EP2013510A2

EP2013510A2 - Mehrschichtiger, insbesondere zweischichtiger kupplunqsbelag sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: EP2013510A2
Application number: EP07722183A
Authority: EP
Inventors: Christian Spandern
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2009-01-14
Also published as: WO2007121704A3; WO2007121704A2; KR20080110841A; CN101427047A; US20090053502A1; DE112007000840A5; BRPI0710690A2; US8178182B2; JP2009534590A

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf die Optimierung eines Reibbelages.

Description

Mehrschichtiger, insbesondere zweischichtiger Kupplungsbelag sowie Verfahren zu dessen Herstellung

[0001] Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Reibbelag, insbesondere zweischichtigen Kupplungsbelag nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kupplungsbelags.

[0003] Derartige Kupplungsbeläge werden insbesondere für Reibungskupplungen in

Kraftfahrzeugen eingesetzt, in denen sie auf einer metallischen Trägerplatte bzw. Kupplungsscheibe aufgenietet sind, um in Verbindung mit einem Gegenelement in gekuppeltem Zustand eine Kraftübertragung zwischen einem Motor und einem Getriebe zu ermöglichen bzw. bei geöffneter Kupplung abzukuppeln.

[0004] Dabei werden an die Kupplungsbeläge hohe Anforderungen gestellt, weil sie mehrere Anforderungen erfüllen sollen, die nicht ohne weiteres in gleicher Weise erreichbar sind. Insbesondere soll der Kupplungsbelag eine hohe Berstdrehzahl aufweisen, um nicht durch Fliehkräfte zerstört zu werden, einen hohen Reibwert besitzen, mit dem ein großes Drehmoment übertragen werden kann, dabei verschleißarm sein und gegen ein formänderndes Verziehen durch Wärme und/oder Kräfteeinflüsse widerstandsfähig sein. Trotzdem sollen die Kupplungsbeläge möglichst unkompliziert, und damit wirtschaftlich, herstellbar sein.

[0005] Zur Erhöhung der Berstfestigkeit, also der Festigkeit des Kupplungsbelags in Umfangsrichtung, ist es bereits bekannt, mit einem Bindemittel imprägniertes Strangmaterial in Umfangsrichtung wellenförmig in mehreren flachen Lagen abzulegen, wobei Windungen des Strangmaterials radial innere und radial äußere Umkehrbereiche aufweisen, die auf konzentrischen Kreisen liegen (DE 44 20 291 B4). Insbesondere können die Umkehrbereiche der Windungen jeweils auf mehrere konzentrische Kreise mit unterschiedlichen Durchmessern verteilt sein, wobei sich die Radien der Kreise genügend unterscheiden, um Verdickungen an den Rändern des Kupplungsbelags bzw. Belagkörpers zu vermeiden, die sonst zu Pressschäden an dem Strangmaterial führen können. Damit kann der Anteil des Strangmaterials in der Gesamtzusammensetzung des Belagkörpermaterials erhöht werden.

[0006] Zum Stand der Technik gehört es bereits, Kupplungsbeläge bzw. Reibbeläge für Kupplungen zweischichtig mit einem unteren Teil oder Verstärkungsteil sowie mit einem oberen Teil oder Reibteil auszulegen, um mit dem unteren Teil, welches vorzugsweise bewehrt ist, die Berstkräfte aufzufangen, während der obere Teil, der unbewehrt sein kann, bevorzugt die gewünschten Reibeigenschaften gewährleisten soll (DE 44 14 058 A1 , US 5 601 174). Der obere Teil des Reibbelags bildet dabei eine Verschleißschicht, während der untere Teil im Wesentlichen eine Trag- oder Haltefunktion ausübt, für die er formstabil sein soll. Jedoch ist die obere Schicht nicht verzugsoptimiert.

[0007] Bei einem anderen zweischichtigen Reibbelag, der aus einem Reibteil und einem Verstärkungsteil besteht, unterscheidet sich das Volumenverhältnis zwischen Glasfasern und Polyamidfasern in dem Reibteil von dem Volumenverhältnis solcher verschiedener Fasern in dem Verstärkungsteil (US-PS 4 244 944). Infolgedessen kann wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Glasfasern und der Polyamidfasern eine Verkrümmung bzw. ein Verziehen des Reibbelags auftreten.

[0008] Um die voranstehend genannten Probleme zu lösen, ist bereits ein zweischichtiger Kupplungsbelag aus einem Pressharz-Reibteil, welches eine Reibungsfläche bildet, und einem Verstärkungsteil bekannt, in welchem das Pressharz-Reibteil im wesentlichen aus einer Matrix, die aus Glasfasern und aromatischen Polyamidfasern zusammengesetzt ist, weiterhin aus einem anorganischen Füllstoff, einem festen Schmiermittel und einem Bindemittelharz besteht (DE 38 04 898 C2). Das Verstärkungsteil weist im wesentlichen eine Matrix auf, die aus einem Glas-Faserbündel oder -Garn und wenigstens einem Faserbündel oder Garn, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Kunstseide-Faserbündel oder -Garn und ein aromatisches Polyamid-Faserbündel oder -Garn umfasst, zusammengesetzt ist, wobei ein Bindemittel an der Matrix anhaftet und die Faserbündel oder Garne in einer spiralförmig gewickelten Gestalt geformt sind. Die voranstehend genannten Faserbündel oder Garne stellen Bündel aus so genannten Endlosfasern oder Filamenten mit entsprechender Länge dar. Die Festigkeit des zweischichtigen Kupplungsbelags soll durch das Verstärkungsteil in einer spiralförmig gewickelten Gestalt erhöht sein. Mit den Glasfasern, die in der Zusammensetzung der Matrix des Pressharz-Reibteils enthalten sind, soll eine Reibungsfläche mit einer hitzebeständigen Schutzschicht erzielt werden, wobei allerdings die Festigkeit der Glasfasern erheblich abnehmen kann, wenn die Betriebstemperatur des Kupplungsbelags eine Erweichungstemperatur erreicht, weshalb dieser keine sehr guten Verschleißschutzeigenschaften zeigt.

[0009] Um einen ähnlichen mehrschichtigen bekannten Kupplungsbelag bereitzustellen, der bei einer hohen Temperatur verbesserte Reibungseigenschaften und Verschleißschutzeigenschaften hat, soll das Pressharz-Reibteil im wesentlichen aus einer Matrix mit bestimmten Volumenanteilen Glasfasern, wenigstens einer Art von hitzebeständigen organischen Fasern aus einer Gruppe, die Polyimidfasem, Polyamidfasern, aromatischen Polyamidfasern und Polybenzimidazolfasern umfasst, weiterhin wenigstens einer Art von hitzebeständigen anorganischen Fasern aus einer Gruppe, die Kaliumtitanatfasern, Keramikfasern, Quarzfasern und glasartigen Siliciumdioxidfasern umfasst, weiterhin aus anorganischem Füllstoff, einem festen Schmiermittel und Bindemittelharz bestehen (DE 40 18 671 C2). Das zugehörige Verstärkungsteil soll im wesentlichen aus einer Matrix, die aus einem Glas-Faserbündel oder -Garn und einem hitzebeständigen organischen Faserbündel oder Garn zusammengesetzt ist, und einem Bindemittel, das aus einem Harz und einem Kautschuk zusammengesetzt ist und an der Matrix anhaftet, bestehen, wobei die Matrix in eine spiralförmig gewickelte Gestalt geformt ist.

[00010] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich der eingangs geschilderten technischen Eigenschaften, insbesondere eines geringen Verzugs bei Belastung, weiter verbesserten mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen Kupplungsbelag bereitzustellen. Gleichwohl soll der Kupplungsbelag mit diesen Eigenschaften unkompliziert und damit wirtschaftlich zu fertigen sein. [00011] Diese Aufgabe wird für einen mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen Kupplungsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[00012] Erfindungsgemäß wird ein mehrschichtiger Reibbelag, insbesondere zweischichtiger Kupplungsbelag vorgeschlagen, der ein Reibteil (4, 4a), welches eine Reibungsfläche bildet und ein Verstärkungsteil (3, 3a) aufweist. Das Verstärkungsteil (3, 3a) ist aus einem Verstärkungsgarn gewickelt und das Reibteil ist aus einem Reibgarn gewickelt. Das Reibgarn weist bessere Reib- und/oder Verschleißeigenschaften auf als das Verstärkungsgarn. Das Reibteil ist mit einem Reib-Wickelverhältnis und das Verstärkungsteil mit einem Verstärkungs- Wickelverhältnis gewickelt, wobei das Reib-Wickelverhältnis größer oder gleich dem Verstärkungs-Wickelverhältnis ist

[00013] Das Wickelverhältnis im Sinne dieser Anmeldung definiert dabei, wie oft das Garn jeweils einen gedachten Kreis mit einem nominalen Außendurchmesser des ringscheibenförmigen Reibteils bzw. des formähnlichen Verstärkungsteils tangiert oder anders formuliert, wie oft das Garn den Außendurchmesser bei einer Umdrehung eines ringförmigen Teils tangiert.

[00014] Erfindungsgemäß soll das für das Reibteil ausgewählte Garn oder zusammengesetzte Garn bessere tribologische Eigenschaften ergeben als jenes für das Verstärkungsteil ausgewählte Garn oder zusammengesetzte Garn das seinerseits berstdrehzahlfester sein soll als das Reibgarn.

[00015] Zur Optimierung der ungleichen Wickelverhältnisse für die Wicklungen des Reibteils und des Verstärkungsteils kann der ganze Bereich von Wickelverhältnissen zwischen 0,2 und 6,0 genutzt werden.

[00016] Für die Optimierung der Wicklungen hat sich herausgestellt, dass die

Wickelverhältnisse von Reib- und Verstärkungsteil in je zwei voneinander getrennten Bereichen sowie je einem umfassenderen Bereich optimiert werden können. [00017] Für das Reibteil liegen diese Bereiche für das Wickelverhältnis von 4,5 bis 5,0 mit einem bevorzugten Wert von 4,72 und der zweite Bereich von 2,2 bis 3,0 mit einem bevorzugten Wert von 2,6, sowie der dritte Bereich von 2,2 bis 6,0 mit einem bevorzugten Wert von 4,7.

[00018] Für das Verstärkungsteil umfasst der erste Bereich die Werte von 1 ,0 bis 1 ,5 mit einem bevorzugten Wert von 1,12 und der zweite Bereich die Werte von 2,2 bis 3,0 mit einem bevorzugten Wert von 2,6, sowie der dritte Bereich von 0,2 bis 5,2 mit einem bevorzugten Wert von 4,7.

[00019] Bevor die Wicklungen des Verstärkungsteils und des Reibteils in der angegebenen Weise wellenförmig gewickelt werden, sind die hierzu ausgewählten Garne mit einer in fertigungsgünstiger Weise einheitlichen Imprägnierlösung imprägniert, in der ein Bindemittelharz, ein Elastomer sowie ein Füllstoff dispergiert sind. Nach Trocknen der imprägnierten Garne vor dem Wickeln und dem anschließenden Warmpressen bilden die nicht flüchtigen Bestandteile der Imprägnierlösung jeweils einen Verbund mit den Wicklungen, wobei entlang einer Trennebene eine Durchmischung erfolgt, die eine zuverlässige Verbindung der beiden Kupplungsschichten gewährleistet.

[00020] Mit dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kupplungsbelag wird nicht nur ein ausgewogener Kompromiss aller üblicherweise geforderten technischen Eigenschaften des Kupplungsbelags erzielt, sondern es werden weitere Freiheitsgrade, die ein Kupplungsbelag aus zwei Funktionsbereichen ermöglicht, optimal genutzt. Hierbei bildet eine Unterkonstruktion (Underlayer), also ein Verstärkungsteil des Kupplungsbelags, die Basis für Formstabilität und Festigkeit und wird diesbezüglich optimiert. Die einem Reibpartner zugewandte obere Schicht (Overlayer) bzw. das Reibteil wird gezielt bezüglich Verschleiß und Reibwertverhalten tribologisch optimiert. Die Festigkeit und das Verschleißverhalten wird maßgeblich von den verwendeten Faserarten beeinflusst. Ober- und Unterkonstruktion bzw. Reibteil und Verstärkungsteil unterscheiden sich daher in der Faserstruktur, den Garnarten, während das gleiche Bindemittel mit den gleichen Füllstoffen verwendet wird. Das Durchmischen entlang einer Trennebene zwischen Verstärkungsteil und Reibteil wird gezielt genutzt, um eine optimale Verbindung sicher zu stellen. Damit können überlegene Festigkeitswerte, auch nach dauerhafter hoher thermischer Belastung, bei gleichzeitig sehr guten tribologischen Eigenschaften erreicht werden.

[00021] Infolge des Durchmischens von Teilvolumina des gleichen Bindemittels und der gleichen Füllstoffe - einerseits des Verstärkungsteils und andererseits des Reibteils - entlang einer Trennebene bildet der mehrschichtige, insbesondere zweischichtige Kupplungsbelag eine feste Einheit, einen Verbund. Davon ausgehend, dass nach dem weiter unten definierten Herstellungsverfahren auf die Wicklung des Verstärkungsteils jedenfalls die Wicklung des Reibteils gewickelt ist und dass ein Ende des Verstärkungsgarns, aus dem die Wicklung des Verstärkungsteils gewickelt ist, in der Nähe eines Anfangs des Reibgarns liegt, aus dem die Wicklung des Reibteils gewickelt ist, können das Ende des Verstärkungsgarns und der Anfang des Reibgarns sich im Wesentlichen innerhalb einer vorgegebenen Ebene, nämlich der Trennebene befinden, die genauer gesehen ein Teilvolumen des Kupplungsbelags darstellt. Damit können die beiden Wicklungen mit einer Wickelmaschine fertigungsgünstig erstellt werden.

[00022] Es ist alternativ aber auch möglich, dass sich das Ende des Verstärkungsgarns und der Anfang des Reibgarns fertigungstechnisch unkritisch außerhalb der vorgegebenen Ebene, also der Trennebene befinden.

[00023] Zu den wesentlichen Schritten des unkomplizierten Herstellungsverfahrens des mehrschichtigen Kupplungsbelags gehören insbesondere, dass auf die aus einem Verstärkungsgarn, das bevorzugt eine hohe Berstdrehzahl ergibt, mit einem Verstärkungs-Wickelverhältnis wellenförmig gewickelte Wicklung des Verstärkungsteils eine Wicklung des Reibteils aus einem ausgewählten Reibgarn, das bevorzugt tribologische Eigenschaften hat und einen Glasbestandteil hat bzw. aus Glas besteht, mit einem Reib-Wickelverhältnis wellenförmig gewickelt wird, wobei die Garne beider Wicklungen vor dem Wickeln mit der einheitlichen Imprägnierlösung imprägniert und anschließend getrocknet wurden, damit die aus den beiden Wicklungen bestehenden Wicklinge zeit- und temperaturgesteuert verpresst, dann für mehrere Stunden bei 200⁰C bis 300⁰C gehärtet und schließlich zu dem zweischichtigen Kupplungsbeschlag geschliffen und gebohrt werden können. In dem zweischichtigen Kupplungsbelag enthält also sowohl das Reibteil als auch das Verstärkungsteil eine bezüglich der genannten Teil-Aspekte individuell optimierte Wicklung.

[00024] Weitere vorteilhafte Merkmale des Verfahrens zur Herstellung des

Kupplungsbelags ergeben sich aus der Zusammensetzung des Kupplungsbelags bzw. aus den Wicklungen, aus denen der Kupplungsbelag besteht:

[00025] Für die Herstellung des Reibteils bzw. dessen Wicklung, für das ein auf Reibwert und Verschleiß optimiertes Garn eingesetzt wird, kann ein cardiertes Garn, bestehend aus Aramitfasern, Glasstapelfasern, Viskosefasern, PAN-Fasem und Messingdraht, verwendet werden.

[00026] Stattdessen kann auch ein derart optimiertes Garn des Reibteils ein

Filamentmischgarn, bestehend aus Glasfilament und Metalldrähten sein.

[00027] Die Garne können für das Reibteil auch als Kombination eingesetzt werden.

[00028] Im Unterschied dazu sind berstdrehzahloptimierte Garne für das Verstärkungsteil bevorzugt zusammengesetzte Filamentgame. Die Filamente werden zweckmäßig texturiert eingesetzt, um deren Saugfähigkeit für einen Imprägnierprozess zu erhöhen.

[00029] Als speziell bevorzugtes zusammengesetztes Filamentgarn wird für das Verstärkungsteil texturiertes Glas-/Kupfergam verwendet.

[00030] Wie erwähnt, werden sowohl die Garne für das Reibteil als auch die Garne für das Verstärkungsteil jeweils vor dem Wickeln deren Wicklungen durch eine Imprägnierlösung gezogen, wobei herstellungsgünstig die gleiche Imprägnierlösung für das Reibteil und für das Verstärkungsteil verwendet wird. Dies hat weiterhin den Vorteil, dass während des sich an das Wickeln der Wicklungen aus den getrockneten Garnen zu den Wicklingen anschließenden Pressens die einzelnen, aus je einer Wicklung bestehenden Lagen bzw. Teile nicht ineinander verschwimmen und somit eine gleich bleibende Qualität des Belages bis zu dem Lebensdauerende garantiert werden kann. [00031] Die Imprägnierlösung ist eine Dispersion, die außer dem Lösungsmittel Wasser wenigstens eine Komponente aus der Gruppe Phenolharz, Melaminharz, Polyester als Bindemittelharz bzw. duroplastische Komponente enthält, weiterhin SBR oder NBR Kautschuk als Elastomer enthält und wenigstens einen Füllstoff aus der Gruppe Bariumsulfat, Kaolin, Ruß, Metallsulfide, Graphite aufweist.

[00032] Zur Herstellung der Wicklungen des Reibteils und des Verstärkungsteils werden die zum Wickeln ausgewählten Garne durch die Imprägnierlösung gezogen und auf ein konstantes Gewichtsverhältnis Garn zur Imprägnierlösung gebracht. Anschließend werden die Garne getrocknet.

[00033] Aus dem zur Berstdrehzahloptimierung ausgewählten imprägnierten und getrockneten Garn wird zunächst die Wicklung des Verstärkungsteils gewickelt. In einem anschließenden Schritt wird das für das Reibteil ausgewählte reibwert- und verschleißoptimierte Garn auf den Verstärkungsteil gewickelt, wobei die Wickelverhältnisse der wellenförmigen Wicklungen für das Reibteil und für das Verstärkungsteil einerseits auf Verzug optimiert und andererseits berstdrehzahloptimiert eingestellt sind. Hierzu haben sich Bereiche des Wickelverhältnisses für das Reibteil von 4,5 bis 5,0 und von 2,2 bis 3,0, sowie von 2,2 bis 6,0 und Bereiche für das Wickelverhältnis für das Verstärkungsteil von 1 ,01 bis 1 ,5 und von 2,2 bis 3,0, sowie von 0,2 bis 5,2 als günstig herausgestellt. Als Wickelverhältnis für das Reibteil haben sich 4,72 und 2,6, sowie 4,7 und als Wickelverhältnis für das Verstärkungsteil haben sich 1 ,12 und 2,6, sowie 4,7 als besonders bevorzugt herausgestellt.

[00034] Die so hergestellten Wicklinge werden zeit- und temperaturgesteuert verpresst und anschließend für mehrere Stunden bei 200⁰C bis 300⁰C gehärtet. Um ein Vertauschen des Reibteils und des Verstärkungsteils während des Pressens zu verhindern, kann eines der Teile, insbesondere der Verstärkungsteil, farblich markiert sein.

[00035] Nach dem Verpressen und Härten können die Beläge gemäß den Einbauanforderungen geschliffen und gebohrt werden. [00036] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.

[00037] In der Zeichnung mit vier Figuren sind Ausführungsbeispiele dargestellt, insbesondere Beispiele von Wickelbildern der Wicklungen des Reibteils und des Verstärkungsteils, die kombiniert einen Wickling des erfindungsgemäßen zweischichtigen Kupplungsbelags bilden, sowie eine Kupplungsscheibe mit zwei solchen Kupplungsbelägen. In der Zeichnung zeigt

[00038] Figur 1 ein Wickelbild einer wellenförmigen Wicklung des Verstärkungsteils,

[00039] Figur 2 ein Wickelbild einer wellenförmigen Wicklung des Reibteils, welches in der Zeichnung zur besseren Veranschaulichung von dem Verstärkungsteil getrennt dargestellt ist,

[00040] Figur 3 in einer schaubildlichen Darstellung einen Segmentausschnitt aus einem erfindungsgemäßen zweischichtigen Kupplungsbelag, der ein Verstärkungsteil und ein Reibteil umfasst, und

[00041] Figur 4 einen Längsschnitt durch eine Kupplungsscheibe, die aus zwei im wesentlichen gleichen zweischichtigen Kupplungsbelägen zusammengesetzt ist.

[00042] Die Darstellungen in den Figuren 1 , 2 einerseits und Figur 4 andererseits sind im unterschiedlichen Maß verkleinert.

[00043] Im Einzelnen besteht die Wicklung 1 des Verstärkungsteils aus einem imprägnierten Garn oder einer Garnkombination, das bzw. die berstdrehzahloptimiert ist und weist ein Wickelverhältnis von 1 ,12 auf. Die in Realität auf die Wicklung 1 des Verstärkungsteils gewickelte Wicklung 2 des Reibteils besteht hingegen aus tribologisch, das heißt reib- und verschleißfest optimierten, imprägnierten Garnen mit einem verzugsoptimierten Wickelverhältnis von 4,72.

[00044] Das Verstärkungsgarn der Wicklung 1 des Verstärkungsteils hat ein mit 1 a bezeichnetes Ende, das sich, nachdem auf die Wicklung 1 die Wicklung 2 des Reibteils aufgewickelt ist, in der Nähe eines Anfangs 2a des Reibgarns befindet, aus dem die Wicklung 2 des Reibteils gewickelt ist.

[00045] In Figur 3 ist ein Segmentausschnitt aus einem fertig gestellten zweischichtigen Kupplungsbelag schematisch mit einem Schnittbereich gezeigt, aus dessen Schnittflächen Garne eines Verstärkungsteils 3 und eines Reibteils 4 hervorstehen, die in dem Kupplungsbelag integriert sind. Das Verstärkungsteil 3 enthält die berstdrehzahloptimierten Wicklung 1 mit Garn 5 aus Glasgarn. Das verzugsoptimierte Reibteil 4 enthält die Wicklung 2 abwechselnd mit dünnem Garn 5a aus Glasgarn sowie dickerem Garn 6 aus Aramidfasern, die tribologisch optimiert sind. Die aus mit einer einheitlichen Imprägnierlösung imprägnierten Garne übereinander gewickelten Wicklungen 1 , 2 sind in Figur 3 zusammen zu einem Verbund verpresst und gehärtet und, wie dargestellt, zu dem Kupplungsbelag mit einer vorderen, nicht bezeichneten Reibfläche geschliffen und gebohrt.

[00046] Der in Figur 3 nicht bezeichnete Verbund besteht - abgesehen von den Wicklungen - aus getrockneter Imprägnierlösung, die ein duroplastisches Harz wie Phenolharz, Melaminharz, Polyester, eine elastomere Komponente wie SBR- oder NBR- Kautschuk, einen Füllstoff wie Bariumsulfat, Kaolin, Ruß, Metallsulfid, Graphit und - vor dem Trocknen der imprägnierten Garne - ein Lösungsmittel, insbesondere Wasser, enthält.

[00047] Die in Figur 4 dargestellte Kupplungsscheibe umfasst zwei im wesentlichen gleiche zweischichtige Kupplungsbeläge 7, 8, an denen jeweils eine Trennebene 9 bzw. 10 der beiden Schichten - nämlich des Verstärkungsteils 3, 3a und des Reibteils 4, 4a - mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. In den Trennebenen, genauer Teilvolumina, geht jeweils eines der Verstärkungsteile 3, 3a in eines der Reibteile 4, 4a über, und zwar im wesentlichen mit dem Bindemittel mit Füllstoffen, welche einen Polymerverbund bilden, und zum Teil auch mit dem Garn, wie in Figur 4 dargestellt. Die beiden Kupplungsbeläge 7, 8 sind beidseitig zweier Belagfedersegmente 11 , 12 - wobei Kupplungsbeläge und Belagfedersegmente mit einer Niete 13 in geeigneter, vorbekannter Weise miteinander verbunden werden - angeordnet, und zwar mit nach außen gewandten Reibteilen 4, 4a, die mit zwei nicht dargestellten äußeren Metallscheiben als Gegenelemente in Reibschluss gelangen können.

[00048] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 besteht jeweils die Wicklung des

Verstärkungsteils 4, 4a bzw. der Unterkonstruktion aus 100% Glasfasern für hohe Festigkeit, die im Querschnitt rund dargestellt sind, und die Wicklung des Reibteils 3, 3a aus 50% Glasfasergarn und 50% gecardetes Garn mit Aramid, wobei letztere sternförmig dargestellt sind. Die Wicklungen sind eingebettet in einen Polymerverbund mit Füllstoffen aus jeweils gleichem Material, der auch die Außenform der Kupplungsbeläge bestimmt.

[00049] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für das Verstärkungsteil ein berstdrehzahloptimiertes Garn ausgewählt und die Berstdrehzahloptimierung wird durch das Wickelverhältnis gefördert, mit dem die Wicklung des Verstärkungsteils nach Imprägnierung des Garns mit einer zum späteren temperaturgesteuerten Verpressen geeigneten Imprägnierlösung und Trocknung wellenförmig gewickelt wird, um das Reibteil aufzunehmen. Für das Reibteil wird ein auf Reibwert und Verschleiß, das heißt ein tribologisch optimiertes Garn ausgewählt, welches nach Imprägnierung mit der gleichen Imprägnierlösung und Trocknung auf der Wicklung des Verstärkungsteils zu einer Wicklung des Reibteils wellenförmig gewickelt wird, und zwar mit einem Wickelverhältnis, welches die genannten Eigenschaften des Reibteils unterstützt. Demgemäß ist das Wickelverhältnis, mit dem die Wicklung des Reibteils wellenförmig gewickelt ist, größer oder gleich dem Wickelverhältnis, mit dem die Wicklung des Verstärkungsteils wellenförmig gewickelt ist.

[00050] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt sich die Erfindung wie folgt beschreiben: In einem mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen Kupplungsbelag, der durch Warmpressen aus einem Reibteil, welches eine Reibungsfläche bildet, und einem Verstärkungsteil hergestellt ist, weist das Reibteil unter anderem einen Glasbestandteil, einen Füllstoff und ein Bindemittelharz auf und das Verstärkungsteil weist eine Wicklung aus einem Verstärkungsgarn auf, das ein Glasgarn umfasst und an dem ein Bindemittel aus einem Bindemittelharz und einem Elastomer, insbesondere Kautschuk, anhaftet. Um einen hinsichtlich der technischen Eigenschaften, insbesondere eines geringen Verzugs bei Belastung verbesserten mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen Kupplungsbelag bereitzustellen, enthält das Reibteil eine Wicklung, die aus einem imprägnierten Reibgam bzw. einer Reibgarnkombination, welches bzw. welche den Glasbestandteil umfasst und bessere Reib- und/oder Verschleißeigenschaften aufweist als das Verstärkungsgarn, wellenförmig gewickelt ist. Das Verstärkungsgarn, aus dem eine Wicklung des Verstärkungsteils wellenförmig gewickelt ist, ergibt eine höhere Berstdrehzahl als das Reibgarn bzw. die Reibgarnkombination, aus dem bzw. der die Wicklung des Reibteils gewickelt ist. Das Verstärkungsgarn der Wicklung des Verstärkungsteils und das Reibgarn der Wicklung des Reibteils sind mit einer einheitlichen Imprägnierlösung imprägniert, welche das Bindemittelharz, das Elastomer sowie den Füllstoff enthält und nach Trocknen vor dem Wickeln und anschließendem Warmpressen jeweils einen Verbund mit den Wicklungen bildet. In einer Trennebene bzw. einem -volumen geht der Verbund mit der Wicklung des Verstärkungsteils in den Verbund mit der Wicklung des Reibteils über. Ein Wickelverhältnis, in dem die Wicklung des Reibteils wellenförmig gewickelt ist, ist größer oder gleich groß einem Wickelverhältnis, in dem die Wicklung des Verstärkungsteils gewickelt ist.

Bezuqszeichenliste

Wicklung Verstärkungsteil a Ende des Verstärkungsgarns

Wicklung Reibteil a Anfang des Reibgarns , 3a Verstärkungsteil , 4a Reibteil , 5a Garn

Garn erster Kupplungsbelag zweiter Kupplungsbelag

Trennebene 0 Trennebene 1 Belagfedersegment 2 Belagfedersegment 3 Niete

Claims

Patentansprüche

1. Mehrschichtiger Reibbelag, insbesondere zweischichtiger Kupplungsbelag, der ein Reibteil (4, 4a), welches eine Reibungsfläche bildet und ein Verstärkungsteil (3, 3a) aufweist, wobei das Verstärkungsteil (3, 3a) aus einem Verstärkungsgam gewickelt ist und das Reibteil (4, 4a) aus einem Reibgarn gewickelt ist und das Reibgarn bessere Reib- und/oder Verschleißeigenschaften aufweist als das Verstärkungsgarn, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (4, 4a) mit einem Reib-Wickelverhältnis und das Verstärkungsteil (3, 3a) mit einem Verstärkungs-Wickelverhältnis gewickelt ist, wobei das Reib-Wickelverhältnis größer oder gleich dem Verstärkungs-Wickelverhältnis ist.

2. Reibbelag nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (3, 3a) eine höhere Berstdrehzahl aufweist als das Reibteil (4, 4a).

3. Reibbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib- Wickelverhältnis und das Verstärkungs-Wickelverhältnis jeweils in einem Bereich zwischen 0,2 und 6,0 liegen.

4. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib-Wickelverhältnis zwischen 4,5 und 5,0 liegt und bevorzugt 4,72 beträgt.

5. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib-Wickelverhältnis zwischen 2,2 und 3,0 liegt und bevorzugt 2,6 beträgt.

6. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reib-Wickelverhältnis zwischen 2,2 und 6,0 liegt und bevorzugt 4,7 beträgt.

7. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungs-Wickelverhältnis zwischen 1 ,0 und 1,5 liegt und bevorzugt 1 ,12 beträgt.

8. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungs-Wickelverhältnis zwischen 2,2 und 3,0 liegt und bevorzugt 2,6 beträgt.

9. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungs-Wickelverhältnis zwischen 0,2 und 5,2 liegt und bevorzugt 4,7 beträgt.

10. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (4, 4a) und das Verstärkungsteil (3, 3a) im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind und unmittelbar unter Ausbildung einer Trennebene übereinander angeordnet sind und so einen Verbund bilden, wobei das Reibteil (4, 4a) und das Verstärkungsteil (3, 3a) im Bereich der Trennebene durchmischt sind.

11. Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Wicklung (1) des Verstärkungsteils (3, 3a) die Wicklung (2) des Reibteils (4, 4a) gewickelt ist, und dass ein Ende (1a) des Verstärkungsgams, aus dem die Wicklung (1) des Verstärkungsteils (3, 3a) gewickelt ist und ein Anfang (2a) des Reibgarns, aus dem die Wicklung (2) des Reibteils (4, 4a) gewickelt ist, sich im Wesentlichen innerhalb der Trennebene befinden.

12. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Reibbelags, insbesondere zweischichtigen Kupplungsbelags, der ein Reibteil (4, 4a), welches eine Reibungsfläche bildet und ein Verstärkungsteil (3, 3a) aufweist, wobei das Verstärkungsteil (3, 3a) aus einem Verstärkungsgam gewickelt wird und das Reibteil (4, 4a) aus einem Reibgarn gewickelt wird und das Reibgarn bessere Reib- und/oder Verschleißeigenschaften aufweist als das Verstärkungsgarn, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (4, 4a) mit einem Reib-Wickelverhältnis und das Verstärkungsteil (3, 3a) mit einem Verstärkungs-Wickelverhältnis gewickelt wird, wobei das Reib- Wickelverhältnis größer oder gleich dem Verstärkungs-Wickelverhältnis ist.