. B. einer Formpreßmaschine oder mittels einer Walze wie z. B. mittels einer Druckwalzcnmaschine bei 130⁰C bis 200⁰C 03 min bis 5 min lang unter einem Oruck von 49 bar bis 118 bar durchgeführt Als Bindemittel wird ein hitzehärtbares Harz wie z. B. ein Phenolharz oder ein Polyimidharz eingesetzt.

Nachstehend wird das Verfahren beschrieben, nach dem die Flüssigkeit aus dem eingeweichten Produkt entfernt wird.

Es ist im 3llgemeinen nicht notwendig, diesen Verfahrensschritt anzuwenden, weil sich die Flüssigkeit und das Schmiermittel des automatischen Kraftfahr-

zcuggetricbes größtenteils ineinander lösen und keinen (Einfluß ausüben, selbst wenn sich die Iügenschaft des Rcibungsmaterials verschlechtert.

Fs kommt jedoch vor, daß sich beim Arbeitsgang die Umgebung verschlechtert und daß die flüssigkeit zum Aufquellen des Reibungsmaterials führt. Auf diese Weise ist die Entfernung der Flüssigkeit aus dem Reibungsmaterial erforderlich.

Das erste Verfahren dafür wird durchgeführt, indem man das erhitzte Produkt mit der Flüssigkeit in ein Lösungsmittel mit niedrigem .Siedepunkt wie z. B. Methanol. Äthanol. Xylol oder Toluol eintaucht, um die Flüssigkeit dadurch zu extrahieren, und indem man dann d.is extrahierte Produkt an tier Luft oder in einem Inertgas trocknet. Das zweite Verfahren dafür wird durchgeführt, indem man das erhitzte Produkt mil der Flüssigkeit mittels einer Maschine wie z. B. einer Walze oder einer f'ormprcßmaschine preßt, um dadurch die Flüssigkeit aus dem erhitzten Produkt herauszudrücken.

Auch die Kombination des ersten und des zweiten der vorstehend beschriebenen Verfahren ist in bc/.ug auf die Entfernung der Flüssigkeit effektiv.

Unter dein in der Beschreibung verwendeten Begriff »Halbfertigprodukt des Reibungsmatcrials auf Papierbasis« sind das vorstehend erwähnte, eingeweichte Produkt, das getrocknete Produkt, das vorerhitzte Produkt oder das geformte Produkt zu verstehen.

Die Frfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Holzstoff 'ni faserigen Zustand, ein Ton und Diatomeenerde wurden in einer Mischvorrichtung vermischt. Dann wurde aus der Mischung mittels einer Papiermaschine ein Papier hergestellt. Aus dem Papier wurden mittels einer Kurbelpresse Schleifen bzw. Ringe ausgestanzt. Das ausgestanzte Produkt wurde in einer Lösung von Phenolharz und Methanol I min lang eingeweicht. Das eingeweichte Produkt wurde bei 70"C an der Luft getrocknet, bis die Oberfläche des eingeweichten Produkts ausgetrocknet war.

Das getrocknete Produkt wurde noch 50 min lang bei 160 (J an der Luft vorerhitzt. Das vorerhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 170 C 2 min lang in der Metallform einer Formpreßmaschine unter einem Druck von 49 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde 5 h lang in vorerhitztes Kokosnußöl mit einer Temperatur von 260'C eingetaucht. Das erhitzte Produkt wurde an der Luft abgekühlt, wodurcti man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Beispiel 2

Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein geformtes Produkt erhalten, das dann 7 h lang in vorerhitztes Sojaöl mit einer Temperatur von 200" C eingetaucht wurde.

Das erhitzte Produkt wurde in auf Raumtemperatur befindliches Sojaöl eingetaucht und darin abgekühlt, wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Beispiel 3

in der ^!eichen Weise wie in Be!Sⁿie! 1 beschrieben wurde ein geformtes Produkt hergestellt, das dann 3 h lang in vorerhitztes Ricinusöl mit einer Temperatur von 27O"C eingetaucht wurde. Das erhitzte Produkt wurde bei Raumtemperatur I h lang mittels einer Formpreßmaschinc unter einem Druck von 49 bar gepreßt, um ". den größeren Teil des Ricinusöls aus dem erhitzten Produkt zu entfernen.

Beispiel 4

κι Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein geformtes Produkt hergestellt, das dann 8 h lang in das Plastifizierungsmittel Tricrcsylphosphal eingetaucht wurde. Das erhitzte Produkt wurde bei Raumtemperatur an der Luft

ι -, abgekühlt, bis es Raumtemperatur erreicht hatte.

Das gekühlte Produkt wurde in Methanol, das sich auf Raumtemperatur befand, eingetaucht, um das Tricrcsylphosphat aufzulösen und aus dem Produkt zu extrahieren. Das Produkt, aus dem das Tricresylphos-

:ii phat herausgelöst und extrahiert worden war, wurde bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet, wodurch man das fertige Rcibungsmatcrial erhielt.

Beispiel 5

Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein geformtes Produkt hergestellt, das danr 1 h lang bei 170⁰C an der Luft stehengelassen wurde.

in Nach dem Stehenlassen an der Luft wurde das Produkt 5 h lang in vorerhitztes Dimcthylsiliconöl mit einer Temperatur von 250'C eingetaucht. Das erhitzte Produkt wurde bei Raumtemperatur an der Luft abgekühlt, wodurch man da·- fertige Rcibiingsmaterial

Γι erhielt.

Beispiel 6

Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel I wurde

κι ein geformtes Produkt hergestellt, das dann 1 h lang in gasförmigem Stickstoff mil einer Temperatur von 170"C stehengelassen wurde. Nach dem Stehenlassen in Stickstoff wurde das Produkt 5 h lang in vorerhitztes Methylphenylsiliconöl mit einer Temperatur von 250 C

i, eingetaucht.

Das erhitzte Produkt wurde mittels einer Formpreßmaschine I min lang bei 170" C unter einem Druck \on 49 bar gepreßt, um den größeren Teil des Mcthylphenylsiliconöls aus dem Produkt zu entfernen, und man ,.ι erhielt das fertige Reibungsmatenal.

Beispiel 7

Ein eingeweichtes Produkt wie vorstehend erwähnt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten und dann 1 h lang bei 60 C an der Luft getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde 1 h lang bei 160^r C an der Luft vorerhitzt.

Das vorerhitzie Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde 2 min lang bei 170" C unter einem Druck von 98 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde 5 h lang in auf 270⁼C vorerhitztem, gasförmigem Stickstoff erhitzt. Das erhitzte Produkt wurde bei Raumtemperatur an der i_uft ab^oekuh!t. wodurch man das ΓβΓί>^σθ Reibunsrsmaterial erhielt.

B e i s ρ i c I 8

Lin eingeweichtes Produkt wurde nach dem gleichen Verfahren wk· in Beispiel 1 beschrieben erhalten und dann 1 h lang bei 8(TC an der Luft getrocknet.

Das getrocknete Produkt wurde 3 h lang in auf 280°C vorerhitzlcm, gasförmigem Stickstoff erhitzt. Das erfv'tzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit eine;' Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 170⁰C 2 min lang mittels einer Formpreßmaschine unter einem Druck von 98 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde I Ii lang in auf 180T vorr-rhit/tem. gasförmigem Stickstoff naeherhitzt. Da¹, iiachcrhitztc Produkt wurde an der Luft abgekühlt, wodurch man das fertige Rcibungsniatcrial erhielt.

Beispiel 9

F.in eingeweichtes Produkt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten und d.inn bei 70" C 30 min lang an der Luft getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde 50 min lang bei 160°C an der Luft vorerhitzt.

Das vorerhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kcrnplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 170"C 2 min lang mittels einer Formpreßmaschine unter einem Druck von 49 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde 8 h lang in auf 250 C vorerhitztem, gasförmigem Stickstoff nacherhilzt. wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhicll.

Beispiel 10

Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 beschrieben wurde ein vorerhitztes Produkt erhalten, das dann 1 h lang mit auf 300"C vorerhitztem, gasförmigem Stickstoff erhitzt wurde. Das erhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 200X 2 min lang mittels einer Formpreßmaschine unter einem Druck von 98 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde 1 h lang in auf 200= C vorerhitzter Luft nacherhitzt und bei Raumtemperatur an der Luft abgekühlt, wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Beispiel 11

Ein eingeweichtes Produkt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten und dann 1 h lang bei 60° C an der Luft getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde 1 h lang bei 160" C an der Luft vorerhitzt.

Das vorerhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 170⁼C 2 min lang mittels einer Formpreßmaschine unter einem Druck von 98 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde 2 h lang bei 270° C in Luft erhitzt, die unter dem verminderten Druck von 133 mbar gehalten wurde. Das erhitzte Produkt wurde allmählich in der unter vermindertem Druck gehaltenen I .uft abgekühlt, wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Beispiel 12

F.in eingeweichtes Produkt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel I beschrieben erhalten und dann 1 h lang bei 80⁰C an der Luft getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde 2 h lang bei 280⁰C in Luft erhitzt, die unter dem verminderten Druck von 80 mbar gehalten wurde.

Das erhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 170°C 2 min lang mittels einer Formpreßmasehine unter einem Druck von 98 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde I h lang bei 180 C in Luft nacherhitzt, die unter dem verminderten Druck von 80 mbar gehalten wurde. Das nacherhitzte Produkt wurde allmählich abgekühlt, wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Beispiel 13

Fun eingeweichtes Produkt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten und dann 30 min lang bei 70ⁿC an der Luft getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde 50 min lang bei 160 C an der Luft vorerhitzt.

Das vorerhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplattc in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 170"C 2 min lang mittels einer Formpreßm;ischine unter einem Druck von 49 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde bei 300°C 3 h lang in Luft erhitzt, die unter dem verminderten Druck von 27 mbar gehalten wurde. Das erhitzte Produkt wurde allmählich in der unter vermindertem Druck gehaltenen Luft abgekühlt, wodurch man das fertige Reibungsm. <erial erhielt.

Beispiel 14

Ein vorerhitztes Produkt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 13 beschrieben erhalten und dann 5 h lang bei 25O^;C in Luft erhitzt, die unter dem verminderten Druck von 200 mbar gehalten wurde

Das erhitzte Produkt wurde mittels eines Klebstoffs mit einer Kernplatte in Kontakt gebracht. Das in Kontakt gebrachte Produkt wurde bei 200⁰C 2 min lang mittels einer Formpreßmasehine unter einem Druck von 49 bar geformt.

Das geformte Produkt wurde 1 h lang bei 17O⁰C an der Luft nacherhitzt. Das nacherhitzte Produkt wurde allmählich abgekühlt, wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Vergleichsbeispiel 1

Ein geformtes Produkt wie vorstehend erwähnt wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten und dann 1 h lang in auf 180°C vorerhitzter Luft nacherhitzt, wodurch man das fertige Reibungsmaterial erhielt.

Tabelle

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12

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13	0.039		0.98	0.98
14	0.033	0.060	1.05	1.04	I.OS	1.04	1.05	0.99	I.(K)	0.99	1.01
VerpleiiMis-
beispiel
I	0.040	I.Il	I 0')

Tabelle

Verhältnis des statischen /um dvnamisjhen ReibuniiskoefH/icnten (·/../·).ι)

ΛιιλιπΙ lter Arbeitsgänge iler Kupplung 25 KXI 2(Kl MKl

2(XM)

3(KKI

4(KM)

<ikki

Beispiel 1

Vergleichsbeispiel

1.30	1.28	1.25	1.16	1.15	1,12	1.10	1.13	1.11
1.26	1,21	1.20	1.18	1,18	1,13	1.09	1.10	1.09
1.18	1.19	1.16	1.15	1.12	1,10	1,09	1.10	1.10
1.27	1.23	1.24	1.20	1.19	1,15	1,16	1.13	1.13
1.20	1.2"	1.18	1.16	1.16	1.14	1.13	1.14	1.15
1.25	1.23	1.21	i.i:	1.16	1,13	1.14	1.12	1.14
1.20	1.20	US	1.17	1.15	1,16	1.13	1.15	1.12
1.16	1.15	1.14	1.12	1.13	1,12	1.10	1.12	!.!('
1.19	1.21	1.17	1.18	1.15	1,13	1.11	1.14	1.13
1.18	1.16	!.15	1.13	1.14	1,10	!.12	1.11	1.09
1.24	1.2!	1.20	1.19	1.17	1,15	1.16	U8	1.15
1.17	1.15	1.14	1.14	1.15	1,14	1,13	1.13	1.10
1,18	1.16	1.13	1.13	1,11	1,10	1.08	1.10	1.09
1.28	1.25	1.20	1.15	1.16	1,15	1.12	1.13	1.13

1.52

1.59

1.30

1,12

1.11

1.10

Ein Rotationskörper, der bei einem dynamischen &5 Außendurchmesser von 127 mm unter Einwirkung einer

Eingriff mit 3600 U/min rotiert und ein Trägheitsmo- Anpreßkraft von 3,07 kN gebremst und zum Stillstand

ment von 0,247 kg · m² hat, wird durch eine Kupplung gebracht

mit einem Innendurchmesser von 103 mm und einem Die Rotationsenergie (kinetische Energie: 444.6 J) des

l'otationi.l.örpcrs wird durch die Kupplung aufgenommen. Kino Kupplung dieses Typs wird für automalische Kraftfahrzeuggetriebe verwendet. Das dabei verwendete Öl wird auf einer Temperatur von etwa 120"C gehalten. Die Zeit für einen Zyklus beträgt 30 s, und eine Serie von 5000 Zyklen wird durchgeführt. Während des vorstehend erwähnten Testes werden die Abbremszeil, der Abnutzungsgrad, der statische und der dynamische Reibungskoeffizient gemessen. In den Tabellen I und 2 wird jeweils der Durchschnittswert von fünf Messungen angegeben.

Die in den Tabellen I und 2 gezeigten Kigenschallen werden folgendermaßen bewertet:

NiiL'h dein Ablauf von 5000 /yklen wird ein Abnutzungsgrad von weniger als 0.0b πιπί ;ils ausgezeichnet, ein Abnutzungsgrad zwischen 0.0b mm iuu!

0.08 mm als gut und ein Abnutzungsgrad über 008 mm ills schlecht angesehen.

Ks wird als ausgezeichnet angesehen, wenn vom ersten bis zum fünftausendsten Zyklus die Abbreniszcit

ί einen Maximalwert von weniger als 1,10 s und einen Minimalwert von mehr als 0,97 s hat, während die Werte 1.15 s bzw. 0.95 s als gut angesehen werden. Kin Maximalwert für die Abbremsz^it, der über 1.15 s liegt, wird als schlechter Wert betrachtet.

hi Bei dem Verhältnis des statischen zum dynamischen Reibungskoeffizienten wird ein Maximalwert (</cw ersten bis zum fünftausendsten Zyklus) von weniger als 1.20 nls iuisge/eichnel. ein Maximalwert /wischen 1.20 iiiiil 1.30 als gut und ein Maximalwert über 1.50 ;ils

. schlecht angesehen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Reibungsmaterials auf Papierbasis, bei dem man ein ausgestanztes Halbfertigprodukt des Reibungsmaterials in einer aus einem Bindemittel und einem Lösungsmittel bestehenden Lösung einweicht, das eingeweichte Halbfertigprodukt trocknet, in einem Vorerhitzungsschritt restliches, an dem getrockneten Halbfertigprodukt anhaftendes Lösungsmittel entfernt, in einem Erhitzungsschritt Anteile von in dem Reibungsmaterial enthaltenen Bestandteilen verkohlt, wobei man das "vorerhitzte oder das erhitzte Halbfertigprodukt auf eine Kemplatte mittels eines Klebstoffs aufbringt, in einem Formungsschritt das Halbfertigprodukt unter Hitze und Druck formt und in einem Nacherhitzungsschritt nicht ausgehärtetes Bindemittel und den auf die Papierbasis des Reibungsmaterials zum Verkleben mit der Kernplatte aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoff vollständig aushärtet, um die Papierbasis und die Kernplatte in festen Kontakt zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Halbfertigprodukt mindestens beim Erhitzungsschritt und ggf. auch im Vorerhitzungsschritt oder im Nacherhitzungsschritt in einer aus der Gruppe der Naturöle, Siliconöle und fluorierten öle ausgewählten oder einer durch Raffinieren und Modifizieren eines Erdöls oder einer Kohle erhaltenen Flüssigkeit, in unter vermindertem Druck gehaltener Luft und/oder in einem Inertgas erhitzt, wobei man die Trocknung ggf. gleichzeitig mit dem Vorerhitzungsschritt und ggf. nach der Formung einen weiteren Vorerhitzungsschritt durchführt und wobei der Erhitzungsschritt vor oder nach dem Formungsschritt, ggf. gleichzeitig als Nacherhitzungsschritt, durchgeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reibungsmaterials auf Papierbasis, insbesondere eines Kupplungsbelags, bei dem man ein ausgestanztes Halbfertigprodukt des Reibungsmaterials in einer aus einem Bindemittel und einem Lösungsmittel bestehenden Lösung einweicht, das eingeweichte Halbfertigprodukt trocknet, in einem Vorerhitzungsschritt restliches, an dem getrockneten Halbfertigprodukt anhaftendes Lösungsmittel entfernt, in einem Erhitzungsschritt Anteile von in dem Reibungsmaterial enthaltenen Bestandteilen verkohlt, wobei man das vo/erhitzte oder das erhitzte Halbfertigprodukt auf eine Kernplatte mittels eines Klebstoffs aufbringt, in einem Formungsschritt das Halbfertigprodukt unter Hitze und Druck formt und in einem Nacherhitzungsschritt nicht ausgehärtetes Bindemittel und den auf die Papierbasis des Reibungsmaterials zum Verkleben mit der Kernplatte aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoff vollständig aushärtet, um die Papierbasis und die Kernplatte in festen Kontakt zu bringen.

Kupplungsbeläge für automatische Kraftfahrzeuggetriebe werden im allgemeinen aus einem Reibungsmaterial auf Papierbasis hergestellt, in dem zur Verbesserung der Reibungseigenschaften, zum Beispiel des Reibungskoeffizienten und/oder der Abriebbeständigkeit, bestimmte Bestandteile enthalten sind.

Es ist bekannt, Reibungsmaterialien wie folgt herzustellen: In einer Mischvorrichtung werden Holzstoff, ein Schmiermittel, organische Fasern und andere Bestandteile vermischt Mittels einer Papiermaschine wird ein Papier hergestellt, aus dem mittels einer Papierabstreifformmaschine, z. B. mittels einer Kurbelpresse, ein Produkt, das die erforderliche Form hat, ausgestanzt wird. Das ausgestanzte Produkt wird in einer aus einem Bindemittel, zum Beispiel einem

ίο Phenolharz, und einem Lösungsmittel bestehenden Lösung eingeweicht Das eingeweichte Produkt wird getrocknet und das getrocknete Produkt wird in einem Trockenofen vorerhitzt Das vorerhitzte Produkt und eine Kernplatte werden mittels eines Klebstoffs in

is Kontakt gebracht und das in Kontakt gebrachte Produkt wird in einer Metallform, die in einer Formpreßmaschine eingebaut ist, gepreßt und erhitzt. Dieses Produkt wird in einem Trockenofen erhitzt, wodurch man das fertige Reibungsmateriai erhält Eine Aufgabe des Schrittes, bei dem das Produkt in dem Trockenofen erhitzt wird, ist die vollständige Aushärtung des Bindemittels und des Klebstoffs, soweit diese noch nicht ausgehärtet waren.

In dem Reibungsmateriai sind viel Holzstoff, eine organische Verbindung, z. B. organische Fasern, und ein Bindemittel enthalten, um die gewünschten Reibungseigenschaften zu erzielen. Die gewünschten Reibungseigenschaften werden erzielt, indem man einen erwünschten Anteil des Holzstoffs usw. verkohlt.

Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung des Reibungsmaterials wird jedoch der Erhitzungsschritt an der Luft durchgeführt, wodurch es zu einer oxidativen Zersetzung des Materials kommt, so daß die erwünschten Reibungseigenschaften nicht erzielt werden. Es ist daher üblich, den Erhitzungsschritt zu beenden, bevor man die Verkohlung der erwünschten Anteile des Holzstoffs usw. erreicht hat. Aus diesen Gründen war auf dem Markt bisher kein Reibungsmaterial erhältlich, das die gewünschten Reibungseigenschaften hatte.

Bei genauen Untersuchungen des bekannten Verfahrens ergab sich, daß das Reibungsmaterial anfänglich einen niedrigen Wert des Reibungskoeffizienten zeigt, so daß es zu der Erscheinung des »Einschleifens« kommt. Unter dem Ausdruck »Erscheinung des Einschleifens« ist eine Eigenschaft im Zusammenhang mit der Kraftübertragung zu verstehen, die durch das Reibungsmaterial verursacht wird. Diese Eigenschaft kommt darin zum Ausdruck, daß der Reibungskoeffizient am Anfang niedrig ist, so daß über eine beträchtliche Anzahl von Stunder der gewünschte, konstante Wert für den Reibungskoeffizienten nicht erhalten werden kann, wodurch ein quietschendes Geräusch (Kurbelgeräusch) hervorgerufen wird.

Es wird angenommen, daß das Kurbelgeräusch entsteht, wenn das Verhältnis des statischen zum dynamischen Reibungskoeffizienten des Reibungsmaterials größer als 1,30 ist.

Aufgabe der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung eines Reibungsmaterials, durch das ermög-

i,o licht wird, gleich am Anfang den gewünschten, konstanten Wert des Reibungskoeffizienten zu erzielen, wodurch das Kurbelgeräusch weitgehend vermieden werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist im Patentanspruch

hi definiert.

Bei erfindungsgemäßen Untersuchungen mit dem Ziel der Überwindung der Schwierigkeiten, die bei dem bekannten Verfahren mit dem Erhitzungsschritt verbun-