WO2017101928A1 - Verfahren zum herstellen eines reibbelags - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelags, from a blank which is acted upon in a hot press under the action of heat with pressure.
  • the object of the invention is to improve the Reibwert a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelags, which is made from a blank which is acted upon in a hot press under heat pressure.
  • the object is achieved in a method for producing a friction lining, in particular a dry Kupplungsreibbelags, from a blank which is subjected to heat in a hot press with pressure, achieved in that the blank in the hot press in a multi-stage hot pressing under heat pressure applied becomes.
  • a method for producing a friction lining in particular a dry Kupplungsreibbelags
  • a blank in the hot press in a multi-stage hot pressing under heat pressure applied becomes.
  • the method according to the invention is preferably not only a blank in the multi-stage hot pressing process under heat pressure applied.
  • several blanks are pressurized at once in a suitable hot press or in several hot presses in the multi-stage hot pressing process under the action of heat.
  • the blank is preferably produced by winding.
  • the blank preferably produced by winding, is formed from a resin into which fiber and / or filler components are embedded.
  • the resin is, for example, a phenol resin / melamine resin.
  • the blank preferably contains at least one, several or each of the following components: rubber, glass fibers, organic fibers, copper. If necessary, brass can also be used instead of copper.
  • the friction lining is preferably a dry clutch friction lining.
  • a dry clutch friction lining can be produced, which is in its coefficient of friction at a higher level than a conventional dry-running Kupplungsreibbelag.
  • a minimum coefficient of friction of the dry clutch friction lining can be increased by the multi-stage hot pressing process.
  • an undesirable friction coefficient scattering can be significantly reduced.
  • future performance requirements for dry-running clutch friction linings can be better covered with increased contact forces.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is pressed in the multi-stage hot pressing process in the hot press with different process parameters. Due to the multi-stage hot pressing with different process parameters is advantageously a
  • Friction pad material structure produced, which has a positive effect on the friction coefficient of the friction lining.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is exposed to different temperatures in the multi-stage hot pressing process in the hot press.
  • Surveys carried out in the context of the present invention have surprisingly found that the friction coefficient behavior can be positively influenced by different temperatures in the multi-stage hot pressing process.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to different high pressures in the multi-stage hot pressing process in the hot press. At the different levels of These are optional process parameters.
  • the multi-stage hot pressing process can also be carried out with the same pressures.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that individual stages of the hot pressing process take different lengths.
  • the different duration has proved to be advantageous, in particular with regard to multi-stage hot pressing processes, which comprise more than two stages.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that a first hot press stage takes about the same length as a second hot press stage.
  • the inventive method comprises according to a further aspect of the invention, only two hot press stages. When using two hot press stages, it has surprisingly been found that it is advantageous if the two hot pressing stages take the same length of time.
  • each of the first and second hot press stages takes eighty plus / minus twenty seconds.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to a lower temperature in one or the first hot press stage than in the second hot press stage.
  • the two-stage hot pressing process has been found in the experiments and investigations carried out in the present invention that it is advantageous if the temperature is kept lower in the first hot press stage than in the second hot press stage.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to a temperature of two hundred plus / minus fifty degrees Celsius in one or the first hot press stage.
  • the blank in the first hot press stage is subjected to a temperature of about two hundred and ten plus / minus ten degrees Celsius.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the blank is subjected to a temperature of two hundred and fifty plus / minus fifty degrees Celsius or of two hundred and eighty plus / minus fifty degrees Celsius in one or the second hot press stage.
  • the experiments and studies carried out in the present invention have found that it is particularly advantageous when the blank in the second hot press stage is exposed to a temperature of about two hundred and eighty plus or minus twenty degrees Celsius.
  • the invention also relates to a friction lining, in particular a dry-running Kupplungsreibbelag, which is prepared according to a method described above from a blank preferably produced by winding.
  • the dry clutch friction lining is preferably used in friction clutches.
  • the friction clutches are preferably manually or automatically operated friction clutches in motor vehicles.
  • the dry friction clutch friction lining according to the invention is used in double clutches of motor vehicles.
  • Dry running clutch linings consist for example of resin, rubber, fiber and filler components.
  • the dry-running clutch lining comprises, for example, eighteen percent resin, ten percent rubber, thirty percent glass fibers, thirteen percent organic fibers, seven percent copper, four percent crosslinkers, three percent process aids, and fifteen percent fillers. The percentages represent percentages by weight.
  • Such Kupplungsreibbeläge are used in particular in friction clutches of motor vehicles.
  • the Kupplungsreibbeläge with a metal carrier plate firmly connected as a pad carrier or riveted to a clutch disc to allow in conjunction with a mating partner in a coupled state torque transmission between an engine and a transmission, or disengage with the clutch open.
  • a blank or preform is made by winding.
  • the blank is received in a hot press mold and pressed in a hot pressing process to a desired shape, wherein a compression of the blank, which is also referred to as a compact takes place.
  • the preform or compact which can already be referred to as a friction lining, is still hardened.
  • the pressed or friction lining is exposed to a high temperature in an oven for many hours.
  • the hardening temperature is, for example, between two hundred and three hundred degrees Celsius.
  • the hardening lasts for twenty hours, for example.
  • crosslinking of the resin is completed.
  • volatile components are expelled during curing.
  • the invention relates to the operation hot pressing.
  • By adjusting in the hot pressing operation an increase in the coefficient of friction and at the same time a narrowing of the coefficient of friction are achieved.
  • the adaptation consists in that a multi-stage hot pressing with different process parameters
  • Reibbelagsmaterial Weg is generated, which has a positive effect on the Reibwerty .
  • the hot pressing process is divided into two hot pressing stages.
  • a first hot pressing step a blank in a hot press mold of a hot press is subjected to about eighty seconds at a temperature of about two hundred and ten degrees centigrade.
  • a second hot press step is performed immediately after the first hot press step.
  • the blank in the hot press mold of Hot press exposed for about eighty seconds to a temperature of two hundred eighty degrees Celsius.
  • the blank which can also be referred to as a molded article or already as a friction lining after hot pressing, is hardened. Hardening then takes place, for example under hot air, in an oven at two hundred to three hundred degrees Celsius.

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rohling in der Heißpresse in einem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 013 406 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags bekannt, enthaltend die Schritte: Entnehmen des Reibbelags aus einer Heißpresse im noch heißen Zustand, Einführen des noch heißen Reibbelags in eine Kühlpresse.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Reibwertverhalten eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, der aus einem Rohling hergestellt wird, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird, zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen eines Reibbelag, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird, dadurch gelöst, dass der Rohling in der Heißpresse in einem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise nicht nur ein Rohling in dem mehrstufigen Heißpress- Vorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise mehrere Rohlinge auf einmal in einer geeigneten Heißpresse oder in mehreren Heißpressen in dem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt. Durch den mehrstufigen Heißpressvorgang kann auf einfache Art und Weise eine Erhöhung eines mi- nimalen Reibwerts und gleichzeitig eine Einengung eines Reibwertverlaufs erreicht werden. Der Rohling wird vorzugsweise durch Wickeln hergestellt. Der vorzugsweise durch Wickeln hergestellte Rohling ist aus einem Harz gebildet, in das Faser- und/oder Füllstoffkomponenten eingebettet werden. Bei dem Harz handelt es sich zum Beispiel um ein Phenolharz/Melaminharz. Der Rohling enthält vorzugsweise mindestens eine, mehrere oder jede der folgenden Komponenten: Kautschuk, Glasfasern, organische Fasern, Kupfer. Anstelle von Kupfer kann gegebenenfalls auch Messing verwendet werden. Nach dem mehrstufigen Heißpressvorgang wird der Rohling beziehungsweise das Halbzeug oder der Reibbelag noch gehärtet. Das Härten erfolgt vorzugsweise in einem Ofen. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen trocken laufenden Kupplungsreibbelag. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein trocken laufender Kupplungsreibbelag hergestellt werden, der sich in seinem Reibwert auf einem höheren Niveau befindet als ein herkömmlicher trocken laufender Kupplungsreibbelag. Durch den mehrstufigen Heißpressvorgang kann insbesondere ein minimaler Reibwert des trocken laufenden Kupplungsreibbelags erhöht werden. Dadurch kann eine unerwünschte Reibwertstreuung deutlich verringert werden. Dadurch können vorteilhaft zukünftige Leistungsanforderungen an trocken laufende Kupplungsreibbeläge bei erhöhten Anpresskräften besser abgedeckt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse mit unterschiedlichen Prozessparametern gepresst wird. Durch das mehrstufige Heißpressen mit unterschiedlichen Prozessparametern wird vorteilhaft eine
Reibbelagsmaterialstruktur erzeugt, die sich positiv auf das Reibwertverhalten des Reibbelags auswirkt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass durch unterschiedliche Temperaturen in dem mehrstufigen Heißpressvorgang das Reibwertverhalten positiv beeinflusst werden kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse unterschiedlich hohen Drücken ausgesetzt wird. Bei den unterschiedlich hohen Drü- cken handelt es sich um optionale Prozessparameter. Der mehrstufige Heißpressvorgang kann auch mit den gleichen Drücken ausgeführt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Stufen des Heißpressvorgangs unterschiedlich lange dauern. Die unterschiedliche Dauer hat sich insbesondere im Hinblick auf mehrstufige Heißpressvorgänge als vorteilhaft erwiesen, die mehr als zwei Stufen umfassen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Heißpressstufe etwa genauso lange dauert wie eine zweite Heißpressstufe. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung nur zwei Heißpressstufen. Bei der Anwendung von zwei Heißpressstufen hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die beiden Heißpressstufen gleich lange dauern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Heißpressstufe jeweils achtzig plus/minus zwanzig Sekunden dauern. Mit diesen Werten wurden bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen die besten Ergebnisse erzielt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der ersten Heißpressstufe einer niedrigeren Temperatur als in der zweiten Heißpressstufe ausgesetzt wird. Bei dem zweistufigen Heißpressvorgang hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Temperatur in der ersten Heißpressstufe niedriger gehalten wird als in der zweiten Heißpressstufe.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der ersten Heißpressstufe einer Temperatur von zweihundert plus/minus fünfzig Grad Celsius ausgesetzt wird. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der Rohling in der ersten Heißpressstufe einer Temperatur von etwa zweihundertzehn plus/minus zehn Grad Celsius ausgesetzt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der zweiten Heißpressstufe einer Temperatur von zweihundertfünfzig plus/minus fünfzig Grad Celsius oder von zweihundertachtzig plus/minus fünfzig Grad Celsius ausgesetzt wird. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der Rohling in der zweiten Heißpressstufe einer Temperatur von etwa zweihundertachtzig plus/minus zwanzig Grad Celsius ausgesetzt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Reibbelag, insbesondere einen trocken laufenden Kupplungsreibbelag, der gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren aus einem vorzugsweise durch Wickeln erzeugten Rohling hergestellt ist. Der trocken laufende Kupplungsreibbelag wird vorzugsweise in Reibungskupplungen verwendet. Bei den Reibungskupplungen handelt es sich vorzugsweise um manuell oder automatisiert betätigte Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der erfindungsgemäße trocken laufende Kupplungsreibbelag in Dop- pelkupplungen von Kraftfahrzeugen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Trocken laufende Kupplungsbeläge bestehen zum Beispiel aus Harz-, Kautschuk-, Faser- und Füllstoffkomponenten. Der trocken laufende Kupplungsbelag umfasst zum Beispiel achtzehn Prozent Harz, zehn Prozent Kautschuk, dreißig Prozent Glasfasern, dreizehn Prozent organische Fasern, sieben Prozent Kupfer, vier Prozent Vernetzer, drei Prozent Prozesshilfsstoffe und fünfzehn Prozent Füllstoffe. Dabei stellen die Prozentangaben Gewichtsprozentangaben dar.
Derartige Kupplungsreibbeläge werden insbesondere in Reibungskupplungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Zu diesem Zweck werden die Kupplungsreibbeläge mit einer metallischen Trägerplatte als Belagträger fest verbunden beziehungsweise auf eine Kupplungsscheibe aufgenietet, um in Verbindung mit einem Gegenlaufpartner in einem eingekuppelten Zustand eine Drehmomentübertragung zwischen einem Motor und einem Getriebe zu ermöglichen, beziehungsweise bei geöffneter Kupplung aus- zukuppeln.
Ein Rohling oder Vorpressling wird zum Beispiel durch Wickeln hergestellt.
Der Rohling wird in einer Heißpressform aufgenommen und in einem Heißpressvorgang auf eine Sollform gepresst, wobei eine Verdichtung des Rohlings, der auch als Pressling bezeichnet wird, stattfindet.
Nach dem Heißpressen wird der Vorformling oder Pressling, der auch schon als Reibbelag bezeichnet werden kann, noch gehärtet. Beim Härten wird der Pressling oder Reibbelag in einem Ofen für viele Stunden einer hohen Temperatur ausgesetzt.
Die Temperatur beim Härten beträgt zum Beispiel zwischen zweihundert und dreihundert Grad Celsius. Das Härten dauert zum Beispiel zwanzig Stunden lang. Beim Härten wird eine Vernetzung des Harzes vollständig abgeschlossen. Darüber hinaus werden beim Härten flüchtige Komponenten ausgetrieben.
Die Erfindung betrifft den Arbeitsgang Heißpressen. Durch eine Anpassung im Arbeitsgang Heißpressen werden eine Erhöhung des Reibwertes und gleichzeitig eine Einengung des Reibwertverlaufs erreicht. Die Anpassung besteht darin, dass durch ein mehrstufiges Heißpressen mit unterschiedlichen Prozessparametern eine
Reibbelagsmaterialstruktur erzeugt wird, die sich positiv auf das Reibwertverhalten auswirkt.
Der Heißpressvorgang wird in zwei Heißpressstufen unterteilt. In einer ersten Heißpressstufe wird ein Rohling in einer Heißpressform einer Heißpresse etwa achtzig Se- künden einer Temperatur von etwa zweihundertzehn Grad Celsius ausgesetzt.
Eine zweite Heißpressstufe wird direkt im Anschluss an die erste Heißpressstufe durchgeführt. In der zweiten Heißpressstufe wird der Rohling in der Heißpressform der Heißpresse etwa achtzig Sekunden einer Temperatur von zweihundertachtzig Grad Celsius ausgesetzt.
Nach der zweiten Heißpressstufe wird der Rohling, der nach dem Heißpressen auch als Formling oder schon als Reibbelag bezeichnet werden kann, noch gehärtet. Das Härten erfolgt dann, zum Beispiel unter Heißlufteinwirkung, in einem Ofen bei zweihundert bis dreihundert Grad Celsius.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere eines trocken laufenden Kupplungsreibbelags, aus einem Rohling, der in einer Heißpresse unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in der Heißpresse in einem mehrstufigen Heißpressvorgang unter Wärmeeinwirkung mit Druck beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse mit unterschiedlichen Prozessparametern gepresst wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in dem mehrstufigen Heißpressvorgang in der Heißpresse unterschiedlich hohen Drücken ausgesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Stufen des Heißpressvorgangs unterschiedlich lange dauern.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Heißpressstufe etwa genauso lange dauert wie eine zweite Heißpressstufe.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Heißpressstufe jeweils achtzig plus/minus zwanzig Sekunden dauern.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der ersten Heißpressstufe einer niedrigeren Temperatur als in der zweiten Heißpressstufe ausgesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der ersten Heißpressstufe einer Temperatur von zweihundert plus/minus fünfzig Grad Celsius ausgesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer beziehungsweise der zweiten Heißpressstufe einer Temperatur von zweihundertfünfzig plus/minus fünfzig Grad Celsius oder von zweihundertachtzig plus/minus fünfzig Grad ausgesetzt wird.
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