DE2460020B2 - Kupplungsbelag - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen z. B. aus der DE-AS 16 00 043 bekannten Kupplungsbelag nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein großer Teil der heute in Kraftfahrzeugen verwendeten Kupplungsbeläge haben einen solchen gewickelten Aufbau, wogegen die massegepreßten und gewebten Arten nur für spezielle Einsatzgebiete in Frage kommen. Der Grund hierfür liegt vor allem in der höheren Berstfestigkeit der gewickelten Beläge, die bei den heute üblichen hohen Motordrehzahlen und -temperaturen erforderlich ist. Spiralförmig oder nach dem »scatter wound«-Verfahren gewickelte Beläge nehmen nämlich am wirkungsvollsten Zugspannungen auf, weil die imprägnierten Fasern (zumeist Asbest) in Umfangsrichtung orientiert und verfestigt sind. Je besser die einzelne Asbestfaser mit Bindemittel umhüllt ist, desto höher ist die Berstfestigkeit des Belages, aber im allgemeinen auch dessen Härte. Höhere Belaghärte bringt jedoch größere Verzugsanfällig unter Temperaturbeanspruchung, höheren Abtrieb und ungünstigere Eingriffseigenschaften mit sich. Das Ziel eines weichen, elastischen Belages geringer Verzugsneigung mit hoher Berstfestigkeit wird jedoch nur mit Verstärkungen erreicht.

Zu den zahlreichen bekannten Möglichkeiten zur ω Erhöhung der Berstdrehzahl, z. B. durch Armierung mit Metallen in Form von Drähten, Ringen, Platten und Geweben, kommt auch die Verstärkung mii Glasfasern, wie sie in der Kunststoffindustrie schon lange bekannt ist. Glasfasern besitzen nicht nur eine ausgezeichnete Zugfestigkeit und hohen Ε-Modul, sondern tragen auch dasselbe spez. Gewicht wie Asbest nicht zur Erhöhung des Massenträgheitsmomentes des Belagringes bei, wie sich dies bei Verwendung von Metallverstärkungen sehr ungünstig auswirkt. In der DE-OS 20 14 540 wird ein Kupplungsbelag beschrieben, bei dem imprägnierte Glasfaserstränge und Asbestgarne im wesentlichen gleichmäßig verteilt, nach dem scatter-wound-Verfahren gewickelt und gepreßt werden. Bei diesem Belagaufbau liegen an der Reibseite ebenfalls Glasfasern an, was zu einem erhöhten Verschleiß, verbunden mit einem hohen und instabilen Reibbeiwert, führt. Durch die hohe Härte der Glasfaser und durch deren Anwesenheit in Strangform ergibt sich auch ein erhöhter Angriff des Gegenreibmaterials. Dieser Nachteil ist bei der Ausführung nach der DE-OS 19 05 119 ebenfalls vorhanden, bei der ein spiralförmig gewickeltes Faserstoffband zahlreiche parallel nebeneinander angeordnete, in Bandrichtung verlaufende Glasfaserstränge enthält.

Die Verwendung von verstärkenden Glasfasersträngen, die in Bandrichtung verlaufen, bringt zumeist Schwierigkeiten mit sich. Die imprägnierten Glasfaserstränge zeigen während des Wickelvorganges und der anschließenden Preß- und Wärmebehandlung andere Dehnungseigenschaften als das übrige Faserstoffband, so daß im fertiggepreßten Belag große Spannungen vorhanden sind, die insbesondere erst nach dem Schleifen Verzüge oder auch Risse im Belag ergeben können.

Ferner ist es aus der DE-AS 16 00 043 an sich bekannt, die Glasfaserverstärkungen eines spiralförmig gewickelten Kupplungsbelags mit Vließstreifen in Form »gekardeter« Asbestfaserbahnen zu überdecken. Jedoch liegen auch hier an der Reibseite ebenfalls Glasfasern an, so daß auch hier die damit verbundenen Nachteile auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kupplungsbelag nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der von der verstärkenden Wirkung der Glasfasern Gebrauch macht, ohne daß an der Reibseite Glasfasern mit den damit verbundenen Nachteilen anliegen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs I gelöst.

Ein besonders einfacher und wirkungsvoller Aufbau ergibt sich, wenn der Streifen aus Faserstoffvlies mit seiner Breite die Belagdicke ausfüllt und gemeinsam mit den verstärkenden Glasfasern das Faserstoffband bildet.

Es ist auch möglich, daß der Streifen aus Faserstoffvlies eine Längsfaltung aufweist, wobei in der eigentlichen Falte die Glasfaserverstärkung angeordnet ist. Dabei kann die Faltung des Streifens aus Fasersioffvlies einen U-förmigen Querschnitt mit parallel zueinanderliegenden U-Schenkeln ergeben, wobei die beiden Längskanten des Streifens aus Faserstoffvlies eine Längskante des Faserstoffbandes bildet. Auf diese Weise ist der Glasfaden völlig vom Faserstoffvlies umgeben.

Bei der Verwendung von Faserstoffäden, insbesondere Asbestfäden, ist es von Vorteil, wenn das Faserstoffband in Bandrichtung neben der Glasfaserverstärkung verlaufende Faserstoffäden enthält, wobei der Streifen aus Faserstoffvlies die Glasfaserverstärkung und mindestens einen Faserstoffaden überdecken kann. Dabei kann zur Einbettung der Glasfaserverstärkung zwischen der Glasfaserverstärkung und der nicht die Reibseite bildenden Belagseite ein Faserstoff-Faden vorgesehen sein. Je nach der Dimension des Belages und der Betriebsbeanspruchungen kann es erforderlich sein, daß der Streifen aus Faserstoffvlies mit seiner Breite die Belagdicke ausfüllt, oder auch, daß nebem dem Streifen

aus Faserstoffvlies gegen die Reibseite hin noch mindestens ein Faserstoff-Faden vorgesehen ist Die Fasern des den Streifen bildenden Faserstoffvlieses können nach Art eines Asbestpapiers bzw. einer Asbestpappe ausgebildet sein, es ist aber iuch möglich, dieses Faserstoffvlies zur Erhöhung der Festigkeit und — soweit das Vlies an der Reibseite des Belages in Funktion tritt — Beeinflussung der Reibeigenschaften mit Kautschuk und/oder Kunststoff zu binden.

Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Teil eines Kupplungsbelages in Vorderansicht und im Schnitt; in Fig. 3 bis 6 sind imprägnierte Faserstoffbänder dargestellt, wie sie zur Herstellung von Kupplungsbelägen verwendet werden können.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt der Vorderansicht eines Kupplungsbelages, wobei man auf die Reibseite d-js Belages blickt und die einzelnen Windungen des den Belag in seiner Dicke mit seiner Breite ausfüllenden Faserstoffbandes zu sehen sind. F i g. 2 zeigt hierzu den Schnitt und F i g. 3 das verwendete Faserstoffband, das im fertigeii Belag das Schnittbild nach F i g. 2 ergibt. Das Faserstoffband nach F i g. 3 besteht aus einem Streifen aus Faserstoffvlies 1, dessen aus Asbest und/oder 2^r> Zellulose bestehende Fasern auch mit Kautschuk und/oder Kunststoffgebunden sein können. Im Bereich der der Reibseite 2 (Fig.2) des Belages abgewandten Hälfe des Faserstoffbandes ist eine Verstärkung in Form eines Glasfaserstranges 3 vorgesehen. Der M) Glasfaserstrang 3 besteht aus endlosen Glasseidenspinnfäden gleichen Durchmessers aus alkalifreiem Glas und wird bereits bei der Herstellung mit einer Schlichte auf der Basis Aminosilan versehen. Ein handelsüblicher geeigneter Glasfaserstrang (2400 tex) besteht dabei aus 30 000 Glasseidenfasern ä 10 μιτι. Zur Verbesserung der Haftung der Spinnfäden untereinander wie auch zu den angrenzenden Belagsbestandteilen ist der Glasfasersirang 3 mit Harz und/oder Elastomeren imprägniert. Bei der Herstellung des Faserstoffbandes wird das Band 4» nach Zusammenführen des Streifens aus Faserstoffvlies I mit dem imprägnierten Glasfaserstrang 3 (was eine gewisse Haftung auf dem Streifen aus Faserstoffvlies 1 ergibt) durch ein Bindemittel geführt, welches die erforderlichen Reibmodifikatoren enthält. Es bildet sich 4 ·> auf diese Weise ein Faserstoffband, das — wie aus Fig. 3 im Querschnitt ersichtlich — außen mit einem Bindemittel 4 umgeben ist. Dieses getrocknete Band, das wegen des noch anschließenden Preß- und Schleifvorganges eine die gewünschte Belagdicke übersteigende w Breite hat, wird sodann zu einem Wickel mit spiralförmig aufeinanderliegenden Windungen gewikkelt und bei einer Temperatur von etwa 160°C und einem Druck von 300 kp/cm² gepreßt und wä; -.nebehandelt. Dadurch werden die im Belag enthaltenen ;> harzartigen Bindemittel gehärtet und die elastomeren Bindemittel vulkanisiert. Nach diesem Preßvorgang wird der Belag an der Vorder- und Rückseite geschliffen, wobei sich der aui Fig.2 ersichtliche Aufbau ergibt An der die Reibseite 2 bildenden Vorderseite besteht der Belag aus dem Faserstoffvlies 1 mit zwischenliegendem Bindemittel 4, was sich mindestens bis zur Hälfte der Belagdicke fortsetzt, so daß nur diese Bereiche als Reibfläche zur Wirkung kommen können. In der anderen Hälfte der Belagdicke sind zwischen jedem Streifen aus Faserstoffvlies 1 die Glasfaserstränge 3 angeordnet, welche die gewünschte hohe Berstdrehzahl gewährleisten, ohne daß der Belag zu hart ausgebildet sein muß, was die schon geschilderten Nachteile mit sich brächte. Dabei verhindert der breite Streifen aus Faserstoffvlies 1, daß beim fertigen Belag Sprünge auftreten. Welcher Aufbau für das Faserstoffband gewählt wird, hängt weitgehend von den Betriebsbedingungen ab und damit von der gewünschten Berstdrehzahl sowie der gewünschten Weichheit und Elastizität zur Vermeidung von Verzügen.

Die Fig.3 und 4 zeigen Querschnitte anderer Faserstoffbehälter, die ebenfalls nur aus einem Streifen aus Faserstoffvlies 1, einer Verstärkung in Form eines Glasfaserstranges 3 und einer Umhüllung aus Bindemittel 4 bestehen. Derart aufgebaute Kupplungsbeläge weisen eine besonders hohe Berstdrehzahl auf, weil mit einem solchen Fasersloffband bei einer bestimmten Belagdimension mehr Windungen (und damit mehr Glasfaserverstärkung) aufgebracht werden können als mit Faserstoffbändern, die auch Faserstoffäden enthalten, weil die verstärkende Wirkung der Asbestfaden geringer als die des zusätzlich möglichen Glasfaseranteiles ist. Die aus Faserstoffbändern nach den F i g. 3—5 aufgebauten Beläge können etwa 25% mehr Windungen enthalten als Kupplungsbeläge mit Faserstoffbändern nach F i g. 6. Dadurch ergibt sich ein Belag mit einer dichten Oberfläche, was in bezug auf Verschleißneigung und Verölungsempfindlichkeit von Wichtigkeit ist.

Die entsprechend dem dargestellten Querschnitt von Fig.6 aufgebauten Beläge können infolge der dort verwendeten Faserstoffäden 5 aus Asbest und/oder Zellulose bei guter Berstdrehzahl eine besondere Weichheit und Elastizität aufweisen. Dies hängt auch weitgehend von der Imprägnierung dieser Fäden ab, die Kautschuk und/oder Phenolharz enthalten können. Das Faserstoffvlies 1 reicht nicht bis zur Reibseite, vielmehr ist dort in Verlängerung der Streifenbreite ein Faserstoff-Faden 6 vorgesehen, so daß an der Reibseite nur die Faserstoff-Fäden 5, 6 in Kombination mit der Imprägnierung und der umgebenden Reibmasse 4 zur Wirkung kommen. Andererseits sind nur in der der Reibseite abgewandten Hälfte der Belagdicke zwei Glasfaserstränge 3 vorgesehen, was sichert, daß die Glasfasern auf keinen Fall die Reibeigenschaften beeinflussen. Der Streifen aus Faserstoffvlies 1 ist jedenfalls breiter als die beiden Glasfaserstränge 3, so daß eine Delamination des Belages sicher vermieden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Kupplungsbelag aus einem spiralförmig gewikkelten, mit seiner Breite die Belagdicke ausfüllenden Faserstoffband, das eine mit einem Faserstoffvlies überdeckte Glasfaserverstärkung aufweist und mit einem gegebenenfalls Reibmodifikatoren enthaltenden Bindemittel imprägniert ist, das durch eine Preß- und Wärmebehandlung vernetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Glasfaserverstärkung mindestens ein in Bandrichtung verlaufender Glasfaserstrang (3) von geringerer Gesamtbreite als das Faserstoffvlies (1) nahe der der Reibseite (2) des Kupplungsbelages abgewandten Längskante des Bandes vorgesehen ist

2. Kupplungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserstoffvlies (1) mit der Glasfaserverstärkung und dem Bindemittel (4) die alieinigen Bestandteile des Faserstoffbandes bilden.

3. Kupplungsbelag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserstoff vlies (1) ein längsgefalteter Faserstoffvliesstreifen mit U-förmigem Querschnitt ist, in dessen die von der Reibseite (2) abgewandte Außenkante des Bandes bildende Falte die Glasfaserstränge (3) eingelegt sind.

4. Kupplungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Glasfaserstrang-Verstärkung mindestens noch ein in Bandrichtung neben dieser in dem der Reibseite (2) zugewandtem Bereich verlaufender Faserstoff-Faden (5,6) vorgesehen ist.