DE102017103019A1

DE102017103019A1 - Ringförmiger Reibbelag für eine Trockenkupplung

Info

Publication number: DE102017103019A1
Application number: DE102017103019.0A
Authority: DE
Inventors: Isabelle Alix; Gérard Crosland; Franck Delavente; Erick Lejamtel
Original assignee: Valeo Materiaux de Friction SAS
Current assignee: Valeo Materiaux de Friction SAS
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2017-08-24
Also published as: FR3048043B1; CN107100945A; KR20170098176A; FR3048043A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockenreibbelag für eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der ein Reibmaterial 2 umfasst, das an einem metallischen Träger 12 befestigt ist und eine Reibfläche 6 aufweist, wobei mindestens eine kegelstumpfförmige Rille 7, 8 in dem Reibmaterial vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität der kegelstumpfförmigen Rille 7, 8 zwischen 10 und 35%, insbesondere zwischen 17 und 30% beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen einfachen oder doppelten ringförmigen Trockenkupplungs-Reibbelag, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeuge.
Eine Kraftfahrzeugkupplung weist gemeinhin eine Kupplungsscheibe auf, die auf jeder ihrer Seiten Reibbeläge trägt, welche auf einem gegebenenfalls gemeinsamen Träger befestigt sind, wobei der Träger an einer Keilnabe befestigt ist, die im Eingriff mit einer Eingangswelle eines Getriebes ist. Im Allgemeinen ist ein Torsionsschwingungsdämpfer zwischen den oder die Träger der Reibbeläge und die Keilnabe eingesetzt. Weiterhin ist zwischen den beiden Reibbelägen typischerweise eine Progressivitätsvorrichtung angeordnet.
Die Kupplungsscheibe ist zwischen einerseits einer direkt oder indirekt mit der Kurbelwelle des Motors des Fahrzeugs verbundenen Gegendruckplatte und andererseits einer Druckplatte eines Kupplungsmechanismus angeordnet, der einen mit der Gegendruckplatte verbundenen Deckel und ein Kupplungsmittel wie beispielsweise eine Membranfeder aufweist, welche die Druckplatte, die drehfest mit dem Deckel verbunden ist, und sich dabei bezüglich diesem eingeschränkt axial bewegen kann, axial belastet.
In der eingekuppelten Position werden die Beläge der Kupplungsscheibe zwischen Gegendruckplatte und Druckplatte derart eingeklemmt, dass das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf die Eingangswelle des Getriebes übertragen wird.
Es ist bekannt, in den Reibbelägen radiale Rillen bereitzustellen, um gegebenenfalls Verschmutzungen (Fette, Öle, Stäube) zu beseitigen, die sich auf den Reibungsflächen befinden könnten.
Solche Rillen unterstützen auch das Ausleiten der Verschleißbruchstücke, speziell während des Einfahrens, wodurch sich Festfressen vermeiden lässt. Diese Rillen verleihen der Kupplungsscheibe, auf der der Belag befestigt ist, auch eine Elastizität und verbessern so das Ausgleichen von Spiel und verringern die Schwingungen und Kuppelgeräusche auf ein Minimum. Allerdings schwächen diese Rillen die Reibbeläge und verringern ihre Bruchfestigkeit. Zudem verbessern derartige Rillen in Anbetracht des als „Schwund” bezeichneten Phänomens die Kupplungsleistungen nicht. Bei längerer Reibung der Seiten unterliegen die Beläge einer starken Erwärmung, die im Wesentlichen die Verringerung ihres Reibungskoeffizienten zur Folge hat. Diese wird durch eine Verschlechterung der oberflächlichen Schichten der Beläge hervorgerufen, die nun wie ein Schmiermittel zwischen den unbeeinträchtigten Teilen des Belags und der Reibungs-Gegenfläche des Gegen-Materials wirken. Diese Verschlechterung hängt direkt mit der während der Reibung abgeführten Energie und der Güte der Abkühlung der Beläge zusammen.
Im Stand der Technik sind Reibbeläge bekannt, die das Ziel haben, diese Verringerung des Reibungskoeffizienten durch ein Netzwerk von Rillen mit einerseits geraden, radialen oder schrägen und andererseits umlaufenden Rändern in dem Belag zu begrenzen. Diese Beläge erweisen sich im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit und Stabilität des Reibungskoeffizienten unter normalen Einsatzbedingungen des Fahrzeugs als zufriedenstellend.
Indes steigt unter extremen Einsatzbedingungen, zum Beispiel bei wiederholtem Anfahren am Berg, die abzuführende Wärmeenergie beträchtlich an. Wiederum wird die Wärmebeständigkeit des Belags verschlechtert. Dies hat eine Verringerung des Reibungskoeffizienten zur Folge. Folglich wird, unter diesen extremen Einsatzbedingungen, das Motor-Drehmoment nicht zufriedenstellend übertragen.
Derartige Unzulänglichkeiten schränken auch die Verwendung dieser Reibbeläge in Fahrzeugen ein, die die Übertragung von Leistungsstufen voraussetzen, wie Nutzfahrzeuge und Personenkraftwagen.
Die Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, eine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung dieses Problems herbeizuführen.
In dieser Hinsicht schlägt sie einen Reibbelag für eine Trockenkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vor, der ein Reibmaterial aufweist, das auf einem metallischen Träger befestigt ist und eine Reibfläche aufweist, wobei in dem Reibmaterial mindestens eine kegelstumpfförmige Rille eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität der kegelstumpfförmigen Rille 10 bis 35%, insbesondere 17 bis 30% beträgt.
Wenn die durch den Reibbelag abzuführende Energie groß ist, insbesondere unter extremen Einsatzbedingungen, lässt sich das Reibmaterial durch eine solche kegelstumpfförmige Rille zufriedenstellend abkühlen, um die Verschlechterung seiner Wärmebeständigkeit zu begrenzen und damit seine Eignung zur Übertragung des Motor-Drehmoments beizubehalten.
Die Konizität der kegelstumpfförmigen Rille kann sich bezüglich einer zur Reibfläche senkrechten Achse definieren.
Die Reibfläche kann zum Kontaktieren eines Gegenmaterials, wie einer Gegendruckplatte oder einer Kupplungsdruckplatte, geeignet sein, um das Motor-Drehmoment zu übertragen.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist die kegelstumpfförmige Rille mit Entfernung vom metallischen Träger erweitert. Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist die kegelstumpfförmige Rille mit Annäherung an den metallischen Träger erweitert.
Durch die erste Variante lassen sich Stäube und/oder Abfälle zufriedenstellend beseitigen, während sich durch die zweite Variante eine möglichst große Reibfläche aufrechterhalten lässt.
Die kegelstumpfförmige Rille kann eine Längsachse definieren, und ein zu dieser Längsachse senkrechter Schnitt durch die kegelstumpfförmige Rille kann folgendes aufweisen:

– ein trapezförmiges Profil, und
– eine äußere Grundfläche in einer Ebene, die die Reibfläche des Reibmaterials aufweist, und
– eine innere Grundfläche parallel zur äußeren Grundfläche.

Die aufeinanderfolgenden inneren Grundflächen können einen Boden der kegelstumpfförmigen Rille definieren. Dieser Boden kann parallel zur Reibfläche sein.
In einer Variante kann der Boden der Rille in einer zur Längsachse senkrechten Ebene geneigt, insbesondere gekrümmt sein.
Unter Bezugnahme auf die erste Variante der Erfindung kann die Dimension der äußeren Grundfläche 1,5 mm bis 3 mm betragen, während die Dimension der inneren Grundfläche 0,5 mm bis 2,5 mm betragen kann. Unter Bezugnahme auf die zweite Variante der Erfindung kann die Dimension der äußeren Grundfläche hingegen 0,5 mm bis 2,5 mm betragen, während die Dimension der inneren Grundfläche 1,5 mm bis 3 mm betragen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Verhältnis zwischen:

– der minimalen Dicke des Reibmaterials zwischen dem Boden der kegelstumpfförmigen Rille und dem metallischen Träger, und
– der Dicke des Reibmaterials

Durch diese geringe Menge an Substanz unter der Rille lässt sich die Möglichkeit der axialen Verformung verringern, die im Laufe der Zeit einen Planaritätsfehler zur Folge hat. Dieser Planaritätsfehler kann die Form eines Konus oder eines Höhenschlags der Reibfläche einnehmen.
Diese geringe Menge an Substanz trägt auch zu einer Flexibilität des Reibmaterials bei, die eine gute Anpassung der Reibbeläge an die Kupplungs-Gegenmaterialien erlaubt. Dies ermögliche es somit, dass das Reibmaterial eine in Funktion der Temperatur stabile Reibung und eine bessere Wärmeabführung (oder Wärmeaustausch) in der Rille und damit eine höhere Anfahrtshäufigkeit bei hoher Energie besitzt.
Die Dicke des Reibmaterials kann als die Dimension des Reibmaterials entlang einer zu dieser Reibfläche orthogonalen Achse definiert werden.
Das Reibmaterial kann sich zwischen der Reibfläche und einer dem metallischen Träger gegenüberliegenden Befestigungsfläche erstrecken.
Dieses Verhältnis kann vorzugsweise 0,08 bis 0,14 betragen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verhältnis zwischen:

– der minimalen Dicke des Reibmaterials zwischen dem Boden der kegelstumpfförmigen Rille und dem metallischen Träger, und
– der Dicke des metallischen Trägers

Durch ein solches Verhältnis lässt sich das Reibmaterial an die Kupplungs-Gegenmaterialien anpassen, insbesondere wenn sich die Dicke des metallischen Trägers auf ungefähr 0,3 mm beläuft und der Stahl leicht verformbar ist. In der Tat könnte ein Reibmaterial, das ein Verhältnis außerhalb des angegebenen Bereichs aufweist, Probleme beim Verkleben mit dem metallischen Träger aufweisen, und die Reibungsfläche könnte sich unter negativer Beeinflussung befinden.
Durch ein solches Verhältnis lassen sich somit, ohne Rücksicht auf die Dicke des metallischen Trägers und die Temperatur, eine zufriedenstellende Planarität und Regelmäßigkeit der Form der Oberflächen sicherstellen.
Dieses Verhältnis kann vorzugsweise 0,2 bis 0,8 betragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erstreckt sich die kegelstumpfförmige Rille in einer im Wesentlichen geraden, umlaufenden oder ovalen Richtung.
Das Reibmaterial kann einen radial inneren Rand und einen radial äußeren Rand aufweisen. Die geradlinige kegelstumpfförmige Rille kann sich kontinuierlich zwischen diesen beiden Kanten erstrecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die kegelstumpfförmige Rille bezüglich eines jeden Radius, der die Rille schneidet, geneigt. Die Längsachse kann insbesondere einen Winkel von 10 bis 20°, im Besonderen einen Winkel von 15° mit einem Radius, der die Längsachse am radial inneren Rand schneidet, bilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Rillen in dem Reibmaterial bereitgestellt. Einige können sich in einer geraden Richtung erstrecken, andere können sich in einer umlaufenden oder ovalen Richtung erstrecken, wobei sich diese kegelstumpfförmigen Rillen untereinander schneiden und Reibblöcke ausbilden, die die Reibfläche bilden.
Durch derartige kegelstumpfförmige Rillen lässt sich die Oberfläche der Reibseite maximieren, insbesondere wenn sich diese Rillen mit Annäherung an den metallischen Träger erweitern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die Dicke des metallischen Trägers 0,1 bis 1 mm, insbesondere 0,3 bis 0,6 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die Dicke des Reibmaterials 1,5 mm bis 4 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Reibmaterial auf den metallischen Träger geklebt oder angeformt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Reibbelag ringförmig sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Reibmaterial Fasern auf, zum Beispiel Glasfasern, die durch eine organische Matrix aneinander gebunden sind. Diese Matrix kann Polymere, wie warmhärtbare Harze, ein Elastomer, wie ein Kautschuk, und organische oder nicht organische Füllstoffe aufweisen.
Die verschiedenen Elemente des Reibmaterials können im Voraus geordnet werden, so dass sie eine Vorform bilden. Die kegelstumpfförmigen Rillen werden durch Entfernen von Substanz, nachdem die ringförmige Form des Reibbelags erhalten wurde, erhalten. In Variation kann das Reibmaterial in seiner endgültigen Form durch Injektion in eine Form erhalten werden, die einen Abdruck entsprechend der ringförmigen Form und der Form der kegelstumpfförmigen Rillen bildet.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Reibbelags gemäß der Erfindung in einer Kraftfahrzeug-Nasskupplung. Eine solche Kupplung kann einen Belag aufweisen, der alle oder einen Teil der zuvor für einen Belag in einer Trockenkupplung beschriebenen Merkmale aufweist.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die mindestens einen Reibbelag, wie vorstehend beschrieben, aufweist.
Die Erfindung wird besser verstanden und weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden als nichteinschränkendes Beispiel angegebenen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klar. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels des Reibbelags gemäß der Erfindung,
die 2a und 2b Detailansichten jeweils von kegelstumpfförmigen Rillen nach einer ersten Variante und einer zweiten Variante der Erfindung,
3 eine Detailansicht einer kegelstumpfförmigen Rille nach einem Beispiel der ersten Variante,
die 4a, 4b, 5a und 5b vergleichende Leistungskurven von Reibbelägen innerhalb und außerhalb des Umfangs der Erfindung,
6 ein Diagramm, das die Verringerung der axialen Verformung eines Beispiel-Reibbelags gemäß der Erfindung unter verschiedenen Einsatzbedingungen veranschaulicht.
1 stellt ein Beispiel des ringförmigen Reibbelags 1 für eine Trockenkupplung dar. Der Belag 1 weist ein Reibmaterial 2 auf, das auf einem metallischen Träger befestigt ist, der nachstehend beschrieben wird. Das Material 2 umfasst radial innere 3 und äußere 4 Ränder, eine Befestigungsfläche 5 bezüglich eines metallischen Trägers, und eine der Befestigungsfläche entgegen gesetzte Reibfläche 6, die zum Kontaktieren eines Gegenmaterials, wie einer Gegendruckplatte oder einer Druckplatte der Kupplung geeignet ist, um das Motor-Drehmoment zu übertragen.
In dem beschriebenen Beispiel ist das Material 2 auf den metallischen Träger aufgeklebt oder angeformt.
In dem beschriebenen Beispiel ist eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Rillen 7, 8 in dem Material 2 bereitgestellt, wobei sich einige 7 in gerader Richtung und andere 8 in umlaufender Richtung erstrecken, wobei sich diese kegelstumpfförmigen Rillen gegenseitig schneiden und Reibungsblöcke 9 bilden, wobei die Zusammenführung dieser Blöcke 9 das Material 2 definiert und die am weitesten von dem metallischen Träger entfernte Seite dieser Blöcke 9 die Reibfläche 6 bildet.
Ferner erstrecken sich die geraden kegelstumpfförmigen Rillen 7 zwischen den beiden radial inneren 3 und äußeren 4 Rändern des Materials 2 und die Gesamtheit der in dem Material 2 bereitgestellten Rillen ist kegelstumpfförmig.
Die Längsachse von jeder geraden kegelstumpfförmigen Rille 7 bildet einen Winkel von 15° mit einem Radius, der die Längsachse in Höhe des radial inneren Rands 3 schneidet.
In dem beschriebenen Beispiel kann das Material 2 Glasfasern aufweisen, die durch eine organische miteinander verbunden sind. Diese Matrix kann warmhärtbare Harze, ein Elastomer, einen Kautschuk sowie organische und nicht organische Füllstoffe aufweisen. Die verschiedenen Elemente des Reibmaterials werden im Voraus angeordnet, so dass sie eine Vorform bilden.
Die kegelstumpfförmigen Rillen werden durch Entfernen von Material nach Erhalt der ringförmigen Form des Reibbelags erhalten.
In Variation kann das Material 2 durch Injektion in eine Form eines der ringförmigen Form und der Form der kegelstumpfförmigen Rillen entsprechenden Abdrucks erhalten werden.
Die 2a und 2b stellen jeweils einen zu einer Längsachse der veranschaulichten Rille senkrechten Schnitt einer kegelstumpfförmigen Rille 7, 8 dar.
In 2a, gemäß einer ersten Variante, ist die kegelstumpfförmige Rille 7, 8 mit Entfernung von dem metallischen Träger 12 erweitert, wohingegen in 2b, gemäß einer zweiten Variante, die kegelstumpfförmige Rille 7, 8 mit Annäherung an den metallischen Träger 12 erweitert ist.
Gemäß beiden Varianten weisen die kegelstumpfförmigen Rillen 7, 8 ein trapezförmiges Profil auf, wobei eine äußere Grundfläche 14 einer Ebene angehört, die die Reibfläche 6 und eine zur äußeren Grundfläche parallele innere Grundfläche 15 aufweist. Die aufeinanderfolgenden inneren Grundflächen 15 definieren hier einen Boden 16 der kegelstumpfförmigen Rille und dieser Boden ist parallel zur Reibfläche 6. In einer Variante kann der Boden der Rille in einer zur Längsachse senkrechten Ebene geneigt, insbesondere gekrümmt sein.
Gemäß den Beispielen der 2a und 2b liegt die Konizität der kegelstumpfförmigen Rille 7, 8 zwischen 10 und 35%, insbesondere zwischen 17 und 30%, wobei sich diese Konizität bezüglich einer zur Reibfläche 6 senkrechten Achse definiert.
Schließlich erstreckt sich die kegelstumpfförmige Rille 7,8 in den in den 2a und 2b beschriebenen Beispielen bis zum metallischen Träger 12, so dass die Reibungsblöcke 9 voneinander getrennt sind, wobei das Material 2 damit diskontinuierlich ist. Es sollte angemerkt werden, dass jedoch eine geringe Menge an Material 2 unter den kegelstumpfförmigen Rillen 7, 8 verbleiben kann, um die Oberfläche des Stahls nicht zu berühren und um keine Scherbelastungen auf die Klebeverbindung an der Grenzfläche zwischen Material 2 und metallischem Träger zu übertragen.
In dem in 2a beschriebenen Beispiel der ersten Variante beträgt die Dimension der äußeren Grundfläche 1,5 mm bis 3 mm, während die Dimension der innere Grundfläche 0,5 mm bis 2,5 mm beträgt.
In dem in 2b beschriebenen Beispiel der ersten Variante liegt die Dimension der äußeren Grundfläche 14 zwischen 0,5 mm und 2,5 mm, während die Dimension der inneren Grundfläche 15 zwischen 1,5 mm und 3 mm liegt. Diese Dimensionen werden in den senkrechten Ebenen berechnet, wie in den 2a und 2b dargestellt.
Die Materialien 2, deren kegelstumpfförmige Rillen in den 2a und 2b beschrieben sind, können durch ein anderes Verfahren bereitgestellt werden, um kegelstumpfförmige Rillen, die sich bis zum metallischen Träger erstrecken, zu erhalten, ohne den Bruch der Klebeverbindung zu befürchten.
Das Material 2 der 2a und 2b kann durch ein Verfahren erhalten werden, das anders ist als das bereits angegebene. Dieses Verfahren umfasst insbesondere die folgenden Schritte:

– Bereitstellen des Materials 2, das die kegelstumpfförmigen Rillen aufweist, die ausschließlich in Höhe der Befestigungsfläche münden,
– Befestigen des Reibungskörpers auf dem metallischen Träger durch Ankleben der Befestigungsfläche,
– Fräsen der zu der Befestigungsfläche entgegengesetzt liegenden Reibfläche, bis die Rille in Höhe der zweiten Fläche des Reibungskörpers mündet.

Die in 3 dargestellte kegelstumpfförmige Rille 7, 8 ist ein weiteres Beispiel der ersten Variante. In diesem Beispiel beträgt die Dicke des zwischen der Reibfläche 6 und der Befestigungsfläche 5 definierten Materials D₁ zwischen 1,5 mm und 4 mm, und die Dicke des metallischen Trägers D₂ zwischen 0,1 und 1 mm, insbesondere zwischen 0,3 und 0,6 mm.
In dem in 3 beschriebenen Beispiel ist das Verhältnis R₁ zwischen:

– der minimalen Dicke des Materials zwischen dem Boden der kegelstumpfförmigen Rille und dem metallischen Träger D₃, und
– der Dicke des Reibmaterials D₁

Weiterhin ist in diesem Beispiel das Verhältnis R₂ zwischen:

– der minimalen Dicke D₃ des Material 2 zwischen dem Boden 16 der kegelstumpfförmigen Rille und dem metallischen Träger 12, und
– der Dicke des metallischer Träger D₂

In dem beschriebenen Beispiel ist die Dicke des Reibmaterials D₁ definiert als die Dimension des Materials 2 entlang einer zu seiner Reibfläche 6 senkrechten Achse.
In dem in 3 beschriebenen Beispiel ist die Konizität, ausgedrückt in Prozent, gleich: (|Dimension der äußeren Grundfläche 14 – Dimension der inneren Grundfläche 15|)/(D1 – D3)·100
Die 4a, 4b, 5a und 5b stellen die Ergebnisse von Vergleichstests von Belägen 1 im Umfang der Erfindung und von Belägen außerhalb des Umfangs der Erfindung dar.
Diese Tests wurden auf einer Versuchsplattform unter Verwendung eines Schaltgetriebes durchgeführt. Zur Simulation der extremen Einsatzbedingungen, insbesondere dem Anfahren am Berg, wird vorgegeben, dass der Reibbelag 1 eine Energie in der Größenordnung von 364 J/cm² abführt. Die für diese Tests verwendeten Beläge 1 weisen einen inneren Durchmesser in der Größenordnung von 137 mm und einen äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 200 mm auf. Die Dimension der äußeren Grundfläche der kegelstumpfförmigen Rillen ist größer als 1,5 mm.
Während dieser Tests wurde für jeden Belag eine Abfolge von Starts vorgegeben, und die Anzahl von Starts für die der Belag das Motor-Drehmoment zufriedenstellend überträgt, wurde aufgezeichnet.
Unter den Bedingungen des Tests überträgt der Belag das Drehmoment zufriedenstellend, wenn kein Schlupf vorhanden ist, damit der Reibungskoeffizient unter den Bedingungen eines Belastungsplateaus oder einer konstanten Einstellung größer als 0,2 bleibt.

Die strukturellen Merkmale der für die Tests verwendeten Beläge, die sich außerhalb des Umfangs der Erfindung befinden, sind in Tabelle I dargestellt, während die für die Tests verwendeten Beläge 1, die sich im Umfang der Erfindung befindet, in Tabelle II dargestellt sind.

	R₁	R₂	Konizität
Belag Nr. 1	0,27	1,75	37
Belag Nr. 2	0,27	1,75	37
Belag Nr. 3	0,27	1,75	37
Belag Nr. 4	0,27	1,75	37
Belag Nr. 5	0,28	2,5	26
Belag Nr. 6	0,04	0,25	0
Belag Nr. 7	0,04	0,25	0

Tabelle I

	R₁	R₂	Konizität
Belag Nr. 8	0,04	0,25	21
Belag Nr. 9	0,12	0,75	27
Belag Nr. 10	0,12	0,75	27
Belag Nr. 11	0,02	0,13	17

Tabelle II

Es sollte angemerkt werden, dass nur der Belag Nr. 11 mit Annäherung an den metallischen Träger 12 erweitert ist.
Die Ergebnisse der Tests der Beläge der Tabelle I sind in den 4a und 4b dargestellt, und diejenigen für die Beläge der Tabelle II in den 5a und 5b. Auf den Ordinaten findet sich die Anzahl von Starts unter zur Drehmoment-Übertragung zufriedenstellenden Bedingungen, ausgedrückt entweder als Funktion von R₁ (4a und 5a) oder als Funktion von R₂ (4b und 5b).
Es wird festgestellt, dass die Beläge der Tabelle II besonders vorteilhaft sind, und dass sich durch sie zum Beispiel die Anzahl von Starts unter für die Beläge der Tabelle I extremen Bedingungen verdoppeln lässt.
Durch die Beläge 1 der obigen Beispiele lässt sich auch die Neigung zur axialen Verformung verringern, die im Laufe der Zeit einen Planaritätsfehler zur Folge hat.
Tests mit Belägen bei 25°C (Ausgangszustand), dann mit Belägen nach Verstreichen von 4 h bei 140°C bzw. schließlich mit Belägen nach Verstreichen von 24 h bei 40°C und bei 90% Feuchtigkeit wurden durchgeführt (A, B bzw. C in 6).
Nach diesen Phasen wurden diese Beläge einer Last von 1000 N ausgesetzt, die schrittweise bis auf 20 N herabgesetzt wurde.
Jedes Rechteck A, B, C stellt die Verringerung in Prozent der Verschiebung in der die Reibfläche aufweisenden Ebene zwischen einem Reibbelag gemäß der Erfindung und einem Kontroll-Belag außerhalb des Umfangs der Erfindung dar.
Die axiale Verschiebung wird für die Tests A, B bzw. C um mindestens 65%, mindestens 40% bzw. mindestens 50% verringert.
In jedem der dargestellten Tests unterscheiden sich die Beispiele der Beläge im und außerhalb des Umfangs der Erfindung allein durch die Form ihrer Rillen. Die interne Zusammensetzung, ihr metallischer Träger, ihre Anzahl von Rillen sind identisch, um den Einfluss der Form der Rillen gemäß der Erfindung hervorzuheben.
Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele, die hier beschreiben werden, begrenzt.

Claims

Trockenreibbelag (1) für eine Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Reibmaterial (2), das an einem metallischen Träger (12) befestigt ist und eine Reibfläche (6) aufweist, wobei mindestens eine kegelstumpfförmige Rille (7, 8) in das Reibmaterial eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität der kegelstumpfförmigen Rille (7, 8) zwischen 10 und 35%, insbesondere zwischen 17 und 30% liegt.
Reibbelag (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelstumpfförmige Rille (7, 8) sich mit Entfernung vom metallischen Träger (12) erweitert.
Reibbelag (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelstumpfförmige Rille (7, 8) sich mit Annäherung an den metallischen Träger (12) erweitert.
Reibbelag (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelstumpfförmige Rille (7, 8) eine Längsachse definiert, wobei ein zu dieser Längsachse senkrechter Schnitt durch die kegelstumpfförmige Rille aufweist: – ein trapezförmiges Profil, und – eine äußere Grundfläche (14) in einer Ebene, welche die Reibfläche (6) des Reibmaterials enthält, und – eine innere Grundfläche (15) parallel zur äußere Grundfläche, wobei die Dimension der äußeren Grundfläche (14) zwischen 1,5 mm und 3 mm, und die Dimension der inneren Grundfläche (15) zwischen 0,5 mm und 2,5 mm beträgt.
Reibbelag (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelstumpfförmige Rille (7, 8) eine Längsachse definiert, wobei ein zu dieser Längsachse senkrechter Schnitt durch die kegelstumpfförmige Rille aufweist: – ein trapezförmiges Profil, und – eine äußere Grundfläche (14) in einer Ebene, welche die Reibfläche (6) des Reibmaterials enthält, und – eine innere Grundfläche (15) parallel zur äußere Grundfläche, wobei die Dimension der äußeren Grundfläche (14) zwischen 0,5 mm und 2,5 mm, und die Dimension der inneren Grundfläche (15) zwischen 1,5 mm und 3 mm beträgt.
Reibbelag (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (R₁) zwischen: – der Dicke des Reibmaterials zwischen dem Boden (16) der kegelstumpfförmigen Rille und dem metallischen Träger D₃, und – der Dicke des Reibmaterials D₁ kleiner als 0,2 ist.
Reibbelag (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (R₂) zwischen: – der minimalen Dicke des Reibmaterials zwischen dem Boden (16) der kegelstumpfförmigen Rille und dem metallischen Träger D₃, und – der Dicke des metallischen Trägers D₂ kleiner als 1 ist.
Reibbelag (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die kegelstumpfförmige Rille (7, 8) in einer im Wesentlichen geraden, umlaufenden oder ovalen Richtung erstreckt.
Reibbelag (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Rillen (7, 8) in dem Reibmaterial bereitgestellt ist, wobei sich einige (7) in einer geraden Richtung und andere (8) in einer umlaufenden oder ovalen Richtung erstrecken, wobei sich diese kegelstumpfförmigen Rillen (7, 8) gegenseitig schneiden und Reibungsblöcke (9) bilden.
Reibbelag (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des metallischen Trägers (12) zwischen 0,1 und 1 mm, insbesondere zwischen 0,3 und 0,6 mm beträgt.
Kupplungsscheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Reibbelag (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.