DE102009013406A1

DE102009013406A1 - Reibbelag

Info

Publication number: DE102009013406A1
Application number: DE102009013406A
Authority: DE
Inventors: Oliver Runge; Thorsten Weyel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2009-10-01
Also published as: CN101549566B; CN101549566A

Abstract

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

Description

Die Erfindung betrifft 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 Gegenlaufpartner 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 Herstellungsprozess 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 Abstandshaltevorrichtung 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 3 gelöst.
Die erfinderische Lösung der Aufgabe wird wie folgt beschrieben:
Die aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren des Reibbelags können grundsätzlich beibehalten werden. Davon abweichend werden die Reibbeläge erfindungsgemäß jedoch nach der Entnahme aus der Heißpresse, im noch heißen Zustand, in eine Kühlpresse eingelegt und verspannt abgekühlt.
Die Presswerkzeuge der Kühlpresse sind konisch geformt. Dadurch wird nach dem Kühlpressen ein Reibbelag erhalten, der eine vorgegebene, definierte Konizität aufweist, die einem Verzug durch unterschiedlichen Schrumpf der mindestens zwei Schichten – Reibschicht und Belagträger – während der später erfolgenden Härtung entgegenwirkt.
Nach der Entnahme aus der Heißpresse und beim Einlegen ins Presswerkzeug ist die Temperatur des Reibbelages oberhalb der Glasübergangstemperatur. So ist es möglich, den Reibbelag in eine konische Form zu bringen, ohne zusätzliche Spannungen aufzubauen.
Auf diese Weise ist es möglich dem Verzug beim späteren Härten entgegen zu wirken.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages enthält die Schritte:

– Entnehmen des Reibbelags aus einer Heisspresse im noch heissen Zustand und
– Einführen des noch heissen Reibbelags in eine Kühlpresse.

Die Kühlpresse weist dabei ein konisch geformtes Presswerkzeug auf, welches derart ausgeführt ist, dass der Reibbelag nach dem Kühlpressen eine vorgebbare Konizität aufweist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der heisse Reibbelag, der bevorzugt einen Belagträger und eine Reibschicht umfasst, beim Einführen in die Kühlpresse eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht auf.
Erfindungsgemäß wird eine Kühlpresse, zur Pressung eines ringförmigen Reibbelags, welcher einen Belagträger und eine Reibschicht umfasst, vorgeschlagen. Das Presswerkzeug der Kühlpresse ist dabei derart konisch ausgeführt, dass der Reibbelag nach dem Kühlpressen eine vorgebbare Konizität aufweist, die einem Verzug von Belagträger gegenüber Reibschicht während des Härtens entgegenwirkt.
Besonders bevorzugt ist, dass der Reibbelag beim Einführen in die Kühlpresse eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht aufweist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
1 zeigt einen heißen Reibbelag (20, 22) mit Blechrücken (22) als Belagträger im Presswerkzeug (10) einer Kühlpresse noch vor dem Kühlpressen. Blechrücken (22) und Reibschicht (20) haben dabei im Wesentlichen die gleiche Temperatur. Die Presswerkzeuge (10) der Kühlpresse sind konisch ausgeführt.
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 einer Reibschicht (20) kann auch ein Reibbelag mit einer Reibschicht (20) sowie einer weiteren Schicht einem entsprechend angepassten, konisch ausgeführten Presswerkzeug zugeführt werden.
2 zeigt ein verspanntes Abkühlen des Reibbelags mit Blechrücken im Presswerkzeug einer Kühlpresse. Am Ende dieses Schrittes sind Blechrücken und Reibschicht kalt.
3 zeigt den abgekühlten, kalten Reibbelag nach dem Kühlpressen, der eine vorgegebene definierte Konizität aufweist, die einem Verzug durch unterschiedlichen Schrumpf von Reibschicht und Blechrücken während der später erfolgenden Härtung entgegenwirkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4431642 B4 [0003, 0012]
- DE 19712203 A1 [0005, 0010]
- DE 10031635 A1 [0014]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Reibbelages enthaltend die Schritte: – Entnehmen des Reibbelags aus einer Heisspresse im noch heissen Zustand, – Einführen des noch heissen Reibbelags in eine Kühlpresse, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlpresse ein konisch geformtes Presswerkzeug aufweist, welches derart ausgeführt ist, dass der Reibbelag nach dem Kühlpressen eine vorgebbare Konizität aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag einen Belagträger und eine Reibschicht umfasst, und wobei der heisse Reibbelag beim Einführen in die Kühlpresse eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht aufweist.
Kühlpresse, zur Pressung eines ringförmigen Reibbelags, welcher einen Belagträger und eine Reibschicht umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug derart konisch ausgeführt ist, dass der Reibbelag nach dem Kühlpressen eine vorgebbare Konizität aufweist, die einem Verzug von Belagträger gegenüber Reibschicht während des Härtens entgegenwirkt.
Kühlpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag beim Einführen in die Kühlpresse eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Reibschicht aufweist.