WO2011009428A1 - Verfahren zur herstellung eines reibbelags - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method with the features according to the preamble of
  • Such friction linings are used in particular for friction clutches in vehicles.
  • they are firmly connected to a metal carrier plate as a lining carrier or riveted to a clutch disc to allow in conjunction with a mating partner in the coupled state torque transmission between an engine and a transmission, or disengage with the clutch open.
  • a friction lining is usually produced as follows: After the friction lining constituents have been homogeneously mixed in a mixer, a predetermined amount of this mixture is filled into a preforming tool, uniformly distributed therein and then pre-compacted into a pre-compact. The preform is received in a hot press mold and pressed in a hot pressing process to the desired shape, with a further compression of the pre-compact takes place. Subsequently, the friction lining can be aftertreated, for example hardened, ground and drilled.
  • Document DE 197 12 203 A1 discloses a friction lining and the associated production process in which carrier elements are embedded as lining carriers.
  • a friction lining carrier in the friction lining. This can be realized, for example, by metering in a mixture of the friction material in a hot press, then a lining carrier in the press is placed and then further material is added before the material together with the lining carrier - for example by hot pressing - is formed in its final state.
  • the friction lining may be constructed in such a way that the friction lining layer in front of the lining carrier (front side) has a different material mixture than the friction lining layer behind the lining carrier (rear side).
  • the friction lining layer in front of the lining carrier (front side) has the actual friction surface and the friction lining layer behind the lining carrier preferably does not serve as a friction surface.
  • a material mixture which does not have to meet the high requirements with regard to the coefficient of friction can be used for the paving mixture behind the lining carrier (rear side).
  • This material may also preferably have a lower density, so that the weight and the moment of inertia of the friction lining are reduced. For special purposes, a higher density on the back may be required. Likewise, the back can also be made with a higher proportion of the cheaper components.
  • the back of the friction lining can also be thinner or thicker than the front.
  • the lining carrier may be advantageous to supply the lining carrier to a surface treatment for better adhesion of the coating material.
  • the friction lining is firmly connected to a friction lining carrier. This can already be done during the production of a pre-compact and / or during the hot pressing process.
  • the lining carrier is baked with the friction lining. It is expedient if at least the side of the lining carrier connected to the lining is pretreated, for example etched and / or sandblasted. Furthermore, it may be expedient if the friction lining carrier is coated with an adhesive. In this context, reference is made to DE 44 31 642 B4 of the Applicant.
  • a pressure plate for a friction clutch wherein the pressure plate has at least one against a friction lining arrangement of a clutch disc or the like pressable friction surface region and wherein the pressure plate is partially formed of a first material and wherein in the pressure plate at least partially provided a second material is that is in thermal contact with the first material.
  • the invention proposes that the second material has a different thermal expansion compared to the first material, in particular a larger thermal expansion.
  • the delay of the friction linings is not improved. If the lining carrier is only provided on one side with a friction layer, there may be delay if the friction layer and lining carrier do not have the same coefficients of thermal expansion, as is the case when the friction layer of friction material and the lining carrier are designed, for example, as a plate back. If the lining carrier is coated on both sides, as described above, and the friction layer and the further layer are made of different materials or if they are of different thickness, distortion may also occur.
  • Object of the present invention is to propose a method for reducing the delay in friction linings, which include a lining carrier and at least one friction layer.
  • the inventive method provides for the production of a friction lining, that at least one friction lining between two plates, which are designed as a positive mold and negative mold, is clamped.
  • the friction lining is hardened in a tensioned state, so that the friction lining is thereby brought into a desired shape.
  • the two plates are two conically shaped plates, which are designed as a positive mold and negative mold, whereby the friction lining has a desired conicity after curing.
  • the two conically shaped plates, a conical bottom plate and an inverse-conical cover plate are designed as a positive mold and negative mold
  • the two conically shaped plates are designed with a predetermined pitch with respect to their conicity.
  • the friction lining is preferably designed such that it has a lining carrier and a
  • Friction layer comprises.
  • Advantage of the method is that thereby a reduction of the delay of friction linings, which include a friction layer and a lining carrier is achieved.
  • conically designed separating plates are provided between the friction linings.
  • the friction lining during curing at least temporarily a temperature above the glass transition temperature of the friction layer.
  • an apparatus for producing a friction lining is also proposed. With this, the above-described method can be performed.
  • the device has a clamping and hardening device.
  • the clamping and hardening device has two plates (70,80), which are designed as a positive mold (80) and negative mold (70) for clamping and hardening at least one friction lining. As a result, the friction lining is brought into a desired shape.
  • Friction linings 50 undergo one or more hardenings during manufacture. Such curing can take several hours and depending on the selected friction material at temperatures ranging from 250 degrees Celsius to 300 degrees Celsius
  • the friction linings 50 braced during curing on a hardness stand 40 This can be done, for example, by means of a nut 10 which can move along the hardness stand 40 and a plate spring 30 and a cover 20. By rotating the nut 10, the plate spring 30 causes a force on the cover 20, which acts on the friction linings, which are located between the cover 20 and the foot of the hardstand 40.
  • inverse conical means a shaping which behaves like a positive shape to a negative shape. If the conical bottom plate 80 were brought into contact with the inverse-conical cover plate 70-without a friction lining 50 between the two-sides, both mutually facing sides would touch substantially over the entire surface.
  • the pot remains after curing. If the individual friction linings 50 are separated on the hardening stand 40 by, for example, also conical dividing plates 60, then so can by using such, accordingly potted dividers this effect can be supported.
  • the conical separating plates 60 thus have a conical direction pointing in the direction of the cover plate 70 and an in the direction of the bottom plate 80 facing inverse-conical side in the sense of the above conceptual formation.
  • the glass transition temperature of the friction layer is exceeded at least once during the curing.
  • Carrier layer are executed to counteract, for example, shielding.
  • the lining carrier on one side - as before - be provided with a friction layer, and on the other side also - as can be seen from the description of the prior art - another layer of cost only similar or identical material with the same or less or greater layer thickness.
  • a friction lining with a friction layer and a further layer to a correspondingly adapted, conically configured device.

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Abstract

Verfahren zur Minderung des Verzuges von Reibbelägen (50), die eine Reibschicht und einen Belagträger umfassen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Reibbelaqs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Es handelt sich also um ein Verfahren zur Verringerung des Verzuges bei Reibbelägen, insbesondere Kupplungsreibbelägen, die eine Reibschicht und einen Belagträger aufweisen.
Derartige Reibbeläge werden insbesondere für Reibungskupplungen in Fahrzeugen eingesetzt. Hierbei werden sie mit einer metallischen Trägerplatte als Belagträger fest verbunden bzw. auf eine Kupplungsscheibe aufgenietet, um in Verbindung mit einem Gegenlauf- partner in gekuppeltem Zustand eine Drehmomentübertragung zwischen einem Motor und einem Getriebe zu ermöglichen, bzw. bei geöffneter Kupplung auszukuppeln.
Durch die DE 44 31 642 B4 wird ein Reibbelag offenbart, welcher unter anderem Fasern, Binder sowie Füller als Bestandteile aufweist.
Nach dem Stand der Technik wird ein Reibbelag üblicherweise wie folgt hergestellt: Nachdem die Reibbelagbestandteile in einem Mischer homogen vermischt wurden, wird eine vorgegebene Menge dieses Gemisches in ein Vorformwerkzeug gefüllt, darin gleichmäßig verteilt und danach zu einem Vorpressling vorverdichtet. Der Vorpressling wird in einer Heißpressform aufgenommen und in einem Heißpressvorgang auf die Sollform gepresst, wobei eine weitere Verdichtung des Vorpresslings stattfindet. Anschließend kann der Reibbelag nachbehandelt, beispielsweise gehärtet, geschliffen und gebohrt werden.
In Druckschrift DE 197 12 203 A1 wird ein Reibbelag sowie der dazugehörige Herstellungs- prozess offenbart, in welchem Trägerelemente als Belagträger eingebettet sind.
Gemäß dem Stand der Technik ist es üblich, in den Reibbelag einen Reibbelagträger einzubetten. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in einer Heißpresse das Gemisch des Reibmaterials eindosiert wird, anschließend ein Belagträger in der Presse platziert wird und anschließend weiteres Material zudosiert wird, bevor das Material samt dem Belagträger - beispielsweise durch Heißpressen - in seinen Endzustand geformt wird.
Auch ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt, erst den mit einer Abstandshaltevorrich- tung versehenen Belagträger in die Form einzulegen, anschließend das Reibmaterial zuzudo- sieren und das Material beim Pressvorgang - wie beispielsweise einem Heißpressvorgang - durch Löcher im Belagträger in den Bereich unter den Belagträger fließen zu lassen.
Darüber hinaus kann der Reibbelag derart aufgebaut sein, dass die Reibbelagschicht vor dem Belagträger (Vorderseite) eine andere, unterschiedliche Materialmischung aufweist als die Reibbelagschicht hinter dem Belagträger (Rückseite). Die Reibbelagschicht vor dem Belagträger (Vorderseite) weist die eigentliche Reibfläche auf und die Reibbelagschicht hinter dem Belagträger dient vorzugsweise nicht als Reibfläche. Dadurch kann für die Belagmischung hinter dem Belagträger (Rückseite) eine Materialmischung eingesetzt werden, die nicht den hohen Anforderungen bezüglich des Reibwerts genügen muss. Dieses Material kann auch vorzugsweise eine geringere Dichte aufweisen, damit das Gewicht und das Trägheitsmoment des Reibbelags reduziert werden. Zu speziellen Zwecken kann auch eine höhere Dichte auf der Rückseite gefordert sein. Ebenso kann die Rückseite auch mit einem höheren Anteil der kostengünstigeren Bestandteile hergestellt werden.
In Abhängigkeit der Materialwahl und des Verwendungszweckes kann die Rückseite des Reibbelags auch dünner oder dicker als die Vorderseite gewählt werden.
Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, die Belagträger einer Oberflächenbehandlung zur besseren Haftung des Belagmaterials zuzuführen. In diesem Zusammenhang sei auf die DE 197 12 203 A1 der Anmelderin verwiesen.
Wie ebenfalls bereits aus dem Stand der Technik bekannt, wird der Reibbelag mit einem Reibbelagträger fest verbunden. Dies kann bereits bei der Herstellung eines Vorpresslings und/oder beim Heißpressvorgang geschehen. Beim Heißpressvorgang wird dabei der Belagträger mit dem Reibbelag verbacken. Zweckmäßig ist es, wenn zumindest die mit dem Belag verbundene Seite des Belagträgers vorbehandelt, beispielsweise geätzt und/oder sandgestrahlt ist. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der Reibbelagträger mit einem Kleber beschichtet ist. In diesem Zusammenhang sei auf die DE 44 31 642 B4 der Anmelderin verwiesen.
Die Anforderungen an die Ebenheit sind bei Reibbelägen, speziell für Anwendungen in Doppelkupplungen, sehr hoch.
In der DE 10031635 A1 wird eine Anpressplatte für eine Reibungskupplung beschrieben, wobei die Anpressplatte wenigstens einen gegen eine Reibbelaganordnung einer Kupplungsscheibe oder dergleichen pressbaren Reibflächenbereich aufweist und wobei die Anpressplatte teilweise aus einem ersten Material gebildet ist und wobei in der Anpressplatte wenigstens bereichsweise ein zweites Material vorgesehen ist, das mit dem ersten Material in thermischem Kontakt steht. Um eine aufgrund von Reibungswärme während des Betriebs der Kupplung entstehende negative Schirmung der Anpressplatte kompensieren zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das zweite Material eine im Vergleich zum ersten Material unterschiedliche thermische Ausdehnung, insbesondere eine größere thermische Ausdehnung, aufweist.
Dadurch ist jedoch der Verzug der Reibbeläge noch nicht verbessert. Ist der Belagträger nur einseitig mit einer Reibschicht versehen kann es zu Verzug kommen, wenn Reibschicht und Belagträger nicht die gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, wie dies der Fall ist, wenn die Reibschicht aus Reibmaterial und der Belagträger beispielsweise als Blechrücken ausgeführt sind. Ist der Belagträger zu beiden Seiten - wie oben beschrieben - beschichtet und bestehen Reibschicht und die weitere Schicht aus unterschiedlichem Material oder sind sie unterschiedlich dick kann ebenfalls Verzug auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verminderung des Verzuges bei Reibbelägen, die einen Belagträger und mindestens eine Reibschicht umfassen, vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst.
Die erfinderische Lösung der Aufgabe wird wie folgt beschrieben: Die aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren eines Reibbelags können grundsätzlich beibehalten werden. Davon abweichend werden die Reibbeläge erfindungsgemäß während des Härtens verspannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zur Herstellung eines Reibbelags vor, dass zumindest ein Reibbelag zwischen zwei Platten, die als Positivform und Negativform ausgeführt sind, eingespannt wird. Dabei wird der Reibbelag in verspanntem Zustand gehärtet, sodass der Reibbelag hierdurch in eine gewünschte Form gebracht wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zwei Platten zwei konisch geformte Platten sind, die als Positivform und Negativform ausgeführt sind, wodurch der Reibbelag nach der Härtung eine gewünschte Konizität aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zwei konisch geformten Platten, eine konische Bodenplatte und eine invers-konische Deckelplatte sind, die als Positivform und Negativform ausgeführt sind
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zwei konisch geformten Platten mit einer vorgegebenen Steigung bezüglich ihrer Konizität ausgeführt sind.
Der Reibbelag ist bevorzugt derart ausgeführt, dass er einen Belagträger und eine
Reibschicht umfasst.
Vorteil des Verfahrens ist es, dass dadurch eine Minderung des Verzuges von Reibbelägen, die eine Reibschicht und einen Belagträger umfassen erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Reibbeläge zwischen zwei Platten eingespannt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwischen den Reibbelägen konisch ausgeführte Trennbleche vorgesehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Reibbelag beim Härten zumindest zeitweise eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht auf. Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Reibbelags vorgeschlagen. Mit dieser kann das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden. Die Vorrichtung weist eine Einspann- und Härteeinrichtung auf. Die Einspann- und Härteeinrichtung weist zwei Platten (70,80), die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind zum Einspannen und Härten zumindest eines Reibbelags auf. Hierdurch wird der Reibbelag in eine gewünschte Form gebracht.
Weitere. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figur 1 sowie deren Beschreibung.
Verfahren zum Einstellen einer Topfung von Reibbelägen, die aus Reibschicht und Träger bestehen.
Reibbeläge 50 durchlaufen während der Herstellung eine oder mehrere Härtungen. Derartige Härtungen können mehrere Stunden dauern und je nach gewähltem Reibmaterial bei Temperaturen im Bereich von 250 Grad Celsius bis 300 Grad Celsius erfolgen
Erfindungsgemäß werden - wie in Figur 1 dargestellt - die Reibbeläge 50 während der Härtung auf einem Härteständer 40 verspannt. Dies kann beispielweise mittels einer Mutter 10 die sich entlang des Härteständers 40 bewegen kann und einer Tellerfeder 30 sowie einem Deckel 20 geschehen. Durch Drehen der Mutter 10 bewirkt die Tellerfeder 30 eine Kraft auf den Deckel 20, die auf die Reibbeläge wirkt, die sich zwischen Deckel 20 und Fuß des Härteständers 40 befinden.
Es wird erfindungsgemäß eine konische Bodenplatte 80 und eine invers-konische
Deckelplatte 70 mit einer vorgegebenen Steigung bezüglich der Konizität verwendet, sodass die Reibbeläge 50 auf gewünschte, definierte, Weise getopft werden und also eine gewünschte Konizität aufweisen. Unter invers-konisch sei im Rahmen dieses Dokuments eine Formung gemeint, die sich zu einer konischen Formung wie eine Positivform zu einer Negativform verhält. Würde die konische Bodenplatte 80 mit der invers-konischen Deckelplatte 70 - ohne einen Reibbelag 50 zwischen beiden - in Kontakt gebracht, würden sich beide zueinander weisenden Seiten im Wesentlichen auf ganzer Fläche berühren.
Die Topfung bleibt nach der Härtung erhalten. Werden die einzelnen Reibbeläge 50 auf dem Härteständer 40 durch beispielsweise ebenfalls konische Trennbleche 60 getrennt, so kann durch Verwenden derartiger, entsprechend getopfter Trennbleche dieser Effekt unterstützt werden. Die konischen Trennbleche 60 haben also im Sinne der obigen Begriffsbildung eine in Richtung der Deckelplatte 70 weisende konische und eine in Richtung der Bodenplatte 80 weisende invers-konische Seite.
Anschließend wird nach erfolgter Abkühlung die Mutter wieder gelöst und die Reibbeläge wieder entspannt.
Auf diese Weise ist es möglich dem Verzug entgegen zu wirken indem eine Vortopfung gezielt eingestellt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird während der Härtung die Glasübergangstemperatur der Reibschicht mindestens einmal überschritten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich also um ein Verfahren zur Einstellung der Vortopfung von Reibbelägen, die aus Reib- und Trägerschicht bestehen, durch definiertes, konisches Verspannen während der Härtung.
Selbstverständlich kann das beschriebene Verfahren auch bei Reibbelägen ohne
Trägerschicht ausgeführt werden um beispielsweise Schirmung entgegenzuwirken.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Belagträger auf einer Seite - wie zuvor - mit einer Reibschicht versehen sein, und auf der anderen Seite ebenfalls - wie aus der Beschreibung des Standes der Technik entnehmbar - eine weitere Schicht aus Kostengründen nur ähnlichem oder auch identischem Material mit gleicher oder geringerer oder größerer Schichtdicke umfassen. Auf analoge Weise wie der Reibbelag mit nur einer Reibschicht kann auch ein Reibbelag mit einer Reibschicht sowie einer weiteren Schicht einer entsprechend ange- passten, konisch ausgeführten Vorrichtung zugeführt werden. Bezugszeichenliste
Mutter
Deckel
Tellerfeder
Härteständer
Reibbelag
konisches Trennblech
invers-konische Platte
konische Platte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Reibbelag zwischen zwei Platten (70,80), die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind, eingespannt wird und der Reibbelag in verspanntem Zustand gehärtet wird und wobei der Reibbelag hierdurch in eine gewünschte Form gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Platten (70,80), zwei konisch geformte Platten (70,80) sind, die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind, wodurch der Reibbelag (50) nach der Härtung eine gewünschte Konizität aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei konisch geformten Platten (70,80), eine konische Bodenplatte (80) und eine invers-konische Deckelplatte (70) sind, die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei konisch geformten Platten (70, 80) mit einer vorgegebenen Steigung bezüglich ihrer Konizität ausgeführt sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag einen Belagträger und eine Reibschicht umfasst.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reibbeläge zwischen zwei Platten (70,80) eingespannt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Reibbelägen konisch ausgeführte Trennbleche vorgesehen sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag beim Härten zumindest zeitweise eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht aufweist.
9. Vorrichtung zur Herstellung eines Reibbelags zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Einspann- und Härteeinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Einspann- und Härteeinrichtung zwei Platten (70,80), die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind zum Einspannen und Härten des Reibbelags aufweist, wobei der Reibbelag hierdurch in eine gewünschte Form gebracht wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Platten (70,80), zwei konisch geformte Platten (70,80) sind, die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind, wodurch der Reibbelag (50) nach der Härtung eine gewünschte Konizität aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei konisch geformten Platten (70,80), eine konische Bodenplatte (80) und eine invers-konische Deckelplatte (70) sind, die als Positivform (80) und Negativform (70) ausgeführt sind
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei konischen geformten Platten (70, 80) mit einer vorgegebenen Steigung bezüglich ihrer Konizität ausgeführt sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag einen Belagträger und eine Reibschicht umfasst.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reibbeläge zwischen zwei Platten (70,80) eingespannt werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Reibbelägen konisch ausgeführte Trennbleche vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag beim Härten zumindest zeitweise eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht aufweist.
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