DE1450129A1 - Reibbelag fuer Kupplungen und Verfahren zu seiner Herstellung und Verbindung mit einer Traegerplatte - Google Patents
Reibbelag fuer Kupplungen und Verfahren zu seiner Herstellung und Verbindung mit einer TraegerplatteInfo
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Description
DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL 1450129
PATENTANWÄLTE
1 7· toai ijoo
P 14 5o 129.2 S'i/Ho G 138?
General Motors Corporation Detroit, Michigan, U.S.A.
Reibbelag für Kupplungen und Verfahren zu seiner Herstellung und Verbindung
mit einer Trägerplatt·
Die Erfindung bezieht sich auf Reibflächen für
Reibbelag·, beispielsweise Scheiben, die eich für
Kupplungen eignen.
Gegenstand der Erfindung ist ·■, «in· Oberfläche für
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einen Reibbelag zur Verwendung in einer energieübertragenden Vorrichtung, beispielsweise in einer
Kupplung zu schaffen, die wärmebeständig ist, einen statischen Reibungskoeffizienten hat, der dem
dynamischen Reibungskoeffizienten nahekommt (wodurch die Leistungsfähigkeit der energieübertragenden Vorrichtung sehr verbessert wird), und
die verbessertenAbnutzungseigenschaften hau und außerdem gut mit einer metallenen Trägerplatte
verbunden werden kann·
Reibungsflächen und Reibbeläge nach der Erfindung haben die großen Eigenechaftabereiche, wie si« bei
Mehrscheibenkupplungen erfordtrlich sind, dl· in
automatischen Getrieben verwendet werden, wie sie besondere für Hochleistun§@swecke beispielsweise
in Geländefahrzeugen verlangt werden·
Ein Ausführungsbeiepiel der Erfindung ist im folgenden beschrieben:
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engeren Sinne ein Polytetraflour-äthylen-Papier oder-Matte, die aus Polytetraflour-äthylen verfilzt
und gesintert und schließlich geprägt ist, um ein zwar sehr dichtes, aber doch etwas poröses
Material zu erhalten. Ein Problem bei Heibflachen
aus Polytetraflour-äthylen ist der Verbund einer solchen Fläche mit einer metallischen Trägerplatte,
und ein Verfahren, dieses zu erreichen, ist im folgenden näher beschrieben.
Der Polytetraflouräthylen (PTFN)-Belag kann aus einem reinen PIi1N oder aus Mischungen mit nichmetallischen
Füllstoffen keramischer Art geformt werden. Beispielsweise können Aluminium-silikat-Fasern,
Glasfasern und verschiedene Arten von Asbest- und synthetischen Fasern, wie sie beispielsweise aus
einer geschmolzenen Mischung aus Aluminiumoxyd und Kieselsäureanhydrid hergestellt wird, vorteilhaft
verwendet werden. Außerdem können pulverisiertes Aluminiumoxyd, pulverisiertes Kieselsäureanhydrid
usw. teilweise als Füllstoffe verwendet werden, wenn auch in den meisten Fällen Faserstoffe vorzuziehen
sind, da sie sich besser verfilzen oder vermaschen und mit dem PTFN eine homogenere Fläche ergeben.
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Im allgemeinen sollten die kermaischen Fasern nicht langer als 6 mm sein und vorzugsweise zwischen
etwa 3 mm und 6 mm lang sein. Das HDi1N ist ein
genormter handelsüblicher Werkstoff entweder von üblichem oder niedrigem Molekulargewicht, der
vorzugsweise durch ein amerikanisches 323-Maschen-Sieb
hindurchgeht, und hat gewöhnlich einen Durchmesser in der Größenordnung von o,2 - o,5 Mikron.
Das PTi1N sollte mindestens etwa 5° Gewichtsprozent
des gesamten Belages ausmachen und vorzugsweise in Anteilen von etwa So% verwendet werden, wobei der
Anteil der keltischen Stoffe etwa 4o% betragen soll.
Beim Formen der Matte oder der Reibfläche werden
das PTi1N und der keramische Faserstoff in den gewünschten
Anteilen in Wasser in Gegenwart eines Netzmittels miteinander vermischt, damit sie eine
leicht flüssige Brühe bilden. Diese Brühe läßt man auf einem Sieb trocknen und verfilzen, oder man
stellt den Belag kontinuierlich auf einer Fourdrinier-Papiermaschine
nach Papierherstellungsverfahren her. - ... - .. ......
Ein spezifisches Beispiel £ür die Herstellung eines 909818/0 26 8
solchen Belages ist das folgehde:
100 Gewichtsteile von PTFN-Fejetstoffen werden mit
einer geeigneten Menge eine$ !fetzmittels vermischt,
beispielsweise mit Alkylarylpalyätheralkohol in
einer Wassermenge, die zur Bildung einer Brühe
ausreicht. Hierzug wird eine
sinprozentige Lösung
von Aluminiumsulfat hinzugegeben, um den pH-Wert zu regeln, Danach wird ein Stabilisator, beispielsweise
Natriumsalz von in Wasser gelöstem Laurylalkoholsulfat
mit der Brühe vernischt. Es sollte ge
nügend Wasser vorhanden sein,
halt bei etwa ein bis zwei Präsent der Brühe zu
halten. Während des endgültigen Vermischens sollte die Konzentration des Alauns t>#i etwa o,o4# gehalten
werden. Danach werden die Faestn auf einem Sieb
auf die gewünschte Dicke, in Hesjem i'all auf etwa
gemattet. Die tfilzmattä ;Wi|?d von dem Sieh
entfernt, auf Aluminiumfolie 5#lefet und bei etwa
12o"C auf ein konstantes Gewib^t getrocknet. Wie
■ '. i
■■ . » >
bei der Papierherstellung köni^n ^iuch andere Nefemittel
und Stabilisatoren veii^ndfet werden. Außerdem
kann der Alaungehalt zwecE^ Ejpreichens befriedi-
■'■*■■ \
gender Resultate verändert we *4eiit
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um den Peststoffge-
Wenn die Matte hergestellt ist, wird sie ohne Druck bei einer Temperatur von etwa 360 bis 37o° C
etwa 1 1/2 bis 2 1/2 Stunden, vorzugsweise 2 Stunden, bei 363° C gesintert. Dadurch schmilzt das PTEN
an den Berührungsstellen zusammen und bildet ein festes, poröses Netzwerk oder eine Matte, in der
die keramischen Fasern eingeschlossen und enthalten sind·. Immer noch heiß wird diese Matte danach auf
eine erhitzte Platte gelegt und auf die genaue Dicke und in der erwünschten Form geprägt. Die
Prägeoperation wird bei einer Temperatur zwischen 155 und 19o° G ausgeführt, wobei der Druck zwischen
63 und 84- kp/cm liegen kann, aber ein Druck von 7o kp/cm vorzuziehen ist. Der Druck kann verändert
werden, um Werkstoffe mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften, beispielsweise Kompressibilität,
zu erhalten. In diesem Zusammenhang beträgt die Kompressibilität des unter den vorgezogenen
Bedingungen hergestellten Belages etwa I5 ;*
bei 33o kp/cm , was einen gewissen Grad an Porösität
im Belag andeutet. Der Kompressibilitätsfaktor eines Belages ändert sich jedoch im umgekehrten Verhältnis
•mit dem Prozentsatz an PTi1N. Der Druck ändert sich
auch entsprechend der Zusammensetzung, wenn man optimale Resultate erhalten will. Diese Warmprägeoperation
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verfestigt die gesinterte Matte zu einer Scheibe mit ausreichender Festigkeit. Während der Prägeoperation
können, wenn erwünscht, Musterungen, wie beispielsweise Nuten, in die Matte eingeprägt werden.
Der Belag ist nun fertig zum Anbringen an eine metallene Trägerplatte, wie unten beschrieben.
Eine befriedigende Bedingung zwischen der Reibfläche und der Metallplatte kann durch Verwendung
von Natriumnaphtalen als Ätzmittel zusammen mit einem Epoxyzement erzielt werden, wenn der PTFN
enthaltende Belag und die metallene Trägerplatte vor der folgenden Verwendung des Atzmittels und
des Zements in geeigneter Weise präpariert werden. Diese Präparation ist wichtig und erfordert ein
Aufrauhen sowohl der Metallplatte als auch des Heibbelages.
Dieses Aufrauhen kann durch Sandstrahl oder Schleifkörnerstrahl geschehen, beispielsweise
mit einem 32oer Carborund-Schleifmittel. Statt
dessen können aber auch andere geeignete Schleifmittel verwendet werden.
In <ier Praxis wird der Stahlkern oder die Trägerplatife
'gereinigt- und dann mit Sand bestrahlt, um
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eine völlig aufgerauhte Oberfläche zu erzeugen.
Auch der PTFN-Reibbelag wird sandbestrahlt, um
seine gesarate Oberfläche an der Seite aufzurauhen, die an der Stahlplatte oder dem Kern anliegen
soll. Das Aufrauhen des Belages und des Kernes soll die Verzahnung vergrößern, die für eine ausreichende
Adhäsion erforderlich ist. Danach wird das aufgerauhte PTFN-Material in einer Lösung von
Natriumnaphtalen geätzt. Geätzt wird in einer trokkenen
Athmosphäre, da Feuchtigkeit eine schädliche Wirkung auf den Ätzvorgang hat. Vorzugsweise geschieht
diese Operation in trockenem Stickstoff etwa 3o Sekunden lang. Wenn das Ätzen vollendet
ist, wird die Platte in einem Lösemittel, wie beispielsweise Aceton, gewaschen und dann bei
etwa 95° C völlig getrocknet.
Die aufgerauhte und geätzte PTFN-Oberfläche wird
dann mit einem geeigneten Klebemittel überzogen, das auch - wenn erwünscht - auf den Stahl aufgebracht
werden kann. Viele handelsübliche Epoxykleber sind für diesen Zweck sehr gut geeignet.
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Wenn der Kleber auf die zu verbindenen Oberflächen aufgebracht ist, werden die Oberflächen
aufeinandergelegt und dicke Platten werden auf ihren beiden Seiten angebracht, um einen statischen
Druck von etwa ο,2 kp pro Quadratzentimeter der Oberfläche aufzubringen. Dieser Druck
kann verändert werden, und auch höhere Drücke
können aufgebracht werden; mit den angegebenen ^
Drücken sind jedoch befriedigende Verbindungen erzielt worden. Der Zusammenbau wird dann acht
Stunden lang bei Raumtemperatur gehärtet, dann der Druck entfernt und der Belag in zusammengebautem
Zustand zusätzlich vier Stunden lsfg auf
12o° C in einem Ofen erhitzt.
Wenn der Belag auf die Trägerplatte geklebt worden ist, kann er auf die genaue Größe bearbeitet
werden, und wenn eine zusätzliche Musterung auf der Belagfläche erwünscht ist, die nicht eingeprägt
wurde, kann diese in die Oberfläche eingearbeitet werden.
Patentansprüche 909818/0268
Claims (1)
- - 1ο -Patentansprüche1. /Hochleistungs-Kupplungsplatte, insbesondere für Kupplungen in automatischen Getrieben, mit einer Reibplatte, die mit einer metallenen Trägerplatte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Reibplatte aus einer verfilzten, gesinterten und zu einer Scheibe geprägten Mischung aus zumindest 5o Gewichtsprozenten Polytetrafluorethylen und einem verbleibenden Anteil an Zusatzfasern besteht, und daß die einander gegenüberliegenden flächen der Scheibe und der Trägerplatte rauh auegebildet und mittels eines Klebstoffes verbunden sind.2. Hochleistungs-Kupplungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zusatzfasern Aluminiumsilikat-Fasern sind.*eue .Unteren ** ■> i *** ; «r. * ε * 3 *., ä„ ^ un ,,f)ty. Ϋ.,. 9., 90 38T8/02685. Hochleistungs-Kupplungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfasern Glasfasern sind.4-, Hochleistungs-Kupplungsplatte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus 6o Gewichtsprozenten Polytetrafluorethylen und 4o Gewichtsprozenten Aluminiumsilikat-Fasern besteht.5- Hochleistungs-Kupplungeplatte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in die Scheibe Verformungen eingeprägt sind.6. Verfahren zur Verbindung einer metallenen Trägerplatte mit einer Heibplatte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst die einander gegenüberliegenden Oberflächen der lieibplatte und der Trägerplatte aufgerauht werden, daß dann die Ober-909818/0268fläche der rieibplatte mittels einer Alkali-Ketall-Polyaryl-Hydrocarbon-lösenden Lösung geätzt und schließlich zwischen diese beiden flächen ein Epoxydharzkleber gebracht wird, worauf ein Anexnanderpressen der beiden Platten erfolgt.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Alkali-Metall-Po Iy aryl-Hydr ο carbon NatriumnaphthaLen ist«8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zur Aushärtung des Klebers während des Preßvorganges eine Aufheizung erfolgt.909818/02 6
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| DE3203330A1 (de) * | 1982-02-02 | 1983-09-29 | Oexle, Friedrich, 7000 Stuttgart | Bremsbelag |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1003246A (en) | 1965-09-02 |
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