BR112013002935B1

BR112013002935B1 - método de produção de um anel de fricção

Info

Publication number: BR112013002935B1
Application number: BR112013002935-8A
Authority: BR
Inventors: Andreas Ohr; Michael Bergheim
Original assignee: Hoerbiger Antriebstechnik Holding Gmbh
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2021-05-18
Also published as: EP2603709B1; US9718093B2; BR112013002935A2; US20130161144A1; CN103080583B; JP2013535635A; EP2603709A1; CN103080583A; KR101834030B1; DE102010033876A1; KR20130092576A; US20150118392A1; ES2702992T3; JP6002131B2; WO2012019751A1

Abstract

ANEL DE FRICÇÃO, SISTEMA DE FRICÇÃO DE DISCOS MÚLTIPLOS DE OPERAÇÃO MOLHADA E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM ANEL DE FRICÇÃO A invenção refere-se a um anel de fricção, em especial para embreagens de operação molhada ou transmissões, tendo um veículo (10) e um revestimento de fricção (12), com um material de partida de revestimento de fricção (20) sendo uma mistura de pelo menos um aglutinador termofixo e um agente de carga, e com o material de partida de revestimento de fricção (20) tendo uma consistência de processamento pastosa, não dispersível, e o revestimento de fricção (12) tendo uma consistência final sólida após processamento no veículo (10). A invenção refere-se ainda a um método de produção deste anel de fricção.

Description

A invenção refere-se a um anel de fricção incluindo um veículo e um revestimento de fricção, como pode ser usado em embreagens de operação molhada ou em transmissões, por exemplo. A invenção refere-se ainda a um método para produção deste anel de fricção.

O que é decisivo para a qualidade do anel de fricção, isto é, em especial para o comportamento de desgaste e o coeficiente de fricção em relação à vida útil total, é o revestimento de fricção. Por um lado, basicamente um coeficiente de fricção alto é desejado, visto que isto melhora o comportamento de mudança de marcha. Por outro lado, é obrigatório que o desgaste seja tão pequeno quanto possível, para o anel de fricção ter uma vida útil longa. Em adição, deveria ser possível produzir o anel de fricção com custos gerais baixos.

Anéis de fricção são conhecidos, os quais incluem um revestimento de fricção feito de um material de papel. Devido a seu método de produção, este material, referido como “papel de fricção” abaixo, é suprido na forma de folhas. Segmentos de revestimento de fricção individuais são, então, cortados das folhas de papel de fricção e aplicados no veículo, por exemplo, colados. Uma desvantagem aqui é o inevitável desperdício do corte. Adicionalmente, os custos para produção de papel de fricção são comparativamente altos.

Também conhecidas são várias tentativas de aplicação do revestimento de fricção no veículo em uma condição dispersível e solidificação do mesmo no veículo. Um exemplo deste método é encontrado no DE 10 2008 036 332, no qual um molde de enchimento é colocado no veículo de modo a permitir que a composição de revestimento de fricção dispersível seja aplicada, similar a um processo de impressão em tela. Após sua aplicação, a composição de revestimento de fricção é seca e curada, por exemplo, por meio de radiação UV. Com relação à composição de revestimento de fricção usada, apenas especificidades incompletas são providas no pedido de patente publicado mencionado acima. Além dos problemas envolvidos no processo, nenhum material adequado é conhecido até o momento que atenda aos requisitos de adequabilidade para o processo e para a função em igual medida. Por esta razão, até agora não foi possível colocar em prática, com sucesso, abordagens interessantes deste tipo.

O objetivo da invenção é, portanto, prover um anel de fricção que tenha um revestimento de fricção e que possa ser produzido com um custo efetivo, e simultaneamente atendendo, ou mesmo excedendo, os requisitos com relação ao comportamento de coeficiente de fricção e desgaste.

Este objetivo é atendido de acordo com a invenção por um anel de fricção incluindo um veículo e um revestimento de fricção, um material de partida de revestimento de fricção sendo uma mistura de pelo menos um aglutinador termofixo e um agente de carga, e o material de partida de revestimento de fricção tendo uma consistência de processamento pastosa, não dispersível, e o revestimento de fricção tendo uma consistência final sólida após processamento no veículo.

O aglutinador termofixo preferivelmente usado é uma resina fenólica, e o agente de carga usado é, especificamente, um agente de carga orgânico, tal como grafite, por exemplo. Com uma proporção adequada dos componentes da mistura, o material de partida de revestimento de fricção obtido é uma mistura tendo uma consistência de processamento pastosa. A mistura é referida como “pastosa” quando a viscosidade está entre aproximadamente 1 Pa.s e aproximadamente 100 Pa.s, preferivelmente a 1-50 Pa.s. Nesta faixa de viscosidade, o material de partida de revestimento de fricção pode ser aplicado na superfície preparada sem quaisquer problemas, sem um molde de enchimento tendo que ser ajustado ao veículo de maneira hermética a líquido para limitar o material de partida de revestimento de fricção nas laterais. Isto simplifica consideravelmente a produção do anel de fricção, sem um prejuízo observável do coeficiente de fricção e do comportamento de desgaste.

Em uma realização variante especificamente vantajosa do anel de fricção, o revestimento de fricção é produzido para ser substancialmente isento de fibra. Na verdade, fibras, em especial fibras fibriladas conforme são usadas na produção de papel de fricção, têm um efeito adverso na processabilidade do material de partida de revestimento de fricção. Além do mais, foi descoberto que um revestimento de fricção isento de fibra pode também preencher todos os requisitos técnicos, em especial com relação ao coeficiente de fricção e desgaste.

Em uma realização variante alternativa, o revestimento de fricção inclui certo teor de fibras, em especial fibras exclusivamente não fibriladas.

A fração de massa das fibras está, então, preferivelmente, na faixa de aproximadamente 1% até aproximadamente 20% da fração sólida do revestimento de fricção. Uma porcentagem muito baixa, preferivelmente de um só dígito, de fibras não fibriladas permite ainda uma consistência de processamento pastosa e, portanto, uma fabricação simples de anel de fricção. Além do mais, em algumas composições do material de partida de revestimento de fricção, este teor de fibra pode ter uma influência positiva nas propriedades mecânicas do revestimento de fricção posterior.

O material de partida de revestimento de fricção pode, adicionalmente, incluir um solvente, em especial água ou etanol, na consistência de processamento. Frequentemente, o aglutinador é adicionado aqui já na forma dissolvida, por exemplo, na forma de uma solução de resina fenólica pronta para uso.

Em uma realização adicional, o material de partida de revestimento de fricção adicionalmente inclui uma substância para ajustar uma consistência de processamento desejada. Esta pode ser, em especial, um agente de espessamento ou tixotrópico ou um agente que influencie a pseudoplasticidade. O agente tixotrópico facilita o processamento do material de partida de revestimento de fricção, visto que ele reduz a viscosidade durante a aplicação, mas eleva a viscosidade após aplicação do material de partida de revestimento de fricção.

Em uma realização adicional, o revestimento de fricção tem interrupções e/ou um perfil plano ou cônico seccional transversal na direção periférica. Estas interrupções, em especial na forma de entalhes, permitem uma boa circulação de óleo na região do revestimento de fricção, que permite uma dissipação melhor do calor friccional gerado na operação do anel de fricção.

Em uma realização adicional do anel de fricção, o revestimento de fricção tem uma estrutura de camadas múltiplas.

Aqui, o revestimento de fricção de camadas múltiplas pode incluir pelo menos duas camadas de revestimento de fricção tendo diferentes materiais de partida de revestimento de fricção. Isto permite que as propriedades friccionais desejáveis do revestimento de fricção sejam ajustadas com muita precisão e com pouco esforço.

De acordo com uma realização adicional do anel de fricção, o revestimento de fricção contém partículas de fricção, em especial partículas de coque, na região de sua superfície de fricção. Por exemplo, as partículas de fricção são aplicadas em uma superfície de fricção posterior do revestimento de fricção antes da secagem e cura do material de partida de revestimento de fricção, e penetram, pelo menos parcialmente, no revestimento de fricção. As partículas de fricção podem ser razoavelmente ásperas aqui e podem constituir uma camada de capa no revestimento de fricção, a camada de capa sendo ainda fechada, se desejado.

Adicionalmente, a fração do aglutinador termofixo pode variar em relação à altura do revestimento de fricção, em especial diminuir a partir do veículo na direção da superfície de fricção.

O anel de fricção de acordo com a invenção é especialmente adequado para uso como um anel sincronizador em uma transmissão e para sistemas de fricção de disco múltiplo de operação molhada, em especial embreagens de operação molhada e freios de operação molhada.

Para atingir o objetivo da invenção, provisão é também feita para um método de produção de um anel de fricção que inclui um veículo e um revestimento de fricção. Neste método, primeiro um veículo é provido. Então, uma superfície do veículo é preparada, isto é, a superfície que deve ser provida com o revestimento de fricção. Subseqüentemente, um material de partida de revestimento de fricção é aplicado em uma consistência de processamento pastosa, substancialmente estável de forma dimensional, na superfície preparada sem um molde adicional limitando o material de partida de revestimento de fricção nas laterais. A seguir, o material de partida de revestimento de fricção é tratado e finalmente cura para formar o revestimento de fricção tendo uma consistência final substancialmente sólida. Usando o método de acordo com a invenção, revestimentos de fricção que se distinguem por um comportamento especialmente bom de desgaste podem ser produzidos com pouco esforço.

Em especial, a superfície do revestimento de fricção curado (superfície de fricção) é plana.

É especialmente preferido que o material de partida de revestimento de fricção seja aplicado por meio de pelo menos uma bomba de medição. Esta bomba de medição é também referida como um dispensador e permite um fracionamento e posicionamento exatos do material de partida de revestimento de fricção na superfície preparada do veículo, envolvendo pouco esforço.

Em uma variante alternativa do método, o material de partida de revestimento de fricção é aplicado na superfície preparada durante apenas uma revolução do veículo. O material de partida de revestimento de fricção é aplicado aqui desde o início com um perfil seccional transversal que é adaptado às dimensões do revestimento de fricção a ser obtido posteriormente, que permite uma cobertura muita rápida do veículo com o revestimento de fricção.

Em uma variante alternativa do método, o material de partida de revestimento de fricção é aplicado de forma espiralada na superfície preparada durante várias revoluções do veículo. Isto permite traçar um perfil do revestimento de fricção posterior a ser executado tão prontamente quanto durante a aplicação do material de partida de revestimento de fricção. O perfil aqui consiste de entalhes longitudinais espiralados que têm um efeito positivo em uma circulação de óleo na região do revestimento de fricção e, assim, permitem uma dissipação rápida do calor friccional produzido na operação.

Após a aplicação do material de partida de revestimento de fricção no veículo, em uma variante adicional do método, partículas de fricção, por exemplo, partículas de coque ásperas, friccionalmente efetivas, são aplicadas no material de partida de revestimento de fricção pastoso.

Preferivelmente, estas partículas de fricção penetram pelo menos parcialmente no material de partida de revestimento de fricção durante o tratamento subseqüente do material de partida de revestimento de fricção.

O material de partida de revestimento de fricção pode ser seco, preferivelmente imediatamente após ser aplicado no veículo. Como um resultado deste processo de secagem, por exemplo, por meio de ar quente, radiação infravermelha ou indução, o material de partida de revestimento de fricção é pré-curado, com uma transição da consistência de pastosa para dura até sólida.

Após este processo de secagem opcional, o material de partida de revestimento de fricção pode ser prensado a quente. Neste processo, o material de partida de revestimento de fricção será totalmente curado e é acabado em seu tamanho final exato.

Características e vantagens adicionais da invenção ficarão aparentes a partir da descrição de realizações preferidas abaixo com referência aos desenhos, nos quais: - As Figuras 1 a 5 mostram esquematicamente etapas diferentes na produção de um anel de fricção com um revestimento de fricção de acordo com uma primeira realização; - A Figura 6 mostra uma vista de um anel de fricção de acordo com uma segunda realização durante a aplicação do material de partida de revestimento de fricção; - A Figura 7 mostra uma seção tomada em VII-VII através do anel de fricção de acordo com a Figura 6; - A Figura 8 mostra a seção tomada em VII-VII através de um anel de fricção de acordo com a Figura 6 ao completar o mesmo; - A Figura 9 mostra a seção tomada em VII-VII através do anel de fricção de acordo com a Figura 6 com a aplicação do material de partida de revestimento de fricção sendo variado; e - A Figura 10 mostra a seção tomada em VII-VII através do anel de fricção de acordo com a Figura 6 com a aplicação do material de partida de revestimento de fricção sendo adicionalmente variada.

A Figura 1 mostra um veículo 10 de um disco de fricção de uma embreagem de operação molhada, o veículo sendo preferivelmente feito de metal. O veículo 10 é apenas ilustrado esquematicamente aqui; quaisquer dentes providos no interior ou exterior que servem para transmissão de torque ou formações comparáveis (entalhes, perfil estriados etc.) não são ilustrados.

Um revestimento de fricção 12 objetiva ser aplicado em pelo menos um lado do veículo 10. Para este objetivo, uma superfície 14 do veículo 10, isto é, a superfície na qual o revestimento de fricção 12 deve ser aplicado, é ativada. Isto é ilustrado pelas setas 16 na Figura 2 e aumenta a conexão entre o revestimento de fricção 12 e o veículo 10. O processo de ativação pode ser executado quimicamente ou, a partir de aspectos ambientais, preferivelmente mecanicamente por jateamento de areia ou martelamento (“shot peening”).

De acordo com a Figura 3, primeiro uma camada adesiva intermediária 18 é aplicada na superfície ativada 14; um material de partida de revestimento de fricção 20 em uma consistência de processamento pastosa, substancialmente estável de forma dimensional, é, então, por sua vez, aplicado na camada adesiva intermediária 18. Devido à consistência pastosa (valor de viscosidade entre aproximadamente 1 Pa.s e aproximadamente 100 Pa.s, conforme determinado por meio de um reômetro rotacional, por exemplo), além da superfície preparada 14 do veículo 10, nenhum molde adicional que limite lateralmente o material de partida de revestimento de fricção é necessário, resultando no fato de o método de produção do anel de fricção ser consideravelmente simplificado.

Quando a fração do aglutinador termofixo no material de partida de revestimento de fricção 20 é suficientemente alta, em realizações alternativas, a camada adesiva intermediária 18 pode ainda ser dispensada, visto que o material de partida de revestimento de fricção 20 se ligará à superfície ativada 14 durante a cura, sem a necessidade de quaisquer medidas adicionais.

A aplicação do material de partida de revestimento de fricção 20 é efetuada por meio de uma bomba de medição 22, que é também referida como um dispensador.

O material de partida de revestimento de fricção 20 presente na forma de uma mistura pode ser dividido em porções exatas pela bomba de medição 22 e precisamente posicionado na superfície preparada 14 do veículo 10. Aqui a consistência da mistura é selecionada de modo que após ela ser aplicada no veículo 10, o material de partida de revestimento de fricção 20 manterá seu formato seccional transversal (altura h, largura b, b’) a menos que qualquer influência estranha ocorra. A alta viscosidade faz com que o efeito indesejável onde o material de partida de revestimento de fricção 20 “rasteje” no veículo 10, isto é, a altura seccional transversal h diminui continuamente enquanto a largura seccional transversal b aumenta continuamente, seja negligível.

Após a aplicação no veículo 10, o material de partida de revestimento de fricção 20 é seco (vide Figura 4), para cujo objetivo um dispositivo de secagem 24 pode ser usado. Subseqüentemente, o material de partida de revestimento de fricção 20 é prensado a quente, onde ele cura para formar o revestimento de fricção acabado 12 e é comprimido até aproximadamente 60% de sua altura original h, até eventualmente uma altura alvo desejada do revestimento de fricção 12 ser obtida. O processo de prensagem a quente é esquematicamente simbolizado na Figura 5 por um cilindro de calandragem 26.

Após o processo de prensagem a quente, o veículo 10 recoberto com o revestimento de fricção 12 pode ser removido como um anel de fricção acabado 28.

Após o material de partida de revestimento de fricção 20 ser aplicado ao veículo 10, partículas de fricção 27, por exemplo, partículas de coque, podem ser opcionalmente aplicadas no material de partida de revestimento de fricção pastoso 20. Antes do tratamento, secagem e cura do material de partida de revestimento de fricção 20, estas partículas friccionalmente ativas 27 são dispersas em uma superfície de fricção posterior 32 do revestimento de fricção 12, por exemplo, e penetram pelo menos em parte do revestimento de fricção posterior 12, em especial durante prensagem a quente do material de partida de revestimento de fricção 20. As partículas de fricção 27 podem ser razoavelmente ásperas e podem formar uma camada de capa 34, em especial uma camada de capa fechada 34, no revestimento de fricção 12 (conforme Figuras 3 e 4).

Preferivelmente, a proporção de rigidez compressiva do revestimento de fricção acabado 12 é menor que 40%. A proporção de rigidez compressiva indica a proporção de deformação plástica para deformação geral do revestimento de fricção 12, como pode ser estabelecido em um teste de compressão padronizado. Diferente de papel de fricção, onde uma deformação plástica comparativamente alta resulta quando ele é submetido a cargas compressivas, a composição de revestimento de fricção 12 de acordo com a invenção, que é isenta de fibras ou meramente inclui um teor baixo de fibras substancialmente não fibriladas, pode ser ajustado de modo que uma deformação plástica comparativamente pequena e simultaneamente uma deformabilidade elástica alta são obtidas. Isto é vantajoso do ponto de vista de um comportamento de fricção constante em relação a um número grande de ciclos de carga.

Especialmente preferido, a proporção de rigidez compressiva é menor que 30%, em especial menor que 20%. Ajustar o comportamento do revestimento de fricção 12 a estes valores diante de cargas compressivas resultará em valores característicos ideais para o revestimento de fricção 12 quando carregado.

De acordo com uma realização preferida da invenção, é feita provisão para que a proporção de porosidade do revestimento de fricção 12 seja maior que 60 cm2/mm3. A proporção de porosidade especifica a proporção entre a superfície de material e o volume de poro. Uma proporção alta de porosidade é vantajosa de um ponto de vista do comportamento de desgaste.

Especialmente preferível, a proporção de porosidade é maior que 7 0 cm2/mm3, em especial maior que 80 cm2/mm3. Desta maneira, uma estabilidade especificamente alta do anel de fricção 28 provido com o revestimento de fricção 12 é obtida.

De acordo com uma realização preferida da invenção, provisão é feita para que a taxa de desgaste do revestimento de fricção 12 seja menor que 3 mm3/MJ em uma temperatura de óleo de 60°C. A taxa de desgaste especifica o relacionamento entre desgaste e trabalho friccional executado. O revestimento de fricção 12, de acordo com a invenção, permite que taxas de desgaste sejam atingidas, as quais são consideravelmente mais altas que as taxas de desgaste que podem ser obtidas com papel de fricção.

Especialmente preferido, a taxa de desgaste é menor que 2,5, em especial menor que 2. Este revestimento de fricção 12 exibe um comportamento de desgaste que é melhor em um fator de 3 do que com o papel de fricção.

Diferindo da realização do anel de fricção 28 como um disco plano conforme mostrado na Figura 5, outros formatos geométricos podem também ser usados. Uma realização exemplificativa do anel de fricção 28 tendo um formato geométrico alternativo é ilustrada nas figuras 6 a 9. O anel de fricção 28 aqui inclui um veículo 10 cônico, isto é, frustocônico, que é provido com o revestimento de fricção 12 nas seções de seu interior. Alternativamente ou adicionalmente, uma cobertura com o revestimento de fricção 12 é, obviamente, também concebível na parte externa do veículo 10.

A Figura 6 mostra uma vista frontal axial do veículo 10, enquanto o material de partida de revestimento de fricção 20 é aplicado na superfície preparada 14 do veículo 10 por meio da bomba de medição 22. A bomba de medição 22 é arranjada para ser fixa aqui, enquanto o veículo de formato de anel 10, que é fixado em um dispositivo giratório, é girado sobre seu eixo A (conforme seta 29). Em outras variantes do método, entretanto, o veículo de formato de anel 10 é arranjado para ser fixo e a bomba de medição 22 é girada durante a aplicação do material de partida de revestimento de fricção 20.

A Figura 7 mostra uma seção tomada em VII-VII através do veículo 10 de acordo com a Figura 6. É aparente aqui que a bomba de medição 22 aplica o material de partida de revestimento de fricção 20 no veículo 10 já diretamente com a largura b posterior desejada do revestimento de fricção 12. Nesta realização, o material de partida de revestimento de fricção 20 inteiro para o último revestimento de fricção 12 é aplicado na superfície preparada 14 durante apenas uma revolução do veículo 10. De acordo com as Figuras 6 a 8, a largura desejada b do revestimento de fricção 12 corresponde grosseiramente à metade da largura B do veículo 10. Como uma alternativa, o material de partida de revestimento de fricção 20 pode, em especial, ser também aplicado em uma largura b que corresponda grosseiramente à largura inteira B do veículo 10.

A Figura 8 mostra o anel de fricção 28 após ele estar completo, isto é, após a cura do material de partida de revestimento de fricção 20 no veículo 10 para formar o revestimento de fricção 12 tendo uma consistência sólida. É claramente mostrado que o revestimento de fricção 12 tem interrupções na forma de entalhes 30 na direção periférica. Fora dos entalhes 30, o revestimento de fricção 12 tem um perfil plano ou, alternativamente, seccional transversal cônico.

Os entalhes 30 podem ser produzidos de uma maneira especificamente simples, de modo que o veículo 10 preso no dispositivo giratório seja continuamente girado sobre seu eixo A na direção da seta 29 e o suprimento do material de partida de revestimento de fricção 20 pela bomba de medição 22 seja seletivamente interrompido. Os entalhes 30 permitem boa circulação de óleo na região do revestimento de fricção 12, resultando no fato de o calor friccional gerado na operação do anel de fricção 28 ser rapidamente dissipado. Na realização exemplificativa mostrada, o revestimento de fricção 12 é constituído de vários, isto é, pelo menos dois blocos separados entre os quais um entalhe respectivo 30 é provido. Com esta realização, o entalhe 30 pode ser produzido de uma maneira vantajosa imediatamente durante a produção do revestimento de fricção 12, sem a necessidade de etapas de processamento adicionais após a aplicação do material de partida de revestimento de fricção 20.

De acordo com uma realização alternativa, provisão é feita para que os entalhes 30 sejam formados como depressões no material do revestimento de fricção 12. Esta realização é baseada no conceito fundamental de uso de um revestimento de fricção 12 que, como tal, é uniforme e contínuo e que é provido com entalhes 30 apenas em locais predeterminados. Estes entalhes 30 podem, por exemplo, ser prensados no revestimento de fricção 12 antes do último ser totalmente curado. Desta maneira, os custos de produção do anel de fricção 28 são reduzidos, se comparado à usinagem nos entalhes 30 posteriormente...

Em uma realização alternativa adicional é também concebível para o revestimento de fricção 12 ter uma estrutura de camadas múltiplas. Isto é indicado na Figura 8 por limites de camada 32 desenhados em linhas tracejadas. Quando apenas uma bomba de medição 22 é usada, o material de partida de revestimento de fricção 20 neste caso é aplicado, por exemplo, durante várias revoluções do veículo 10 ou da bomba de medição 22.

De modo a aumentar adicionalmente a circulação de óleo e, portanto, a dissipação do calor friccional, pelo menos um entalhe pode também ser provido na direção periférica. Um revestimento de fricção 12 tendo estes entalhes pode ser produzido pela aplicação do material de partida de revestimento de fricção 20 como uma tira estreita, espiral. Uma configuração deste tipo é indicada na Figura 9. Aqui, o material de partida de revestimento de fricção 20 é aplicado com uma largura b’ << b por meio da bomba de medição 22. No processo, o veículo no formato de anel 10 não é apenas girado sobre seu eixo A na direção da seta 29, mas também experimenta uma alimentação axial leve, mas estável (para a esquerda de acordo com a Figura 9), de modo que após várias revoluções do veículo 10, o material de partida de revestimento de fricção 20 se estenderá em um formato espiral sobre uma largura desejada b do veículo 10. Com uma alimentação axial suficiente, um entalhe helicoidal pode ser realizado desta maneira, a largura de entalhe do qual é reduzida conforme a alimentação axial diminui. Quando a alimentação axial é muito pequena (menor que b’ por revolução do veículo), realizações com uma sobreposição axial do material de partida de revestimento de fricção 20 são também concebíveis. Isto permite obter propriedades direcionais (anisotrópicas) no revestimento de fricção 12.

Prosseguindo dos entalhes 30 ilustrados como exemplos nas Figuras 6 a 10, é explicitamente enfatizado que geometrias de entalhe ou perfis de entalhe diferentes são também concebíveis. Os entalhes 30 podem, por exemplo, operar em um formado curvo, se estenderem em um ângulo para a direção periférica ou axial ou serem providos apenas em áreas parciais do revestimento de fricção 12. Usando a interação entre a rotação do veículo 10, a interrupção de suprimento do material de partida de revestimento de fricção 20 por meio da bomba de medição 22, e a alimentação axial, se requerida, formatos de entalhe deste tipo podem também ser produzidos com pouco esforço.

Além do mais, o revestimento de fricção 12 pode ser provido com uma estrutura de camadas múltiplas pela passagem através do processo de aplicação várias vezes, em especial quando materiais de partida de revestimento de fricção 20 diferentes, 20’ são usados. Como uma alternativa, uma formação de camadas desejada pode ser obtida pela utilização simultânea de uma pluralidade de bombas de medição 22 quando o material de partida de revestimento de fricção 20 ou os materiais de partida de revestimento de fricção 20, 20’ são aplicados.

Como um exemplo, a Figura 10 mostra uma variante para aplicação do material de partida de revestimento de fricção 20 no veículo 10 por meio de duas bombas de medição 22. Estas bombas de medição 22 podem aplicar diferentes materiais de partida de revestimento de fricção 20, 20’, de modo que um revestimento de fricção 12 de camadas múltiplas com diferentes propriedades de camadas é obtido. Um arranjo de bombas de medição 22 com um deslocamento axial (Figura 10) resulta em uma formação de camadas na direção axial; com uma rotação adequada e uma alimentação axial correspondente do veículo 10, os diferentes materiais de partida de revestimento de fricção 20, 20’ alternarão na direção axial. Um arranjo de bombas de medição 22 deslocadas na direção axial, por outro lado, resultará em uma formação de camadas na direção radial, como é indicado na Figura 8 pelos limites de camada 32.

Em uma realização variante especial, um material de partida de revestimento de fricção diferente 20, 20’ é usado para cada camada de revestimento de fricção do revestimento de fricção 12 de camadas múltiplas.

Uma característica essencial dos anéis de fricção 28 descritos é a composição do revestimento de fricção 12. O material de partida de revestimento de fricção 20, 20’ do revestimento de fricção 12 é uma mistura de pelo menos um aglutinador termofixo e um agente de carga orgânico, a mistura tendo uma consistência de processamento não dispersível pastosa e o revestimento de fricção 12 tendo uma consistência final sólida.

Uma resina, em especial uma resina fenólica resol em pó, pode ser usada para o aglutinador termofixo. A fração de massa da resina é variável em uma ampla faixa. O limite inferior para a fração da resina na fração sólida do revestimento de fricção 12 resulta do requisito de que resina suficiente deve estar disponível para aglutinação do agente de carga e as fibras providas, se requerido, para formar um revestimento de fricção 12 durável. O limite superior da fração da resina na fração sólida resulta do requisito de que o revestimento de fricção 12 deve conter certa fração de agentes de carga para sua força e resistência a desgaste. Valores preferidos para a fração da resina na fração sólida são, por exemplo, 15% a 50%, preferivelmente aproximadamente 35%.

De modo a aumentar adicionalmente as propriedades do revestimento de fricção 12, em algumas realizações do anel de fricção 28, o conteúdo do aglutinador termofixo pode variar em relação à altura h do revestimento de fricção 12, em especial pode diminuir do veículo 10 na direção da superfície de fricção 32. Isto é possível com pouco esforço, especialmente com revestimentos de fricção 12 de camadas múltiplas como são indicados na Figura 8.

De acordo com uma configuração preferida, provisão é feita para que o revestimento de fricção 12 contenha um agente de carga resistente a calor. O agente de carga resistente a calor melhora as propriedades friccionais e o comportamento de desgaste. O termo “agente de carga” é usado aqui como um termo genérico, tanto para um agente de carga de material único como para uma mistura de diferentes materiais que, juntos, constituem o agente de carga.

A fração de massa do agente de carga pode chegar a um máximo de 85% da fração sólida. Uma fração de massa do agente de carga na faixa de 60% a 70%, em especial de aproximadamente 65%, da fração sólida resultou ser especialmente vantajosa. Estes valores foram descobertos serem uma boa troca entre os custos e o comportamento de desempenho do revestimento de fricção 12.

Grafite é especialmente adequado para uso como um agente de carga visto que suas propriedades não mudarão nas temperaturas envolvidas. Mas, alternativamente, coque, pó de fricção ou similar podem também serem usados como um agente de carga.

Para obter uma viscosidade desejada do material de partida de revestimento de fricção 20, 20’ e para facilitar o processamento do mesmo, em uma realização preferida o revestimento de fricção 12 é feito para ser substancialmente isento de fibra. Foi, na verdade, descoberto que o revestimento de fricção 12 satisfaz os requisitos com relação ao coeficiente de fricção e desgaste, mesmo sem conter fibras.

Em uma realização alternativa do anel de fricção, o revestimento de fricção 12 inclui um teor de fibra pequeno, a fração de massa das fibras estando na faixa de 1% a 20%, preferivelmente resultando em aproximadamente 5%, da fração sólida do revestimento de fricção 12. As fibras são, principalmente, fibras preferivelmente e exclusivamente não fibriladas, de modo que uma consistência desejada possa ser ajustada e uma processabilidade simples seja provida. Dependendo da composição específica do material de partida de revestimento de fricção 20, 20’, este teor de fibra bastante baixo pode também contribuir para um melhoramento nas propriedades mecânicas do revestimento de fricção 12.

As fibras empregadas podem basicamente ser qualquer tipo de fibra tendo a resistência à temperatura requerida, em especial uma temperatura de fusão ou decomposição maior que 400°C. Especialmente adequadas são fibras de carbono, fibras de vidro, fibras de resina fenólica, fibras de poliacrilonitrila e/ou fibras de melamina. Uma característica especial destas fibras reside no fato de elas terem um comprimento comparativamente pequeno; em especial, elas não são mais longas do que 1 mm. Especificamente preferível, o comprimento das fibras atinge um máximo de 0,3 mm e menor.

O material de partida de revestimento de fricção 20, 20’ pode incluir um solvente tal como, por exemplo, água, metanol ou etanol na consistência de processamento. Preferivelmente, água é adicionada visto que o uso da mesma é vantajoso, tanto de aspectos de custo quanto de aspectos ambientais. Ao invés da adição separada de solvente, é também possível adicionar o aglutinador já na forma dissolvida, por exemplo, na forma de uma solução de resina fenólica.

De modo a ajustar uma consistência de processamento desejada, um espessamento ou agente tixotrópico pode opcionalmente ser adicionado ao material de partida de revestimento de fricção 20, 20’. O agente tixotrópico facilita o processamento do material de partida de revestimento de fricção 20, 20’, visto que ele reduz a viscosidade durante a aplicação, mas eleva a viscosidade após a aplicação do material de partida de revestimento de fricção 20, 20’.

Preferivelmente, agentes tixotrópicos a partir do grupo de silicatos de folha são usados porque eles não afetarão o comportamento de fricção e desgaste, mesmo em altas temperaturas de operação.

Em adição, agentes tixotrópicos a partir do grupo de esmectitas se mostraram especialmente adequados para uso em revestimentos de fricção.

Preferível e especificamente, o agente tixotrópico contém íons de lítio. Isto, também, é vantajoso em vista de seu uso em um anel de fricção 28 que é exposto a cargas de desgastes permanentemente altas em altas temperaturas.

O anel de fricção 28 descrito acima é especificamente adequado para uso como um anel sincronizador em uma transmissão de veículo e também para sistemas de fricção de discos múltiplos de operação molhada de veículos, em especial embreagens ou freios de operação molhada.

Claims

1. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM ANEL DE FRICÇÃO, que inclui um veículo (10) e um revestimento de fricção (12), caracterizado por compreender as etapas de: a) prover um veículo (10); b) preparar uma superfície (14) do veículo (10), cuja superfície (14) deve ser provida com o revestimento de fricção (12); c) aplicar um material de partida de revestimento de fricção (20) em uma consistência de processamento pastosa, substancialmente de dimensão estável, na superfície preparada (14) sem um molde adicional limitando o material de partida de revestimento de fricção (20) nas laterais; d) tratar o material de partida de revestimento de fricção (20), que finalmente cura para formar o revestimento de fricção (12) tendo uma consistência final substancialmente sólida.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo material de partida de revestimento de fricção pastoso (20) ser aplicado na etapa c) por meio de pelo menos uma bomba de medição (22).

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, na etapa c, o material de partida de revestimento de fricção (20) ser aplicado na superfície preparada (14) durante uma revolução do veículo (10).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, na etapa c) , o material de partida de revestimento de fricção (20) ser aplicado de forma espiralada na superfície preparada (14) durante várias revoluções do veículo (10).

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, após a etapa c) , partículas de fricção serem aplicadas no material de partida de revestimento de fricção (20) pastoso, e adicionalmente preferível, em que durante o tratamento do material de partida de revestimento de fricção (20) na etapa d) , as partículas de fricção penetram pelo menos parcialmente no material de partida de revestimento de fricção (20).

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, na etapa d) , o material de partida de revestimento de fricção (20) ser seco e/ou prensado a quente.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo revestimento de fricção (12) ser produzido para ser substancialmente isento de fibra.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo revestimento de fricção (12) incluir fibras, em especial exclusivamente fibras não fibriladas.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela fração de massa das fibras estar na faixa de 1% a 20% da fração sólida do revestimento de fricção (12).

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material de partida de revestimento de fricção (20) incluir um solvente na consistência de processamento.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material de partida de revestimento de fricção (20) incluir uma substância para ajustar uma consistência de processamento desejada.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo revestimento de fricção (12) ter uma estrutura de camadas múltiplas.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por, para produzir o revestimento de fricção (12), pelo menos duas camadas de revestimento de fricção tendo diferentes materiais de partida de revestimento de 5 fricção (20) serem usadas.

14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo revestimento de fricção (12) incluir partículas de fricção, em especial partículas de coque, na região de sua superfície de fricção.

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela fração do aglutinador termofixo variar em relação a uma altura (h) do revestimento de fricção (12), em especial diminuir do veículo (10) na direção de uma superfície de fricção.