198551. lajstromszámú szabadalom • Kompozíció és eljárás súrlodóbetét előállítására
1 HU 198551 A 2 A találmány dob- és tárcsafékek, valamint tengelykapcsolók súrlódó-betétjének előállítására szolgáló azbesztmentes súríódóanyag kompozícióra és súrlódó-betét előállítási eljárására vonatkozik. Az utóbbi években nyilvánvalóvá vált, hogy a fék- és tengelykapcsoló-betétek azbeszttartalma káros az egészségre mind a gyártás, mind a felhasználás során. Az azbeszt helyettesítésére az ismert műszaki megoldásokban számos anyag alkalmazásával találkozhatunk. Ilyenek a karbonszálak, fémrostok, ásványi rostok, szintetikus- és természetes szerves rostanyagok. Kezdetben az új szálas anyagok csupán az azbeszt helyére léptek,’ és a korábbi súrlódó-betét összetétele a többi összetevő szempontjából változatlan maradt. A későbbiekben az összetevők és arányaik célszerű megválasztásával igyekeztek a súrlódó-betétek tulajdonságait javítani. A fejlesztett megoldásoknak azonban bizonyos hátrányai is mutatkoztak. A karbonszálakat külön gyártási művelettel kell előállítani, az ásványi rostoknak túl erős a koptató hatásuk a szerkezetre, a szerves rostanyagoknál kopásállóság-csökkenés lép fel. Legígéretesebbnek a fémszál erősítés mutatkozott. Az alkalmazott töltőanyagok tekintetében a megoldások ugyancsak széles skálán helyezkednek el. Egy jellegzetes, fémszál erósitőanyagot használó megoldás a 29 34 209 NSZK szabd, lajstromszámú nyomtatvány, mely töltőanyagként 0,5-1,0% széntartalmú vasport használ, más szokásos adalékok (grafit, kaucsukszemcsék, kerámiapor, fémpor) mellett. Az összetételben a kötőanyag hőre keményedé mű-ígyanta. E megoldás a grafitot a kopásállóság biztosítására, míg bizonyos optimális mennyiségű kerámiaport a grafit hátrányainak ellensúlyozására, nevezetesen a kellő kezdeti súrlódóhatás érdekében használja. A kerámiapor viszont a berendezés ellentagjának súrlódó felületére igen hátrányos koptató hatást fejt ki, sőt azon bemaródásokat idézhet elő. Az ellentmondó követelmények kielégítésére e megoldás a grafittartalom csökkentését és alacsony széntartalmú vaspor használatát javasolja. Egy másik hasonló megoldásban (30 35 100 NSZK szabadalmi lajstromszámú nyomtatvány) fémszál erósitőanyagot, töltőanyagként pedig grafit és rézpor mellett 9- -18% báriumszulfátot és 4% alumínium-oxidot használnak. E megoldás azonban a megkívánt súrlódási együttható elérése esetén nem adja a szükséges kopásállóságot, vagy ezek egyidejű biztosításakor már jelentősen koptatja az ellentagot. További nehézség - különösen a fékeknél - hogy esős időben a fékhatás csökken, mert nedvesség hatására a súrlódási együttható kisebb lesz. A 28 16 887 NSZK szabadalmi lajstromszámú nyomtatvány nedvesen is jó fékhatást adó megoldást ismertet, de a megoldás szilikon-, ill. nitril-butadien-, ill. sztircl-butadien-kaucsukot alkalmaz, valamint titán-, ón-, kobalt-, stb. fémoxidokat, melyek növelik a termék költségeit. A találmány célja olyan azbesztmentes súrlódó-betét kidolgozása és előállítása, melynél a fentebb elmondott hátrányok kiküszöbölődnek és a súrlódási tényező nedvesség hatására sem csökken, ami különösen alkalmassá teszi fékbetétkénti alkalmazásra. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy fémszálerősítésű, és vaspor súrlódószert tartalmazó összetételt alkalmazva, a vaspor széntartalmának és a grafitnak a súrlódási tényezőt csökkentő hatása már igen csekély, 2-6 tömeg%-nyi báriumszulfát menynyiséggel ellensúlyozható, ha a báriumszulfát megfelelő eloszlásban van jelen a termékben. A találmány azon a további felismerésen alapszik, hogy a megfelelő mennyiségű grafitnak és báriumszulfátnak nemcsak a késztermékben van jelentős szerepe, hanem a kompozíció összeállítása során is, amennyiben bizonyos alkalmazási arányok között és megfelelő összeállítási sorrendet alkalmazva, a termék súrlódási és kopási tulajdonságai szempontjából igen előnyös finomszerkezetű, morfológiájú termékhez jutunk. Meglepő módon azt tapasztaltam, hogy a pé dókban és igénypontokban megadott öszsze tételt valamint előállítási eljárást alkalmazva, a gumikomponens nem különálló részecskék, hanem hálózatot alkotó összefüggő szálrendszer formájában helyezkedik el a késztermékben. így többek között a gumiösízetevő a használat során nem hullik ki szemcsék alakjában, hanem a surlódó anyag töt bi összetevőjével együtt fokozatosan kopik és használódik el. A használati próbák és ezek során végzett ellenőrző vizsgálatok ugyancsak meglepő módon arra utaltak, hogy a grafit és a vaspor nem-eutektikus széntartalmónak súrlódás-csökkentő hatása feltehetően a súrlódó ellentagon ezekből kialakuló bevonat, csúszóréteg miatt jelentkezik. E hiba a vaspor széntartalmának vagy a grafit mennyiségének a csökkentésével nem küszöbölhető ki teljesen, mert a tapasztalatok szerint a környezet oől a fékbe kerülő szennyezések is előidézik. Mint ezt már leírták, a grafittartalom csökkentése hátrányosan befolyásolja a súrlódó-betét tulajdonságait. Jelen találmány felismerése szerint ez még kiegészül azzal, hogy a grafit mennyisége azért sem csökkenthető, mert arra nemcsak a késztermékben van szükség, hanem az előállítási eljárásban is, mint finomszerkezet-kialakitó adalékra. A találmányi megoldás szükségtelenné teszi a grafit csökkentését, mivel max. 6 tömeg%, célszerűen 3-5 tömeg% báriumszulfát adagolásával megszüntethető a súrlódós-csokkentő effektus. A báriumszulfót következtében a súrlódó-betét a féket vagy ten5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
