DE102015225356A1

DE102015225356A1 - Method for producing a friction lining

Info

Publication number: DE102015225356A1
Application number: DE102015225356.2A
Authority: DE
Inventors: Ralf Deiters; Jens Ludes; Ralph Kolling
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017101928A1; KR20180096672A; CN108368905A; DE112016005756A5; JP2018538494A

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rohling in der Heißpresse in einem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird.Method for producing a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelags, from a blank which is acted upon in a hot press under the action of heat with pressure. The invention is characterized in that the blank is subjected to heat in the hot press in a multi-stage hot pressing process under the action of heat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird. The invention relates to a method for producing a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelags, from a blank which is acted upon in a hot press under the action of heat with pressure.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 013 406 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags bekannt, enthaltend die Schritte: Entnehmen des Reibbelags aus einer Heißpresse im noch heißen Zustand, Einführen des noch heißen Reibbelags in eine Kühlpresse. From the German patent application DE 10 2009 013 406 A1 a method for producing a friction lining is known, comprising the steps of: removing the friction lining from a hot press while still hot, introducing the still hot friction lining in a cooling press.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Reibwertverhalten eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, der aus einem Rohling hergestellt wird, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird, zu verbessern.The object of the invention is to improve the Reibwertverhalten a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelags, which is made of a blank, which is acted upon in a hot press under heat pressure.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen eines Reibbelag, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird, dadurch gelöst, dass der Rohling in der Heißpresse in einem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise nicht nur ein Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise mehrere Rohlinge auf einmal in einer geeigneten Heißpresse oder in mehreren Heißpressen in dem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt. Durch den mehrstufigen Heißpressvorgang kann auf einfache Art und Weise eine Erhöhung eines minimalen Reibwerts und gleichzeitig eine Einengung eines Reibwertverlaufs erreicht werden. Der Rohling wird vorzugsweise durch Wickeln hergestellt. Der vorzugsweise durch Wickeln hergestellte Rohling ist aus einem Harz gebildet, in das Faser- und/oder Füllstoffkomponenten eingebettet werden. Bei dem Harz handelt es sich zum Beispiel um ein Phenolharz/Melaminharz. Der Rohling enthält vorzugsweise mindestens eine, mehrere oder jede der folgenden Komponenten: Kautschuk, Glasfasern, organische Fasern, Kupfer. Anstelle von Kupfer kann gegebenenfalls auch Messing verwendet werden. Nach dem mehrstufigen Heißpressvorgang wird der Rohling beziehungsweise das Halbzeug oder der Reibbelag noch gehärtet. Das Härten erfolgt vorzugsweise in einem Ofen. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen trocken laufenden Kupplungsreibbelag. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein trocken laufender Kupplungsreibbelag hergestellt werden, der sich in seinem Reibwert auf einem höheren Niveau befindet als ein herkömmlicher trocken laufender Kupplungsreibbelag. Durch den mehrstufigen Heißpressvorgang kann insbesondere ein minimaler Reibwert des trocken laufenden Kupplungsreibbelags erhöht werden. Dadurch kann eine unerwünschte Reibwertstreuung deutlich verringert werden. Dadurch können vorteilhaft zukünftige Leistungsanforderungen an trocken laufende Kupplungsreibbeläge bei erhöhten Anpresskräften besser abgedeckt werden. The object is achieved in a method for producing a friction lining, in particular a dry Kupplungsreibbelags, from a blank which is subjected to heat in a hot press with pressure, achieved in that the blank in the hot press in a multi-stage hot pressing under heat pressure applied becomes. In the application of the method according to the invention preferably not only a blank in the multi-stage hot pressing process under heat pressure is applied. In the application of the method according to the invention preferably several blanks are pressurized at once in a suitable hot press or in several hot presses in the multi-stage hot pressing process under the action of heat. Due to the multi-stage hot pressing process can be achieved in a simple manner an increase in a minimum coefficient of friction and at the same time a narrowing of a Reibwertverlaufs. The blank is preferably produced by winding. The blank, preferably produced by winding, is formed from a resin in which fiber and / or filler components are embedded. The resin is, for example, a phenol resin / melamine resin. The blank preferably contains at least one, several or each of the following components: rubber, glass fibers, organic fibers, copper. If necessary, brass can also be used instead of copper. After the multi-stage hot pressing process, the blank or the semifinished product or the friction lining is still hardened. The curing is preferably carried out in an oven. The friction lining is preferably a dry clutch friction lining. With the method according to the invention, a dry clutch friction lining can be produced, which is in its coefficient of friction at a higher level than a conventional dry-running Kupplungsreibbelag. In particular, a minimum coefficient of friction of the dry clutch friction lining can be increased by the multi-stage hot pressing process. As a result, an undesirable friction coefficient scattering can be significantly reduced. As a result, future performance requirements for dry-running clutch friction linings can be better covered with increased contact forces.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse mit unterschiedlichen Prozessparametern gepresst wird. Durch das mehrstufige Heißpressen mit unterschiedlichen Prozessparametern wird vorteilhaft eine Reibbelagsmaterialstruktur erzeugt, die sich positiv auf das Reibwertverhalten des Reibbelags auswirkt. A preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is pressed in the multi-stage hot pressing process in the hot press with different process parameters. Due to the multi-stage hot pressing with different process parameters, a friction lining material structure is advantageously produced, which has a positive effect on the friction coefficient of the friction lining.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass durch unterschiedliche Temperaturen in dem mehrstufigen Heißpressvorgang das Reibwertverhalten positiv beeinflusst werden kann. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is exposed to different temperatures in the multi-stage hot pressing process in the hot press. Surveys carried out in the context of the present invention have surprisingly found that the friction coefficient behavior can be positively influenced by different temperatures in the multi-stage hot pressing process.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse unterschiedlich hohen Drücken ausgesetzt wird. Bei den unterschiedlich hohen Drücken handelt es sich um optionale Prozessparameter. Der mehrstufige Heißpressvorgang kann auch mit den gleichen Drücken ausgeführt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Stufen des Heißpressvorgangs unterschiedlich lange dauern. Die unterschiedliche Dauer hat sich insbesondere im Hinblick auf mehrstufige Heißpressvorgänge als vorteilhaft erwiesen, die mehr als zwei Stufen umfassen. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to different high pressures in the multi-stage hot pressing process in the hot press. The different pressures are optional process parameters. The multi-stage hot pressing process can also be carried out with the same pressures. A further preferred embodiment of the method is characterized in that individual stages of the hot pressing process take different lengths. The different duration has proved to be advantageous, in particular with regard to multi-stage hot pressing processes, which comprise more than two stages.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Heißpressstufe etwa genauso lange dauert wie eine zweite Heißpressstufe. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung nur zwei Heißpressstufen. Bei der Anwendung von zwei Heißpressstufen hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die beiden Heißpressstufen gleich lange dauern. A further preferred embodiment of the method is characterized in that a first hot press stage takes about the same length as a second hot press stage. The inventive method comprises according to a further aspect of the invention, only two hot press stages. When using two hot press stages, it has surprisingly been found that it is advantageous if the two hot pressing stages take the same length of time.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Heißpressstufe jeweils achtzig plus/minus zwanzig Sekunden dauern. Mit diesen Werten wurden bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen die besten Ergebnisse erzielt. Another preferred embodiment of the method is characterized in that each of the first and second hot press stages takes eighty plus / minus twenty seconds. With these values, the best results were achieved in the experiments and examinations carried out in the context of the present invention.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der ersten Heißpressstufe einer niedrigeren Temperatur als in der zweiten Heißpressstufe ausgesetzt wird. Bei dem zweistufigen Heißpressvorgang hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Temperatur in der ersten Heißpressstufe niedriger gehalten wird als in der zweiten Heißpressstufe. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to a lower temperature in one or the first hot press stage than in the second hot press stage. In the two-stage hot pressing process has been found in the experiments and investigations carried out in the present invention that it is advantageous if the temperature is kept lower in the first hot press stage than in the second hot press stage.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der ersten Heißpressstufe einer Temperatur von zweihundert plus/minus fünfzig Grad Celsius ausgesetzt wird. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der Rohling in der ersten Heißpressstufe einer Temperatur von etwa zweihundertzehn plus/minus zehn Grad Celsius ausgesetzt wird. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to a temperature of two hundred plus / minus fifty degrees Celsius in one or the first hot press stage. In the experiments and investigations carried out in the context of the present invention, it has been found that it is particularly advantageous when the blank is subjected to a temperature of about two hundred and ten plus / minus ten degrees Celsius in the first hot pressing stage.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der zweiten Heißpressstufe einer Temperatur von zweihundertfünfzig plus/minus fünfzig Grad Celsius oder von zweihundertachtzig plus/minus fünfzig Grad Celsius ausgesetzt wird. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der Rohling in der zweiten Heißpressstufe einer Temperatur von etwa zweihundertachtzig plus/minus zwanzig Grad Celsius ausgesetzt wird. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to a temperature of two hundred and fifty plus / minus fifty degrees Celsius or two hundred and eighty plus / minus fifty degrees Celsius in one and the second hot pressing stage, respectively. The experiments and studies carried out in the present invention have found that it is particularly advantageous when the blank in the second hot press stage is exposed to a temperature of about two hundred and eighty plus or minus twenty degrees Celsius.

Die Erfindung betrifft auch einen Reibbelag, insbesondere einen trocken laufenden Kupplungsreibbelag, der gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren aus einem vorzugsweise durch Wickeln erzeugten Rohling hergestellt ist. Der trocken laufende Kupplungsreibbelag wird vorzugsweise in Reibungskupplungen verwendet. Bei den Reibungskupplungen handelt es sich vorzugsweise um manuell oder automatisiert betätigte Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der erfindungsgemäße trocken laufende Kupplungsreibbelag in Doppelkupplungen von Kraftfahrzeugen verwendet. The invention also relates to a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelag, which is prepared according to a method described above from a blank preferably produced by winding. The dry clutch friction lining is preferably used in friction clutches. The friction clutches are preferably manually or automatically operated friction clutches in motor vehicles. According to a further aspect of the invention, the inventive dry-running Kupplungsreibbelag is used in dual clutches of motor vehicles.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which various embodiments are described in detail.

Trocken laufende Kupplungsbeläge bestehen zum Beispiel aus Harz-, Kautschuk-, Faser- und Füllstoffkomponenten. Der trocken laufende Kupplungsbelag umfasst zum Beispiel achtzehn Prozent Harz, zehn Prozent Kautschuk, dreißig Prozent Glasfasern, dreizehn Prozent organische Fasern, sieben Prozent Kupfer, vier Prozent Vernetzer, drei Prozent Prozesshilfsstoffe und fünfzehn Prozent Füllstoffe. Dabei stellen die Prozentangaben Gewichtsprozentangaben dar. Dry running clutch linings consist for example of resin, rubber, fiber and filler components. The dry-running clutch lining comprises, for example, eighteen percent resin, ten percent rubber, thirty percent glass fibers, thirteen percent organic fibers, seven percent copper, four percent crosslinkers, three percent process aids, and fifteen percent fillers. The percentages represent percentages by weight.

Derartige Kupplungsreibbeläge werden insbesondere in Reibungskupplungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Zu diesem Zweck werden die Kupplungsreibbeläge mit einer metallischen Trägerplatte als Belagträger fest verbunden beziehungsweise auf eine Kupplungsscheibe aufgenietet, um in Verbindung mit einem Gegenlaufpartner in einem eingekuppelten Zustand eine Drehmomentübertragung zwischen einem Motor und einem Getriebe zu ermöglichen, beziehungsweise bei geöffneter Kupplung auszukuppeln. Such Kupplungsreibbeläge are used in particular in friction clutches of motor vehicles. For this purpose, the clutch friction linings are firmly connected to a metal carrier plate as a lining carrier or riveted to a clutch disc to allow in conjunction with a mating partner in a coupled state torque transmission between an engine and a transmission, or disengage with the clutch open.

Ein Rohling oder Vorpressling wird zum Beispiel durch Wickeln hergestellt. Der Rohling wird in einer Heißpressform aufgenommen und in einem Heißpressvorgang auf eine Sollform gepresst, wobei eine Verdichtung des Rohlings, der auch als Pressling bezeichnet wird, stattfindet. For example, a blank or preform is made by winding. The blank is received in a hot press mold and pressed in a hot pressing process to a desired shape, wherein a compression of the blank, which is also referred to as a compact takes place.

Nach dem Heißpressen wird der Vorformling oder Pressling, der auch schon als Reibbelag bezeichnet werden kann, noch gehärtet. Beim Härten wird der Pressling oder Reibbelag in einem Ofen für viele Stunden einer hohen Temperatur ausgesetzt. After hot pressing, the preform or compact, which can already be referred to as a friction lining, is still hardened. During curing, the pressed or friction lining is exposed to a high temperature in an oven for many hours.

Die Temperatur beim Härten beträgt zum Beispiel zwischen zweihundert und dreihundert Grad Celsius. Das Härten dauert zum Beispiel zwanzig Stunden lang. Beim Härten wird eine Vernetzung des Harzes vollständig abgeschlossen. Darüber hinaus werden beim Härten flüchtige Komponenten ausgetrieben. The hardening temperature is, for example, between two hundred and three hundred degrees Celsius. The hardening lasts for twenty hours, for example. Upon curing, crosslinking of the resin is completed. In addition, volatile components are expelled during curing.

Die Erfindung betrifft den Arbeitsgang Heißpressen. Durch eine Anpassung im Arbeitsgang Heißpressen werden eine Erhöhung des Reibwertes und gleichzeitig eine Einengung des Reibwertverlaufs erreicht. Die Anpassung besteht darin, dass durch ein mehrstufiges Heißpressen mit unterschiedlichen Prozessparametern eine Reibbelagsmaterialstruktur erzeugt wird, die sich positiv auf das Reibwertverhalten auswirkt. The invention relates to the operation hot pressing. By adjusting in the hot pressing operation, an increase in the coefficient of friction and at the same time a narrowing of the coefficient of friction are achieved. The adaptation is that a friction lining material structure is produced by a multi-stage hot pressing with different process parameters, which has a positive effect on the Reibwertverhalten.

Der Heißpressvorgang wird in zwei Heißpressstufen unterteilt. In einer ersten Heißpressstufe wird ein Rohling in einer Heißpressform einer Heißpresse etwa achtzig Sekunden einer Temperatur von etwa zweihundertzehn Grad Celsius ausgesetzt. The hot pressing process is divided into two hot pressing stages. In a first hot press stage, a blank in a hot press mold of a hot press is subjected to a temperature of about two hundred and ten degrees Celsius for about eighty seconds.

Eine zweite Heißpressstufe wird direkt im Anschluss an die erste Heißpressstufe durchgeführt. In der zweiten Heißpressstufe wird der Rohling in der Heißpressform der Heißpresse etwa achtzig Sekunden einer Temperatur von zweihundertachtzig Grad Celsius ausgesetzt. A second hot press step is performed immediately after the first hot press step. In the second hot press stage, the blank in the hot press mold of the hot press is exposed to a temperature of about two hundred and eighty degrees Celsius for about eighty seconds.

Nach der zweiten Heißpressstufe wird der Rohling, der nach dem Heißpressen auch als Formling oder schon als Reibbelag bezeichnet werden kann, noch gehärtet. Das Härten erfolgt dann, zum Beispiel unter Heißlufteinwirkung, in einem Ofen bei zweihundert bis dreihundert Grad Celsius. After the second hot pressing stage, the blank, which can also be referred to as a molded article or already as a friction lining after hot pressing, is hardened. Hardening then takes place, for example under hot air, in an oven at two hundred to three hundred degrees Celsius.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009013406 A1 [0002]

Claims

A method for producing a friction lining, in particular a dry Kupplungsreibbelags, from a blank which is subjected to heat in a hot press with pressure, characterized in that the blank is subjected to heat in the hot press in a multi-stage hot pressing under heat.

A method according to claim 1, characterized in that the blank is pressed in the multi-stage hot pressing process in the hot press with different process parameters.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the blank is exposed to different temperatures in the multi-stage hot pressing process in the hot press.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the blank is exposed to different high pressures in the multi-stage hot pressing process in the hot press.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that individual stages of the hot pressing process take different lengths.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first hot press stage takes about the same length as a second hot press stage.

A method according to claim 6, characterized in that the first and the second hot pressing stage each take eighty plus / minus twenty seconds.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the blank is exposed in one or the first hot press stage of a lower temperature than in the second hot press stage.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the blank is subjected to a temperature of two hundred plus / minus fifty degrees Celsius in one or the first hot press stage.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the blank is subjected to a temperature of two hundred and fifty plus / minus fifty degrees Celsius or two hundred and eighty plus / minus fifty degrees in one and the second hot pressing stage, respectively.