WO2008098545A1 - Verfahren zur herstellung eines reibbelages - Google Patents

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WO2008098545A1
WO2008098545A1 PCT/DE2008/000134 DE2008000134W WO2008098545A1 WO 2008098545 A1 WO2008098545 A1 WO 2008098545A1 DE 2008000134 W DE2008000134 W DE 2008000134W WO 2008098545 A1 WO2008098545 A1 WO 2008098545A1
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friction
mixture
friction lining
lining
press
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PCT/DE2008/000134
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Christian Wiaterek
Constanze Kuckuck
Original Assignee
Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Publication date
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/006—Pressing and sintering powders, granules or fibres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/025—Compositions based on an organic binder
    • F16D69/026—Compositions based on an organic binder containing fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/14—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/16—Frictional elements, e.g. brake or clutch linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0082—Production methods therefor
    • F16D2200/0086—Moulding materials together by application of heat and pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a friction lining, in particular for clutch plates, brakes or the like according to the preamble of claim 1.
  • Such friction linings are already known and are used in particular in clutch discs or brake linings.
  • a clutch disc having such a friction lining is known, for example, from US Pat. No. 2,502,653 or DE 195 14 817 A1.
  • the clutch disc has a arranged around its axis of rotation and substantially disc or ring-shaped lining carrier.
  • the front side of the lining carrier is provided on both sides with a friction lining.
  • the friction linings are fastened with suitable known means to the lining carrier, in particular connected via rivets to the lining carrier.
  • the coverings can be wound from covering materials processed into threads and then compacted by a pressing process and thereby brought into their final shape.
  • a method for producing a friction lining is also known.
  • the friction lining is thereby produced by homogeneously mixing and metering the materials required for producing the friction lining, such as the binder, the fibers and optionally the fillers.
  • a first forming step such as hot pressing or injection molding, is followed by a crosslinking step in which the friction lining is cured. This is followed by a surface treatment process, with which at least the friction surface of the friction lining is treated.
  • the invention is accordingly based on the object to propose an improved method for producing a friction lining, in particular a friction lining for use in clutches or brakes.
  • this object is achieved by a method for producing a friction material, in particular for clutches, brakes or the like with the features of claim 1.
  • the friction lining according to the invention is accordingly produced from a friction mixture of different components by pressing in a press mold.
  • at least part of the friction mixture is pelletized beforehand, the pelletized particles being introduced into the mold and subsequently pressed to the friction lining.
  • This procedure ensures that a largely dust-free processing of the friction lining mixture is possible.
  • this method makes it possible to carry out a volumetric metering of the friction mixture and to completely dispense with the addition of solvents, such as ethanol or toluene.
  • solvents such as ethanol or toluene.
  • pelleting has been found using a pellet press, in which using a press shaft, the friction material mixture is compressed on a die.
  • the pelleting process can be gentle, so that the reactivity of the binder used is not affected.
  • it can be ensured that possible polycondensation reactions which take place in the friction material mixture take place only at a fraction which is acceptably small for the overall process.
  • measures must be taken which likewise ensure that the process parameters, in particular the temperature load, do not lead to a significant impairment of the reactivity of the friction mixture.
  • the use of a pelleting press is also particularly advantageous because with the execution of the die an additional possibility is created to influence the design, that is, in particular the grain shape and size of the pellets.
  • the channels present on the matrices can be made round, square, square or oval according to the desired pellet shape and size.
  • the temperature is further controlled so that the temperature during pelleting melts a resin optionally present in the friction mixture, but the temperature is not yet high enough for the resin to chemically react.
  • These temperatures are in particular in the case of the customary resins used in the range of 55 to 100 degrees Celsius, preferably in the range of 70 to 95 degrees Celsius.
  • this temperature control can be influenced by the rotational speed of the press shaft, which is correlated directly with the temperature during pelletizing of the particles.
  • a mill can be used for this purpose. Preference is given to comminuted particles having a size of 0.125 mm to 3.15 mm, more preferably from 0.125 mm to 1.00 mm, with a fine fraction (sieve passage) ⁇ 4%.
  • the inventive method also has the advantage that the extraction losses are reduced by the use of pelletized friction mixtures. Extraction losses are caused by the fact that light ingredients such as binders, fibers and fillers are discharged from the friction mixture, whereby the actual composition of the friction mixture differs from the composition according to the recipe.
  • Figure 1 schematically shows the procedure of the method according to the invention
  • Figure 2 schematically shows a sequence of the use of the pelletized friction mixture for producing a friction lining.
  • FIG. 1 schematically shows the sequence of the method according to the invention.
  • a friction lining mixture is used which contains essentially all the components which are required for the production of the friction lining.
  • this friction mixture may contain different components in different amounts.
  • the mixture may consist essentially only of fibers and resin and thus leans against mixtures typically used in the manufacture of paper coverings.
  • Resin in a proportion of 10 - 50%, preferably 20 - 30% and
  • the fibers used are fibrillated and non-fibrillated, natural organic and synthetic components.
  • aramid, cellulose, jute, hemp, cotton, flax, viscose, kapok, polyacryl, PE can be used.
  • the fiber content is included: 5- 20% aramid 5 - 60% cellulose 5-30% hemp.
  • the coefficient of friction of this mixture can be adjusted by the use of inorganic mineral fibers with and without Shotanteil in wide ranges. Ideally 1-10% of this fiber is used.
  • binders modified and unmodified novolaks can be used.
  • An example of an unmodified novolak is the Bakelite RP227 SP01, which has a melting range of 70 - 110 degrees Celsius, making it ideal for pelleting.
  • additional fillers are contained as function carriers for optimizing the coefficient of friction, wear and / or the heat transfer.
  • Such a mixture may contain, for example, the following components. point:
  • non-ferrous metals can still be contained to influence the thermal conductivity and / or as wear additives.
  • the friction mixture is fed in the pelleting step 12 to a suitable pelletizing device.
  • the known devices for pelleting can be used for this purpose.
  • pelleting may be carried out with the aid of solvents or in extruders, for example in twin-screw extruders or planetary extruders.
  • the device for pelleting can also be designed as a pellet press, which have one or more press shafts, with the help of which the friction mixture is compressed on a die. In all of these methods, it should be noted that pelleting in the pelletizer is performed so as to sufficiently maintain the reactivity of the components contained in the friction mixture.
  • the result obtained from this process step is a pelletized friction mixture which is then available in the form of the pellets for further processing.
  • These can, in the optional post-treatment step 14, be reduced to a desired size.
  • a mill can be used with which the pelletized friction mixture is reduced to the particular desired grain size.
  • the molds are filled with the pelletized friction mixture and subjected in step 18 to the pressing process for the production of the friction lining.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the process flow for the production of a friction lining, wherein for pelletizing a pellet press 20 is used.
  • the friction mixture 22 is fed to the pellet press 20 in this case, the pellet press 20 having press shafts 24.
  • the press shafts 24 compress the supplied friction mixture 22 on a die 26.
  • the pressed friction mixture 22 can reach temperatures in the range of typically 70 to 95 degrees Celsius at which the resins present in the friction mixture melt and initiate the pelleting process. Chemically, however, the resin does not start to react.
  • the die 26 has die channels 28, in which a further compaction of the friction mixture 22 takes place. In the form of pellets 30, the pelletized friction mixture 22 drops out of the pellet press 20.
  • the size and shape of the pellets can be varied over the design of the die channels 28 in a wide range.
  • square, oval, square and particularly round Matrizen channels are. These can have cone openings up and down.
  • About the speed of the press shafts 24 can control the temperature prevailing during pelleting. This can ensure that a resin present in the friction mixture is indeed melted during pelleting, but no chemical reaction takes place.
  • the pellets 30 can now be stored for later processing. It is likewise possible to comminute the pellets 30 directly and feed them, for example, to a mill 32, in which the pellets 30 are ground to a desired particle size of reduced pellets 34. This now makes it possible to supply the reduced pellets 34 to a friction lining press 36 immediately after milling or later after storage of the ground pellets 34.
  • the friction lining press can be used to produce any geometric shapes of friction linings.
  • the shape of the friction lining is in each case predetermined by the mold.
  • the mold 38 is filled to produce the friction lining with the pellets 30 or the reduced pellets 34. For Kupplungsreibbeläge among other annular friction linings are produced.
  • the method according to the invention it is now possible to ensure an improved distribution of the friction mass in the mold 38. This is necessary because the flow properties during the pressing process within the friction matrix is adjustable only within certain limits and depends on the resin used and the use of flux in conjunction with the pressing temperature and the pressing time. With the method according to the invention can thus be achieved on the one hand, a volume minimization, at the same time the amount of accumulating filter dust can be significantly reduced.
  • the method according to the invention for producing a friction lining can be carried out without solvent, so that the protective measures that may be necessary for this purpose can be dispensed with and thus a further cost reduction is associated.
  • the pellets 30 and the milled pellets 34 may be produced in the friction lining press 36 prior to actual pressing so that there is always a sufficient amount of pelletized friction mixture available.
  • the described method can be used universally for pressed friction linings, especially in the coupling area, so that it can be used both in the production of linings for wet friction and also for dry friction.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags vorgeschlagen. Der Reibbelag wird dabei aus einer Reibmischung (22) hergestellt, die verschiedene Komponenten enthält. Die Reibmischung wird in einer Reibbeiagpresse (38) zu einem Reibbelag verpresst. Vor dem Einbringen der Reibmischung in die Reibbelagpresse wird die Reibmischung pelletiert.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages, insbesondere für Kupplungsscheiben, Bremsen oder dergleichen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Derartige Reibbeläge sind bereits bekannt und werden insbesondere bei Kupplungsscheiben oder Bremsbelägen verwendet. Eine Kupplungsscheibe, die einen solchen Reibbelag aufweist, ist beispielsweise aus der US 2,502,653 oder DE 195 14 817 A1 bekannt. Dabei weist die Kupplungsscheibe einen um ihre Drehachse angeordneten und im Wesentlichen Scheiben- oder ringförmig ausgebildeten Belagträger auf. Stirnseitig ist der Belagträger an beiden Seiten mit einem Reibbelag versehen. Dabei werden die Reibbeläge mit geeigneten bekannten Mitteln an den Belagträger befestigt, insbesondere über Nieten mit dem Belagträger verbunden.
Zur Herstellung der Reibbeläge gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können die Beläge aus zu Fäden verarbeiteten Belagmaterialien gewickelt und anschließend durch einen Pressvorgang verdichtet und dabei in ihre endgültige Form gebracht werden. Aus der DE 196 50 451 A1 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages bekannt. Der Reibbelag wird dabei dadurch hergestellt, dass die zur Herstellung des Reibbelages erforderlichen Materialien, wie das Bindemittel, die Fasern und gegebenenfalls die Füllstoffe homogen gemischt und dosiert werden. Auf einen ersten formgebenden Schritt, wie beispielsweise Heißpressen oder Spritzgießen, folgt ein Vernetzungsschritt, in dem der Reibbelag ausgehärtet wird. Daran schließt sich ein Oberflächenbehandlungsvorgang an, mit dem zumindest die Reibfläche des Reibbelages behandelt wird. Anschließend erfolgt ein endgültiger Vernetzungsschritt, in dem der Reibbelag endgültig ausgehärtet wird. Die für die Herstellung des Reibbelages erforderlichen Materialmischungen sind von ihrer Zusammensetzung her schwierig zu verarbeiten, da die Mischung sehr staubig ist. In geringem Umfang lässt sich dem durch die Zugabe von fibrillierten Fasern wie etwa Aramid, PAN, Jute oder Flachs entgegen wirken und dadurch eine Entstaubung erzielen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Reibmaterialmischung in Flüssigkeiten einzumischen, womit sich das Entstaubungsverhalten reduzieren lässt. Gleichzeitig kann darüber erreicht werden, dass die Dosierung der Reibmaterialmi- schung volumetrisch erfolgen kann. Allerdings ist es beim Einsatz dieses Verfahrens wiederum erforderlich, das zugegebene Lösungsmittel wie beispielsweise Ethanol, Toluol oder Wasser wieder zu entfernen. Dies erfordert einen zusätzlichen Arbeitsschritt, der beispielsweise unter Vakuum oder durch thermische Trocknung des Wassers unter Normaldruck aus dem Gemisch erfolgt.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages, insbesondere eines Reibbelages zur Verwendung in Kupplungen oder Bremsen, vorzuschlagen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Reibmaterials insbesondere für Kupplungen, Bremsen oder ähnliches mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Reibbelag wird demgemäß aus einer Reibmischung aus unterschiedlichen Komponenten durch Pressen in einer Pressform hergestellt. Dabei wird wenigstens ein Teil der Reibmischung zuvor pelletiert, wobei die pelletierten Partikel in die Pressform eingebracht und anschließend zum Reibbelag gepresst werden. Diese Vorgehensweise gewährleistet, dass eine weitgehend staubfreie Verarbeitung der Reibbelagmischung möglich ist. Darüber hinaus ist es mit diesem Verfahren möglich, eine volumetrische Dosierung der Reibmischung durchzuführen und dabei vollständig auf die Zugabe von Lösungsmitteln wie Ethanol oder Toluol zu verzichten. Grundsätzlich ist es möglich, jedes Pelletierverfahren wie etwa das Pelletieren mit Lösungsmitteln oder mit einem Extruder, insbesondere das Pelletieren mit einem Doppelschneckenextruder durchzuführen. Als vorteilhaft hat sich besonders das Pelletieren mit Hilfe einer Pelletpresse herausgestellt, bei der mit Hilfe einer Presswelle die Reibmaterialmischung auf einer Matrize verdichtet wird. Damit kann der Pelletierprozess schonend verlaufen, sodass die Reaktivität der eingesetzten Bindemittel nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere kann dabei gewährleistet werden, dass mögliche ablaufende Polykondensationsreak- tionen in der Reibmaterialmischung nur zu einem für den Gesamtprozess akzeptierbar geringen Teil ablaufen. Bei den übrigen genannten Pelletierprozessen müssen Maßnahmen ergriffen werden, die ebenfalls gewährleisten, dass die Prozessparameter, insbesondere die Temperaturbelastung, nicht zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der Reaktivität der Reibmischung führen. Der Einsatz einer Pelletierpresse ist auch deshalb besonders vorteilhaft, da mit der Ausführung der Matrize eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen wird, die Gestaltung, das heißt insbesondere die Kornform und Größe der Pellets zu beeinflussen. So können die auf den Matrizen vorliegenden Kanäle entsprechend der gewünschten Pelletform und -große rund, eckig, quadratisch oder oval gestaltet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird weiterhin die Temperatur so gesteuert, dass die Temperatur während des Pelletierens ein gegebenenfalls in der Reibmischung vorhandenes Harz schmilzt, wobei die Temperatur jedoch noch nicht so hoch ist, dass das Harz chemisch reagieren würde. Diese Temperaturen liegen insbesondere bei den üblichen verwendeten Harzen im Bereich von 55 bis 100 Grad Celsius, bevorzugt im Bereich von 70 bis 95 Grad Celsius.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung lässt sich diese Temperatursteuerung durch die Drehzahl der Presswelle beeinflussen, die unmittelbar mit der Temperatur bei der Pelletierung der Partikel korreliert ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, vor dem Einfüllen der pelletierten Artikel in die Pressform die pelletierten Partikel nochmals auf die gewünschte Größe zu verkleinern. Insbesondere kann hierzu eine Mühle eingesetzt werden. Bevorzugt werden dabei zerkleinerte Partikel mit einer Größe von 0,125 mm bis 3,15 mm eingesetzt, besonders bevorzugt von 0,125 mm bis 1,00 mm, mit einem Feinanteil (Siebdurchgang) < 4 %.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüber hinaus den Vorteil, dass durch den Einsatz von pelletierten Reibmischungen die Absaugverluste reduziert werden. Absaugverluste entstehen dadurch, dass leichte Inhaltsstoffe wie etwa Bindemittel, Fasern und Füllstoffe aus der Reibmischung ausgetragen werden, womit sich die tatsächliche Zusammensetzung der Reibstoffmischung von der Zusammensetzung laut Rezeptur unterscheidet.
Detaillierte Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren, sowie deren Beschreibungsteile. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : schematisch den Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens Figur 2: schematisch einen Ablauf des Einsatzes der pelletierten Reibmischung zur Herstellung eines Reibbelags.
In Figur 1 ist schematisch der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Zur Herstellung eines Reibbelages wird dabei im Startschritt 10 von einer Reibbelagmischung ausgegangen, die im Wesentlichen alle Komponenten enthält, die zur Herstellung des Reibbelages erforderlich sind. Je nach gewünschten Eigenschaften des Reibbelages kann diese Reibmischung unterschiedliche Komponenten in unterschiedlichen Mengen enthalten.
Für die Herstellung der Beläge eignet sich eine Vielzahl von Reibbelagmischungen. Beispielsweise kann die Mischung im Wesentlichen nur aus Fasern und Harz bestehen und lehnt sich damit an Mischungen an, die typischerweise bei der Herstellung von Papierbelägen eingesetzt werden.
Diese enthalten
Harz mit einem Anteil von 10 - 50 %, bevorzugt 20 - 30 % und
Fasern mit einem Anteil von 50 - 90 %, bevorzugt 70 - 80 %.
Als Fasern kommen fibrillierte und nicht fibrillierte, natürliche organische, sowie synthetische Komponenten zum Einsatz. Insbesondere kann Aramid, Cellulose, Jute, Hanf, Baumwolle, Flachs, Viskose, Kapok, Polyacryl, PE eingesetzt werden. Dabei liegen die Faseranteile bei: 5- 20 % Aramid 5 - 60 % Cellulose 5 - 30 % Hanf.
Der Reibwert dieser Mischung lässt sich durch den Einsatz von anorganischen Mineralfasern mit und ohne Shotanteil in weiten Bereichen einstellen. Idealerweise werden 1 - 10 % dieser Faser eingesetzt. Als Bindemittel können modifizierte und unmodifizierte Novolake zum Einsatz kommen. Als Beispiel eines unmodifizierten Novolaks wird das Bakelite RP227 SP01 genannt, das einen Schmelzbereich von 70 - 110 Grad Celsius aufweist und sich damit idealerweise zum Pelletieren eignet.
In einem weiteren Beispiel für eine Reibbelagmischung sind zusätzliche Füllstoffe als Funktionsträger zur Optimierung des Reibwertes, Verschleißes und/oder des Wärmedurchgangs enthalten. Eine derartige Mischung kann beispielsweise folgende Komponenten auf- weisen:
10 - 40 % Harz, bevorzugt 18 - 30 %; 25 - 60 % Fasern, bevorzugt 20 - 50 %, 30 - 75 % Funktionsfüllstoffe bevorzugt 10 - 40 % z. B. Diatomeenerde
Zusätzlich können weiterhin noch 1 - 10 % NE-Metalle zur Beeinflussung der thermischen Leitfähigkeit und/oder als Verschleißadditive enthalten sein.
Ebenso ist es möglich, zusätzlich Granulierungsstoffe mit einem Gesamtanteil von bis zu 8 % einzusetzen.
Die Reibmischung wird im Pelletierschritt 12 einer geeigneten Einrichtung zum Pelletieren zugeführt. Grundsätzlich können hierzu die bekannten Einrichtungen zum Pelletieren eingesetzt werden. Beispielswiese kann das Pelletieren mit Hilfe von Lösungsmitteln oder in Extrudern beispielsweise in Doppelschneckenextrudern oder Planetenextrudern erfolgen. Weiterhin kann die Einrichtung zum Pelletieren auch als Pelletpresse ausgeführt werden, die eine oder mehrere Presswellen aufweisen, mit deren Hilfe die Reibmischung auf einer Matrize verdichtet wird. Bei all den genannten Verfahren ist zu berücksichtigen, dass die Pelletierung in der Pelletiereinrichtung so durchgeführt wird, dass die Reaktivität der in der Reibmischung enthaltenen Komponenten in ausreichendem Maße erhalten bleibt.
Als Ergebnis erhält man aus diesem Verfahrensschritt eine pelletierte Reibmischung, die dann in Form der Pellets zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung steht. Diese können, im optionalen Nachbehandlungsschritt 14 auf eine gewünschte Größe verkleinert werden. Dabei kann insbesondere eine Mühle eingesetzt werden, mit der die pelletierte Reibmischung auf die jeweils gewünschte Korngröße verkleinert wird. Im Schritt 16 werden die Pressformen mit der pelletierten Reibmischung gefüllt und im Schritt 18 dem Pressvorgang zur Herstellung des Reibbelages unterworfen.
Bei diesem Verfahrensablauf ist zu berücksichtigen, dass die einzelnen Verfahrensschritte nicht unmittelbar aufeinander folgen müssen, sondern, dass zwischen den Verfahrensschritten Pelletieren 12 und Nachbehandeln 14, sowie zwischen Pelletieren 12 und Füllen der Pressform 16 oder Nachbehandeln 14 und Füllen der Pressform 16 geeignete zeitliche Ab- stände liegen können. In vorteilhafterweise kann dies dazu genutzt werden, dass die Reibmischung nach dem Pelletieren 12 gelagert werden kann und damit erst später zum Füllen der Pressform 16 eingesetzt wird. Gleiches gilt für die Nachbehandlung der pelletierten Reibmischung, die unmittelbar nach dem Pelletieren oder erst unmittelbar vor dem Einfüllen in die Pressform erfolgen kann.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Verfahrensablauf zur Herstellung eines Reibbelages, wobei zum Pelletieren eine Pelletpresse 20 verwendet wird. Die Reibmischung 22 wird in diesem Fall der Pelletpresse 20 zugeführt, wobei die Pelletpresse 20 Presswellen 24 aufweist. Die Presswellen 24 verdichten die zugeführte Reibmischung 22 auf einer Matrize 26. Die gepresste Reibmischung 22 kann dabei Temperaturen im Bereich von typischer Weise 70 bis 95 Grad Celsius erreichen, bei dem die in der Reibmischung vorhandenen Harze zwar anschmelzen und den Pelletierungsprozess in Gang bringen. Chemisch beginnt das Harz dabei allerdings nicht zu reagieren. Die Matrize 26 weist Matrizenkanäle 28 auf, in denen eine weitere Kompaktierung der Reibmischung 22 erfolgt. In Form von Pellets 30 fällt die pelletierte Reibmischung 22 aus der Pelletpresse 20. Die Größe und Form der Pellets kann dabei über die Gestaltung der Matrizenkanäle 28 in weiten Bereichen variiert werden. Insbesondere eignen sich quadratische, ovale, eckige und besonders runde Matrizenkanäle. Diese können Konusöffnungen nach oben und unten aufweisen. Über die Drehzahl der Presswellen 24 lässt sich die beim Pelletieren vorherrschende Temperatur steuern. Damit kann gewährleistet werden, dass ein in der Reibmischung vorhandenes Harz während des Pelletierens zwar angeschmolzen wird, jedoch keine chemische Reaktion erfolgt. Die Pellets 30 können nun für eine spätere Verarbeitung eingelagert werden. Ebenso ist es möglich, die Pellets 30 unmittelbar zu zerkleinern und diese beispielsweise einer Mühle 32 zuzuführen, in der die Pellets 30 auf eine gewünschte Korngröße verkleinerter Pellets 34 gemahlen werden. Damit besteht nun die Möglichkeit, die verkleinerten Pellets 34 einer Reibbelagpresse 36 unmittelbar nach dem Mahlen oder später nach Einlagerung der gemahlenen Pellets 34 zuzuführen. In der Reibbelagpresse können an sich beliebige geometrische Formen von Reibbelägen hergestellt werden. Die Form des Reibbelages ist dabei jeweils durch die Pressform vorgegeben. Die Pressform 38 wird zur Herstellung des Reibbelages mit den Pellets 30 oder den verkleinerten Pellets 34 aufgefüllt. Für Kupplungsreibbeläge werden unter anderem ringförmige Reibbeläge produziert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun möglich, eine verbesserte Verteilung der Reibmasse in der Pressform 38 zu gewährleisten. Dies ist erforderlich, da die Fließeigenschaften während des Pressvorganges innerhalb der Reibmatrix nur in gewissen Grenzen einstellbar ist und jeweils vom verwendeten Harz und dem Einsatz von Flussmitteln in Verbindung mit der Presstemperatur und der Presszeit abhängt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit zum einen eine Volumenminimierung erreicht werden, wobei gleichzeitig die Menge an anfallendem Filterstaub deutlich reduziert werden kann. Dies führt zu einer Kostenreduzierung des Produktionsverfahrens. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags ohne Lösungsmittel erfolgen, sodass die hierzu gegebenenfalls erforderlichen Schutzmaßnahmen entfallen können und damit eine weitere Kostenreduzierung einhergeht. Darüber hinaus können die Pellets 30 und die gemahlenen Pellets 34 vor dem eigentlichen Pressen in der Reibbelagpresse 36 produziert werden, sodass immer eine ausreichende Menge von pelletierter Reibmischung zur Verfügung steht.
Das beschriebene Verfahren ist darüber hinaus insbesondere im Kupplungsbereich universell für gepresste Reibbeläge einsetzbar, sodass es sowohl bei der Produktion von Belägen für die Nassreibung wie auch für die Trockenreibung eingesetzt werden kann.
Bezuqszeichenliste
Start Verfahren
Pelletieren
Nachbehandlung
Füllen der Pressform
Pressen
Pelletpresse
Reibmischung
Presswelle
Matrize
Matrizenkanal
Pellet
Mühle gemahlene Pellets
Reibbelagpresse
Pressform

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags, insbesondere eines Reibbelags für Kupplungen oder Bremsen, wobei der Reibbelag aus einer Reibmischung (22) aus unterschiedlichen Komponenten durch Pressen in einer Pressform (38) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Reibmischung (22) in Form von pelletierten Partikeln (30,34) in die Pressform (38) eingebracht und anschließend zum Reibbelag gepresst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die pelletierten Partikel (30, 34) mit Hilfe einer Pelletpresse (20) hergestellt werden, die Presswellen (24) und eine Matrize (26) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (26) Kanäle (28) aufweist, die insbesondere konusförmige Öffnungen oben und unten aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die pelletierten Partikel (30, 34) ein Schüttvolumen von 150 ml/100 g bis 350 ml/100 g, insbesondere von 150 ml/100 g bis 265 ml/100 g aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während des Pelletierens so eingestellt wird, dass ein in der Reibmischung (22) vorhandenes Harz schmilzt, jedoch chemisch nicht reagiert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während es Pelletierens auf einen Bereich von 55 bis 100, insbesondere von 70 bis 95 Grad Celsius Partikeltemperatur eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur über die Drehzahl der Presswelle (24) beeinflusst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die pelletierten Partikel (30, 34) vor dem Einfüllen in die Pressform (38) zerkleinert, insbesondere mit einer Mühle (32) zerkleinert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zerkleinerten Partikel (34) eine Kornverteilung von 0,125 mm bis 3,15 mm, insbesondere von 0,125 mm bis 1 ,00 mm aufweisen, wobei der Feinanteil (Siebdurchgang) < 4 ist.
PCT/DE2008/000134 2007-02-15 2008-01-24 Verfahren zur herstellung eines reibbelages WO2008098545A1 (de)

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