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Beschrieben wird ein Reibungsstaub enthaltendes asbestfreies Reibmaterial, das einen
Verbundstoff aus anorganischer Verbindung mit einem Polymerisationsprodukt aus Cashew-Nußöl
umfaßt. Das Material wird für Bremsbeläge, Bremsklötze für Scheibenbremsen und
Kupplungsbeläge für Autos und Industriemaschinen verwendet.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein asbestfreies Reibmaterial, das für Bremsbeläge,
Bremsklötze für Scheibenbremsen, Kupplungsbeläge etc. für Autos und Industriemaschinen verwendet
wird.
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In einem solchen Reibmaterial für Autos und Industriemaschinen wird ein festes Gleitmittel für
gewöhnlich im Hinblick auf die Stabilität des Reibungskoeffizienten und die Abriebbeständigkeit
eingebracht. Für diese festen Gleitmittel wurden bisher organischer Reibungsstaub und
anorganische Gleitmittel, wie Graphit und Molybdändisulfid, verwendet.
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Für diesen organischen Reibungsstaub ist es üblich, durch Polymerisation von Cashew-Nußöl
erhaltene Teilchen und durch Vulkanisierung von elastischen Polymeren, wie Kautschuk, erhältliche
Teilchen zu verwenden. Durch ihr Vermischen mit Reibmaterial wird dem Reibmaterial eine
augemessene Elastizität vermittelt, und als ein Ergebnis werden die Reibcharakteristiken
stabilisiert, da sich die Kontaktfläche der Reibflächen durch die elastische Deformation bei dem
Inkontaktbringen mit der Reibungspartnerkomponente erhöht. Man nimmt nämlich au, daß die
Reibungscharakteristiken bei niedriger Temperatur durch die Wirkung dieses organischen
Reibungsstaubes über die Fluid- oder Gasschmierung niedermolekularer organischer Bestandteile,
die aufgrund der Reibungswärme durch Depolymerisation erzeugt wurden, stabilisiert werden.
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Es besteht jedoch insofern ein Problem, als daß, da die Menge der thermischen
Zersetzungsprodukte zu groß wird und die Schmierung bei hoher Temperatur übermäßig wird, ein
sogenanntes Fading-Phänomen, gemäß dem der Reibungskoeffizient abrupt abnimmt, verursacht
wird, was auch zu einem erhöhten Abrieb führt. Das heißt, daß die Unzulänglichkeit des
organischen Reibungsstaubs dieses Typs nur in dem Abschwächphänomen liegt, somit sind bei
den nun in der Praxis befindlichen Reibmaterialien das Fading-Phänomen und der Abrieb bei hoher
Temperatur so gering wie möglich abgesenkt im Hinblick auf die Stabilität der
Reibungscharakteristiken, um eine Ausgewogenheit von beidem zu erreichen.
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In der Praxis lag jedoch solange eine Einschränkung vor, wie der organische Reibungsstaub
verwendet wurde.
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Als ein Ergebnis ausführlicher Untersuchungen im Hinblick auf diese Situation wurde ein
asbestfreies Reibmaterial gemäß der Erfindung entwickelt, mit dem das Problem gelöst wird.
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Die Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch 1 mit bevorzugten Ausführungsformen, die in
den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 angeführt sind, definiert.
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Die Fig. 1 zeigt ein Diagramm, das die Ergebnisse des Abschwächtests der erfindungsgemäßen
Reibmaterialien und des herkömmlichen Reibmaterials zeigt.
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Wie beschrieben, nimmt, indem das Polymerisationsprodukt aus Cashew-Nußöl als ein
organischer Reibungsstaub zu einem Verbundstoff mit einer anorganischen Verbindung hergestellt wird,
der Anteil des organischen Bestandteils ab, wodurch die Menge des zersetzten Gases bei hoher
Temperatur sinkt, wodurch sich das Fading-Phänomen verbessert.
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Obgleich dennoch der Grund nicht augenscheinlich ist, ist schichtförmiges geschäumtes Material,
wie Vermiculit, effektiver als eine schichtförmige anorganische Verbindung, und Keramikwolle,
wie Schlackenwolle, und Calciumcarbonatwhisker etc. sind effektiver als faserförmige
anorganische Verbindungen. Das Polymerisationsprodukt aus Cashew-Nußöl ist innerhalb eines Bereiches
von 5 bis 95% und die schichtförmige anorganische Verbindung oder die faserförmige
anorganische Verbindung innerhalb eines Bereichs von 95 bis 5% wirksam. Der optimale Anteil beträgt 40
bis 95% für das Polymerisationsprodukt aus Cashew-Nußöl und 60 bis 5% für die schichtförmige
anorganische Verbindung oder die faserförmige anorganische Verbindung.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert.
Beispiel
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Das Polymerisationsprodukt aus Cashew-Nußöl und die Schlackenwolle, Calciumcarbonatwhisker
oder das Vermiculit als eine faserartige anorganische Verbindung oder schichtförmige
anorganische Verbindung werden in den in Tabelle 1 aufgeführten Gewichtsverhältnissen vermischt.
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Nachdem weiterhin 10% Härrungsmittel, wie Hexamin oder Furfural, zu der Menge des
Polymerisationsproduktes aus Cashew-Nußöl dieser Mischung hinzugesetzt worden waren, wurde das
Ganze zur Härrung erhitzt. Anschließend wurde dieses gehärtete Produkt zu einer festgelegten
Teilchengröße mittels eines Pulverisators pulverisiert, um die Verbundstäube A bis F zu erhalten.
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Als nächstes, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist, wurden diese Verbundstäube A bis F mit anderen
Materialien formuliert, um die erfindungsgemäßen Reibmaterialien bis gemäß dem gängigen
Verfahren herzustellen. Es ist lediglich notwendig, diese Verbundstäube in die Reibmaterialien in
Mengen von 3 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, einzubringen. Außerdem wurde
ebenfalls zum Vergleich das herkömmliche Reibmaterial , das mit herkömmlichem Harzstaub
formuliert war, anstelle der Verbundstäube hergestellt.
Tabelle 1
Verbundstaub
Polymerisationsprodukt aus Cashew-Nußöl
Schlackenwolle
Vermiculit
Calciumcarbonatwhisker
Tabelle 2
Formuliermaterial
Erfindungsgemäßes Reibmaterial
Verbundstaub
Phenolharz
Harzstaub
Bariumsulfat
Kupferpulver
Graphit
Keramikpulver
Aramidfasern
Kaliumtitanatfasern
genauso wie links
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Die Zahlen stehen für Gew.-%.
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Bei diesen jeweiligen Reibmaterialien wurde die Änderung des Reibungskoeffizienten als eine
Funktion der Zahl der Bremsvorgänge unter Verwendung eines Dynamometers voller Größe für
den Abschwächtest gemäß JASO untersucht, wobei die Ergebnisse in Fig. 1 gezeigt sind.
Darüberhinaus wurde bei den Reibmaterialien der Temperaturabriebtest unter der Bedingung: N =
1000 Bremsvorgänge bis zum Stillstand durchgeführt, und es wurde der Reibungskoeffizient und
der Abnutzungsgrad bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3
Item
Temperatur ºC
Reibungsmaterial
Erfindungsgemäßes Reibmaterial
Abnutzungsgrad um
Reibungskoeffizient
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann festgestellt werden, daß alle der erfindungsgemäßen
Reibmaterialien bis (Linien 1 bis 3 im Diagramm) einen minimalen Reibungskoeffizienten zum
Zeitpunkt des Fadings von mehr als 0,05 bis 0,1 gegenüber dem des herkömmlichen Reibmaterials
(Linie 4 im Diagramm) aufweisen. Außerdem kann aus Tabelle 3 ersehen werden, daß die
erfindungsgemäßen Reibmaterialien einen verringerten Abrieb und einen erhöhten
Reibungskoeffizienten bei höheren Temperaturen von 300ºC und 500ºC in allen Fällen zeigen.
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Wie beschrieben, wird gemäß der Erfindung ein Verbundstaub, der sowohl Elastizität als auch
angemessene Schmierwirkung aufweist, erhalten, indem der organische Reibungsstaub mit
anorganischem Material in eine Zusammensetzung gebracht wurde. Die Erfindung bringt somit
eine herausragende Wirkung hervor, und zwar in der Bereitstellung des asbestfreien
Reibmaterials, mit dem das Problem der Ausgewogenheit zwischen dem Fading-Phänomen und dem
Hochtemperaturabrieb beim Bremsen von Autos auf einem Schlag gelöst wurde.