DE102023203439A1 - Method for producing a friction lining and clutch disc - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere für eine Kupplungsscheibe, wobei der Reibbelag eine Reibzusammensetzung und zumindest eine Verstärkungsfaserschicht aufweist, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen der Reibzusammensetzung,
- Bereitstellen der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht, und
- Herstellen des Reibbelags durch Verbinden der Reibzusammensetzung und der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht in einem Formwerkzeug mit einer vorgebbaren Form, sodass die Reibzusammensetzung zumindest auf einer Seite der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht angeordnet wird.
- Providing the friction composition,
- providing the at least one reinforcing fiber layer, and
- producing the friction lining by combining the friction composition and the at least one reinforcing fiber layer in a molding tool with a predeterminable shape, so that the friction composition is arranged on at least one side of the at least one reinforcing fiber layer.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere für eine Kupplungsscheibe, wobei der Reibbelag eine Reibzusammensetzung und zumindest eine Verstärkungsfaserschicht aufweist.The invention relates to a method for producing a friction lining, in particular for a clutch disc, wherein the friction lining comprises a friction composition and at least one reinforcing fiber layer.
Die Erfindung betrifft weiter eine Kupplungsscheibe, umfassend zumindest einen Reibbelag.The invention further relates to a clutch disc comprising at least one friction lining.
Bekannte Reibbeläge für Kupplungsscheiben weisen ein Matrixmaterial und Endlosverstärkungsfasern auf. Durch die Endlosverstärkungsfasern wird der Widerstand des Reibbelags gegenüber hohen Zentrifugalkräften, die während des Betriebs eines Fahrzeugs mit Reibkupplung auftreten können, sowie gegenüber Materialabtrag erhöht. Um möglichst hohe Drehmomente übertragen zu können, ist ein möglichst hoher Reibkoeffizient der Oberfläche des Matrixmaterials erforderlich.Known friction linings for clutch discs have a matrix material and continuous reinforcing fibers. The continuous reinforcing fibers increase the resistance of the friction lining to high centrifugal forces that can occur during operation of a vehicle with a friction clutch, as well as to material removal. In order to be able to transmit the highest possible torque, the surface of the matrix material must have the highest possible friction coefficient.
Aus der
Aus der
Bei den vorangehend beschriebenen Verfahren ist problematisch, dass die Herstellung des Reibbelags sehr zeit- und damit kostenintensiv ist. Dies lässt sich insbesondere auf die Fertigungsschritte der Extrusion und des Imprägnierens zurückführen, wobei die Verstärkungsfasern zunächst mit einem Matrixmaterial imprägniert werden und danach in einer Wicklung angeordnet werden müssen. Dabei müssen die Wicklungen anschließend über eine ausreichende Trocknungszeit hinweg gelagert werden. Zudem entsteht durch die Wicklung eine hohe Anzahl an Überschneidungen der Verstärkungsfasern miteinander in den Randbereichen des inneren und äußeren Durchmessers der ringartigen Scheibe. Nach dem Heißpressen können in diesen Bereichen, insbesondere bei Verwendung dicker Faserbündel, an der Oberfläche Schäden am Matrixmaterial, wie beispielsweise Abplatzungen, auftreten. Dies kann zu einer verringerten Lebensdauer des Reibbelags führen.The problem with the processes described above is that the production of the friction lining is very time-consuming and therefore costly. This is particularly due to the production steps of extrusion and impregnation, where the reinforcing fibers are first impregnated with a matrix material and then have to be arranged in a winding. The windings then have to be stored for a sufficient drying time. In addition, the winding results in a high number of overlaps between the reinforcing fibers in the edge areas of the inner and outer diameter of the ring-like disc. After hot pressing, damage to the surface of the matrix material, such as flaking, can occur in these areas, particularly when using thick fiber bundles. This can lead to a reduced service life of the friction lining.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere für eine Kupplungsscheibe, sowie eine Kupplungsscheibe zur Verfügung zu stellen, welche auf besonders einfache Weise einen Reibbelag mit einem ausreichenden, insbesondere erhöhten, Widerstand gegenüber Zentrifugalkräften, einer hohen, insbesondere erhöhten, Lebensdauer und einem hohen, insbesondere erhöhten, Reibkoeffizienten gewährleisten und darüber hinaus eine besonders wirtschaftliche Produktion ermöglichen.An object of the present invention is therefore to provide a method for producing a friction lining, in particular for a clutch disc, as well as a clutch disc, which ensure in a particularly simple manner a friction lining with a sufficient, in particular increased, resistance to centrifugal forces, a high, in particular increased, service life and a high, in particular increased, coefficient of friction and, moreover, enable particularly economical production.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags und eine alternative Kupplungsscheibe zur Verfügung zu stellen.Another object of the present invention is to provide an alternative method for producing a friction lining and an alternative clutch disc.
In einer Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbelags, insbesondere für eine Kupplungsscheibe, wobei der Reibbelag eine Reibzusammensetzung und zumindest eine Verstärkungsfaserschicht aufweist, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen der Reibzusammensetzung,
- - Bereitstellen der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht, und
- - Herstellen des Reibbelags durch Verbinden der Reibzusammensetzung und der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht in einem Formwerkzeug mit einer vorgebbaren Form, sodass die Reibzusammensetzung zumindest auf einer Seite der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht angeordnet wird.
- - Providing the friction composition,
- - providing the at least one reinforcing fiber layer, and
- - producing the friction lining by combining the friction composition and the at least one reinforcing fiber layer in a molding tool with a predeterminable shape, so that the friction composition is arranged on at least one side of the at least one reinforcing fiber layer.
In einer Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch eine Kupplungsscheibe, umfassend zumindest einen Reibbelag, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 17.In one embodiment, the present invention achieves the above-mentioned objects by a clutch disc comprising at least one friction lining, manufactured according to one of
Mögliche Vorteile hiervon sind, dass die Herstellungskosten erheblich gesenkt werden können und ein geringerer Einsatz von Rohmaterial erforderlich ist. Darüber hinaus wird eine ökologischere Herstellung ermöglicht, was insbesondere auf einen geringeren Energiebedarf während der Produktion zurückgeführt werden kann. Zudem wird die Produktivität erhöht. Die genannten möglichen Vorteile können sich insbesondere daraus ergeben, dass die Formgebung des Reibbelags in einem gemeinsamen Schritt mit dem Verbinden der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht mit der Reibzusammensetzung, welche eine Matrix des Reibbelags darstellt, erfolgen kann.Potential benefits of this include significantly reducing manufacturing costs and requiring less raw material. In addition, more environmentally friendly manufacturing This can be attributed in particular to lower energy requirements during production. In addition, productivity is increased. The possible advantages mentioned can result in particular from the fact that the shaping of the friction lining can take place in a joint step with the bonding of the at least one reinforcing fiber layer to the friction composition, which represents a matrix of the friction lining.
Der Begriff „einbetten“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf einen Vorgang, wobei die einzelnen Fasern der Verstärkungsfaserschicht von der Reibzusammensetzung so umschlossen werden, dass die Oberflächen der Fasern unmittelbar an die Reibzusammensetzung angrenzen. Dadurch können die Beanspruchungen besonders gut von der Reibzusammensetzung auf die Fasern der Verstärkungsfaserschicht übertragen werden und ein Lastabtrag jeder einzelnen Faser gewährleistet werden. Somit wird die Beanspruchbarkeit und die Lebensdauer des Reibbelags erhöht.The term "embedding" is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to a process whereby the individual fibers of the reinforcing fiber layer are enclosed by the friction composition in such a way that the surfaces of the fibers are directly adjacent to the friction composition. This allows the stresses to be transferred particularly well from the friction composition to the fibers of the reinforcing fiber layer and ensures that each individual fiber carries the load. This increases the resilience and service life of the friction lining.
Der Begriff „ringartig“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt mit einem beliebig geformten Loch in der Mitte.The term "ring-like" is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to a substantially circular shape with an arbitrarily shaped hole in the middle.
Der Begriff „Scheibe“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf einen flächigen Körper, wobei eine sich in eine erste Raumrichtung erstreckende Dicke der Scheibe um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 50, besonders bevorzugt um mindestens den Faktor 100, am meisten bevorzugt um mindestens den Faktor 500, kleiner ist als die Abmessungen in den übrigen Raumrichtungen.The term "disk" is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to a flat body, wherein a thickness of the disk extending in a first spatial direction is smaller by at least a factor of 10, preferably by at least a factor of 50, particularly preferably by at least a factor of 100, most preferably by at least a factor of 500, than the dimensions in the other spatial directions.
Der Begriff „Kurzfasern“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf Abschnitte von Fasern mit einer Länge von bis zu etwa 30 mm.The term “short fibres” is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to sections of fibres with a length of up to about 30 mm.
Der Begriff „Fasergewebe“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf ein flächiges Material mit mehreren unidirektionalen Fasersträngen, die mithilfe verschiedener Bindungsarten miteinander verwebt sind und in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sind.The term “fiber fabric” is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to a sheet-like material with several unidirectional fiber strands that are woven together using different types of weave and are arranged at different angles to one another.
Der Begriff „Fasergelege“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf ein flächiges Material mit mehreren Schichten unidirektionaler Fasern, die übereinander und in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sind.The term “fiber fabric” is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to a sheet-like material with several layers of unidirectional fibers arranged one above the other and at different angles to each other.
Der Begriff „Heißpressen“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf die Formgebung durch Pressen und das Erhitzen in einem gemeinsamen Arbeitsgang. Vorzugsweise ist die Temperatur dabei zumindest zeitweise größer oder gleich der Erweichungstemperatur der Reibzusammensetzung, um die Einbettung der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht in der Reibzusammensetzung zu gewährleisten. Im Anschluss an das Heißpressen kann ein Entgraten des Reibbelags erfolgen, um überschüssiges Material zu entfernen.The term "hot pressing" is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to shaping by pressing and heating in a common operation. Preferably, the temperature is at least temporarily greater than or equal to the softening temperature of the friction composition in order to ensure that the at least one reinforcing fiber layer is embedded in the friction composition. Following hot pressing, the friction lining can be deburred in order to remove excess material.
Der Begriff „Spritzgießen“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, auf ein Urformverfahren, wobei ein Werkstoff erhitzt und verflüssigt wird sowie unter Druck über Angusskanäle in eine Spritzgießform eingespritzt wird. Insbesondere wird der Werkstoff anschließend in der Spritzgießform über eine vorgebbare Zeitdauer hinweg und bei einer vorgebbaren Temperatur über Raumtemperatur vulkanisiert und anschließend wieder abgekühlt.The term "injection molding" is to be understood in the broadest sense and refers in particular in the claims, preferably in the description, to a primary molding process in which a material is heated and liquefied and injected under pressure via sprue channels into an injection mold. In particular, the material is then vulcanized in the injection mold over a predeterminable period of time and at a predeterminable temperature above room temperature and then cooled again.
Weitere Merkmale, Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.Further features, advantages and preferred embodiments of the invention are described below or will become apparent thereby.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Verstärkungsfaserschicht auf der zumindest einen Seite in die Reibzusammensetzung eingebettet. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist, dass die Kraftübertragung von der Reibzusammensetzung auf die Verstärkungsfaserschicht verbessert werden kann.According to an advantageous development, the at least one reinforcing fiber layer is embedded in the friction composition on at least one side. One of the advantages achieved thereby is that the force transmission from the friction composition to the reinforcing fiber layer can be improved.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die vorgebbare Form mittels einer ringartigen Vertiefung bereitgestellt. Eine ringartige Form stellt aufgrund der Rotationsbewegung der Kupplungsscheibe eine vorteilhafte Form des Reibbelags dar.According to an advantageous development, the predeterminable shape is provided by means of a ring-like depression. A ring-like shape represents an advantageous shape of the friction lining due to the rotational movement of the clutch disc.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die Reibzusammensetzung in Form von Granulat bereitgestellt. Dadurch wird eine einfache Handhabbarkeit und Dosierbarkeit der Reibzusammensetzung erreicht.According to a further advantageous development, the friction composition is provided in the form of granules. This makes the friction composition easy to handle and dose.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die bereitgestellte Reibzusammensetzung einen Kompositwerkstoff, insbesondere umfassend zumindest zwei Kunststoffe, und Kurzfasern, vorzugsweise wobei die Kurzfasern zumindest eine der folgenden Faserarten aufweisen: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Polyamidfasern. Dabei ist denkbar, dass die Kurzfasern zerkleinerte Endlosfasern aufweisen. Kurzfasern können die Steifigkeit, Festigkeit und die Bruchdehnung der Reibzusammensetzung erhöhen. Glasfasern zeichnen sich dabei durch eine hohe Beständigkeit gegenüber chemischen Einwirkungen aus und sind zudem vergleichsweise günstig erhältlich. Kohlenstofffasern weisen neben einem geringen spezifischen Gewicht besonders hohe Steifigkeiten und Festigkeiten auf. Der Widerstand gegenüber zyklischer Langzeitbeanspruchung ist sehr hoch, sodass der Einsatz von Kohlenstoffasern insbesondere zur Erhöhung der Lebensdauer des dynamisch hoch beanspruchten Reibbelags eingesetzt werden kann. Aramidfasern zeichnen sich durch eine hohe Schlag- und Abriebfestigkeit aus, was den Materialabtrag verringern und somit die Lebensdauer des Reibbelags erhöhen kann.According to a further advantageous development, the friction composition provided comprises a composite material, in particular comprising at least two plastics, and short , preferably where the short fibers comprise at least one of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, polyamide fibers. It is conceivable that the short fibers comprise chopped continuous fibers. Short fibers can increase the stiffness, strength and elongation at break of the friction composition. Glass fibers are characterized by high resistance to chemical influences and are also comparatively inexpensive to obtain. In addition to a low specific weight, carbon fibers have particularly high stiffness and strength. The resistance to long-term cyclic stress is very high, so that the use of carbon fibers can be used in particular to increase the service life of the friction lining which is subject to high dynamic stress. Aramid fibers are characterized by high impact and abrasion resistance, which can reduce material removal and thus increase the service life of the friction lining.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Kompositwerkstoff einen Gummi und zumindest ein Harz, vorzugsweise wobei das zumindest eine Harz zumindest eines der folgenden Harze aufweist: Phenolharz, Melaminharz, Polyesterharz, Epoxidharz, Alkylharz. Durch den Einsatz von Gummi können der Abrieb verringert und damit die Lebensdauer erhöht werden. Das Harz stellt ein Bindemittel der Reibzusammensetzung dar, in welches die Kurzfasern, der Gummi, die zumindest eine Verstärkungsfaserschicht und übrige Bestandteile eingebettet sind. Das Harz schützt die Bestandteile der Reibzusammensetzung vor mechanischer und chemischer Beanspruchung und erhöht somit die Widerstandsfähigkeit des Reibbelags gegenüber diesen Beanspruchungen.According to a further advantageous development, the composite material comprises a rubber and at least one resin, preferably wherein the at least one resin comprises at least one of the following resins: phenolic resin, melamine resin, polyester resin, epoxy resin, alkyl resin. The use of rubber can reduce abrasion and thus increase the service life. The resin represents a binding agent of the friction composition, in which the short fibers, the rubber, the at least one reinforcing fiber layer and other components are embedded. The resin protects the components of the friction composition from mechanical and chemical stress and thus increases the resistance of the friction lining to these stresses.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Kompositwerkstoff zumindest einen Füllstoff, vorzugsweise wobei der zumindest eine Füllstoff zumindest einen der folgenden Stoffe aufweist: ein Sulfid, ein Sulfat, keramisches Material, metallisches Material. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist, dass der Reibkoeffizient des Reibbelags erhöht wird. Des Weiteren ist denkbar, dass der Kompositwerkstoff zumindest ein Additiv aufweist, vorzugsweise wobei das zumindest eine Additiv einen Stabilisator und/oder einen Haftvermittler umfasst. Durch einen Stabilisator kann die Beständigkeit gegenüber Umwelteinwirkungen erhöht werden. Ein Haftvermittler kann die physikalischen und/oder chemischen Bindungskräfte in der Grenzfläche zwischen Harz und den übrigen Bestandteilen der Reibzusammensetzung erhöhen. Dadurch erzielte Vorteile sind eine erhöhte Festigkeit und Lebensdauer des Reibbelags.According to a further advantageous development, the composite material comprises at least one filler, preferably wherein the at least one filler comprises at least one of the following substances: a sulfide, a sulfate, ceramic material, metallic material. One of the advantages achieved thereby is that the friction coefficient of the friction lining is increased. Furthermore, it is conceivable that the composite material comprises at least one additive, preferably wherein the at least one additive comprises a stabilizer and/or an adhesion promoter. A stabilizer can increase the resistance to environmental influences. An adhesion promoter can increase the physical and/or chemical bonding forces in the interface between the resin and the other components of the friction composition. The advantages achieved thereby are increased strength and service life of the friction lining.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Verstärkungsfaserschicht als Fasergewebe oder als Fasergelege bereitgestellt, vorzugsweise wobei die zumindest eine Verstärkungsfaserschicht zumindest eine der folgenden Faserarten aufweist: Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Polyamidfasern. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist, dass die mechanischen Eigenschaften, wie Steifigkeit und Festigkeit, gezielt in bestimmten Beanspruchungsrichtungen verbessert werden können. Fasergelege zeichnen sich durch eine vergleichsweise geringe Dicke aus. Fasergewebe weisen eine einfache Handhabbarkeit auf, da sich die einzelnen Faserstränge gegenseitiig in ihrer Position halten. Fasergelege und -gewebe sind vorgefertigt erhältlich, sodass keine aufwändige Produktionseinrichtung für deren Herstellung erforderlich ist. Glasfasern zeichnen sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber chemischen Einwirkungen und sind zudem vergleichsweise günstig erhältlich. Kohlenstofffasern weisen neben einem geringen spezifischen Gewicht besonders hohe Steifigkeiten und Festigkeiten auf. Der Widerstand gegenüber zyklischer Langzeitbeanspruchung ist sehr hoch, sodass der Einsatz von Kohlenstoffasern insbesondere zur Erhöhung der Lebensdauer des dynamisch hoch beanspruchten Reibbelags eingesetzt werden kann. Aramidfasern zeichnen sich durch eine hohe Schlag- und Abriebfestigkeit aus, was den Materialabtrag verringern und somit die Lebensdauer des Reibbelags erhöhen kann.According to a further advantageous development, the at least one reinforcing fiber layer is provided as a fiber fabric or as a fiber scrim, preferably wherein the at least one reinforcing fiber layer has at least one of the following fiber types: glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, polyamide fibers. One of the advantages achieved in this way is that the mechanical properties, such as stiffness and strength, can be specifically improved in certain stress directions. Fiber scrims are characterized by a comparatively small thickness. Fiber fabrics are easy to handle because the individual fiber strands hold each other in their position. Fiber scrims and fabrics are available prefabricated, so that no complex production equipment is required for their manufacture. Glass fibers are characterized by a high resistance to chemical influences and are also available comparatively inexpensively. In addition to a low specific weight, carbon fibers have particularly high stiffness and strength. The resistance to long-term cyclical stress is very high, so that the use of carbon fibers can be used in particular to increase the service life of the friction lining, which is subject to high dynamic stress. Aramid fibers are characterized by high impact and abrasion resistance, which can reduce material removal and thus increase the service life of the friction lining.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die bereitgestellte zumindest eine Verstärkungsfaserschicht mit einer Beschichtung versehen, vorzugsweise wobei die Beschichtung ein Polymermaterial, insbesondere ein Harz, umfasst. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist, dass die Fasern der Verstärkungsfaserschicht zuverlässiger in Position gehalten werden. Zudem kann die Beschichtung gezielt so gewählt werden, dass ein verbesserter Verbund mit der Reibzusammensetzung erzielt wird.According to a further advantageous development, the at least one reinforcing fiber layer provided is provided with a coating, preferably wherein the coating comprises a polymer material, in particular a resin. One of the advantages achieved in this way is that the fibers of the reinforcing fiber layer are held in position more reliably. In addition, the coating can be specifically selected so that an improved bond with the friction composition is achieved.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die bereitgestellte zumindest eine Verstärkungsfaserschicht ringartig ausgebildet. Dadurch wird der Vorfertigungsgrad erhöht.According to a further advantageous development, the at least one reinforcing fiber layer provided is designed in a ring-like manner. This increases the degree of prefabrication.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt das Verbinden der Reibzusammensetzung und der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht durch Heißpressen, vorzugsweise wobei die Reibzusammensetzung auf beiden Seiten der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht angeordnet wird. Heißpressen stellt ein besonders zeiteffizientes Verfahren dar, wobei einfache und kostengünstige Technik eingesetzt werden kann.According to a further advantageous development, the friction composition and the at least one reinforcing fiber layer are joined by hot pressing, preferably with the friction composition being arranged on both sides of the at least one reinforcing fiber layer. Hot pressing is a particularly time-efficient method, and simple and cost-effective technology can be used.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird vor dem Verbinden aus der Reibzusammensetzung durch Heißpressen zumindest eine Reibverbundstoffscheibe, vorzugsweise mit einer ringartigen Form, hergestellt. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist die einfachere Handhabung der Reibzusammensetzung.According to a further advantageous development, at least one friction composite disc, preferably with a ring-like shape, is produced from the friction composition by hot pressing before the bonding. One of the advantages achieved in this way is the easier handling of the friction composition.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt das Verbinden der Reibzusammensetzung und der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht durch Spritzgießen, vorzugsweise wobei die Verstärkungsfaserschicht vollständig von der Reibzusammensetzung umhüllt wird. Dabei wird die zumindest eine Verstärkungsfaserschicht in der Spritzgießform angeordnet und anschließend die verflüssigte Reibzusammensetzung eingespritzt. Nach dem Abkühlen kann ein Entgraten des Reibbelags erfolgen, um überschüssiges Material zu entfernen und den Reibbelag dadurch für nachfolgende Schritte vorzubereiten. Dies schließt das Entfernen der Angusskanäle ein. Spritzgießen stellt ein besonders zeiteffizientes Verfahren dar, wobei der Reibbelag nach dem Spritzgießen eine finale Form aufweist. Dadurch können beliebige Wandstärken innerhalb eines Reibbelags besonders einfach realisiert werden und nachfolgende Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise eine Dickenbearbeitung, entfallen.According to a further advantageous development, the friction composition and the at least one reinforcing fiber layer are joined by injection molding, preferably with the reinforcing fiber layer being completely covered by the friction composition. The at least one reinforcing fiber layer is arranged in the injection mold and the liquefied friction composition is then injected. After cooling, the friction lining can be deburred in order to remove excess material and thereby prepare the friction lining for subsequent steps. This includes removing the sprue channels. Injection molding is a particularly time-efficient process, with the friction lining having a final shape after injection molding. This makes it particularly easy to realize any wall thickness within a friction lining and eliminates the need for subsequent processing steps, such as thickness machining.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die Reibzusammensetzung schrittweise zuerst mit der einen Seite und anschließend mit der anderen Seite der zumindest einen Verstärkungsfaserschicht verbunden. Dabei ist vorteilhaft, dass die zumindest eine Verstärkungsfaserschicht auf besonders einfache Weise möglichst mittig im Reibbelag positioniert werden kann.According to a further advantageous development, the friction composition is gradually connected first to one side and then to the other side of the at least one reinforcing fiber layer. It is advantageous that the at least one reinforcing fiber layer can be positioned as centrally as possible in the friction lining in a particularly simple manner.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt ein Aufrauen des Reibbelags, vorzugsweise wobei das Aufrauen durch Partikelstrahlen und/oder Schleifen erfolgt. Mittels Aufrauen wird der Reibkoeffiziient des Reibbelags erhöht. Partikelstrahlen stellt ein besonders zeiteffizientes Verfahren dar, wobei ein besonders gut reproduzierbares Ergebnis erreicht wird. Schleifen ist ein sehr einfaches und günstiges Verfahren. Zudem ist denkbar, dass nach dem Verbinden ein thermisches Behandeln, beispielsweise in einem Ofen, bei vorgebbaren Temperaturen über Raumtemperatur und über eine vorgebbare Zeitdauer hinweg erfolgt. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist, dass vorgebbare physikalisch-chemische Eigenschaften des Reibbelags zuverlässig bereitgestellt werden können.According to a further advantageous development, the friction lining is roughened, preferably whereby the roughening is carried out by particle blasting and/or grinding. Roughening increases the friction coefficient of the friction lining. Particle blasting is a particularly time-efficient process, whereby a particularly reproducible result is achieved. Grinding is a very simple and inexpensive process. It is also conceivable that after the connection, thermal treatment takes place, for example in an oven, at predeterminable temperatures above room temperature and over a predeterminable period of time. One of the advantages achieved in this way is that predeterminable physical-chemical properties of the friction lining can be reliably provided.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Reibbelag mit zumindest einer Durchführung versehen, vorzugsweise wobei die zumindest eine Durchführung durch Bohren oder Stanzen hergestellt wird. Die Durchführungen sind vorzugsweise entlang zumindest einer Kreislinie auf dem Reibbelag angeordnet. Durch die Durchführungen kann der Reibbelag über stiftförmige Verbindungsmittel, beispielsweise einem Niet, mit der Kupplungsscheibe verbunden werden. Durch Bohren lassen sich besonders genaue Abmessungen der Durchführungen realisieren. Stanzen stellt ein besonders zeiteffizientes Verfahren dar.According to a further advantageous development, the friction lining is provided with at least one passage, preferably wherein the at least one passage is produced by drilling or punching. The passages are preferably arranged along at least one circular line on the friction lining. The friction lining can be connected to the clutch disc through the passages via pin-shaped connecting means, for example a rivet. Particularly precise dimensions of the passages can be achieved by drilling. Punching is a particularly time-efficient method.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt eine Dickenbearbeitung des Reibbelags, vorzugsweise wobei die Dickenbearbeitung durch Prägen und/oder Abtragen erfolgt, vorzugsweise wobei der Reibbelag mit Erhebungen und/oder Vertiefungen versehen wird. Einer der dadurch erzielten Vorteile ist, dass gezielt Bereiche des Reibbelags mit verschiedenen Dicken bereitgestellt werden können. Bereiche mit größeren Dicken können während des Betriebs höher beansprucht werden und können daher im Bedarfsfall schneller abgetragen werden. Somit kann die Dicke so bereitgestellt werden, dass eine gezielte Abnutzung in bestimmten Bereichen des Reibbelags ermöglicht wird. Zudem kann die Parallelität der beiden Seiten des Reibbelags zueinander erhöht werden.According to a further advantageous development, the thickness of the friction lining is machined, preferably whereby the thickness machining is carried out by embossing and/or removal, preferably whereby the friction lining is provided with elevations and/or depressions. One of the advantages achieved in this way is that specific areas of the friction lining can be provided with different thicknesses. Areas with greater thicknesses can be subjected to greater stress during operation and can therefore be removed more quickly if necessary. The thickness can thus be provided in such a way that targeted wear is possible in certain areas of the friction lining. In addition, the parallelism of the two sides of the friction lining to one another can be increased.
Des Weiteren ist denkbar, dass der Reibbelag zur Identifizierung mit einer Information, insbesondere umfassend zumindest eine Nummer und/oder zumindest eine Zahl, versehen wird, insbesondere durch Auf- oder Einprägen derselben. Dadurch wird eine bessere Nachverfolgbarkeit erreicht.Furthermore, it is conceivable that the friction lining is provided with information for identification purposes, in particular comprising at least one number and/or at least one figure, in particular by embossing or imprinting the same. This achieves better traceability.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings, and from the associated description of the figures based on the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.Preferred embodiments and embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein the same reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.
Dabei zeigen in schematischer Form
-
1 eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines Reibbelags gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
2 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
3 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
4 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 a schematic representation of a structure of a friction lining according to an embodiment of the present invention; and -
2 Steps of a method according to an embodiment of the present invention; and -
3 Steps of a method according to an embodiment of the present invention; and -
4 Steps of a method according to an embodiment of the present invention.
Der in
Die Verstärkungsfaserschicht 2 und die zwei Reibverbundstoffscheiben 4 werden in der in
Dabei werden zunächst in den Schritten S1 und S2 eine Verstärkungsfaserschicht 2 und eine Reibzusammensetzung 3, letztere in Form von Granulat, bereitgestellt. Die Verstärkungsfaserschicht 2 weist eine ringartige Form auf. Aus dem Granulat der Reibzusammensetzung 3 werden anschließend in Schritt S11 zwei Reibverbundstoffscheiben 4 durch Heißpressen hergestellt, wobei die Reibverbundstoffscheiben 4 jeweils eine ringartige Form aufweisen. Das Heißpressen S11 kann in einem Formwerkzeug erfolgen, wobei das Formwerkzeug identisch zu dem Formwerkzeug sein kann, welches zum Herstellen des Reibbelags 1 im nachfolgenden Schritt S31 verwendet wird.In this case, a reinforcing
In Schritt S31 erfolgt das Herstellen des Reibbelags 1 durch Heißpressen. Die Reibverbundstoffscheiben 4 und die Verstärkungsfaserschicht 2 werden dabei in dem Formwerkzeug in der Reihenfolge Reibverbundstoffscheibe 4 - Verstärkungsfaserschicht 2 - Reibverbundstoffscheibe 4 übereinander angeordnet. Das Formwerkzeug ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch zu dem Formwerkzeug, welches zur Herstellung der Reibverbundstoffscheiben 4 aus dem Granulat im vorherigen Schritt S11 verwendet wurde.In step S31, the friction lining 1 is produced by hot pressing. The friction composite discs 4 and the reinforcing
Grundsätzlich ist auch denkbar, dass die Reibzusammensetzung 3 in Form von Granulat und die Verstärkungsfaserschicht 2 in der angegebenen Reihenfolge übereinander in dem Formwerkzeug angeordnet werden und anschließend durch Heißpressen S31 der Reibbelag 1 hergestellt wird. Dadurch wird der Schritt S11 des Herstellens der Reibverbundstoffscheiben 4 eingespart.In principle, it is also conceivable that the friction composition 3 in the form of granules and the reinforcing
Nach dem Heißpressen S31 erfolgt in Schritt S4 das Entgraten des Reibbelags 1 sowie in Schritt S5 ein thermisches Behandeln. Anschließend wird die Dicke des Reibbelags 1 in Schritt S6 bearbeitet. Dabei kann der Reibbelag mit Erhebungen und/oder Vertiefungen versehen werden.After hot pressing S31, the friction lining 1 is deburred in step S4 and thermally treated in step S5. The thickness of the friction lining 1 is then processed in step S6. The friction lining can be provided with elevations and/or depressions.
Anschließend wird der Reibbelag 1 in Schritt S7 mit mehreren Durchführungen durch Bohren versehen. Die Durchführungen können dabei entlang einer oder mehrerer Kreislinien, vorzugsweise mit in Umfangsrichtung äquidistanten Abständen zueinander, angeordnet sein. Die Durchführungen dienen der Befestigung des Reibbelags 1 mit der Kupplungsscheibe, wobei Niete eingesetzt werden können.Subsequently, in step S7, the friction lining 1 is provided with several passages by drilling. The passages can be arranged along one or more circular lines, preferably at equidistant distances from one another in the circumferential direction. The passages serve to attach the friction lining 1 to the clutch disc, and rivets can be used.
Danach wird auf dem Reibbelag zur Identifizierung in Schritt S8 eine Information, insbesondere umfassend zumindest eine Nummer und/oder zumindest eine Zahl, auf- oder eingeprägt.Thereafter, information, in particular comprising at least one number and/or at least one digit, is embossed or imprinted on the friction lining for identification in step S8.
Dabei werden in den Schritten S1 und S2 eine Verstärkungsfaserschicht 2 und eine Reibzusammensetzung 3, letztere in Form von Granulat, bereitgestellt. Die Verstärkungsfaserschicht 2 weist eine ringartige Form auf.In steps S1 and S2, a reinforcing
Die Reibzusammensetzung 3 und die Verstärkungsfaserschicht 2 werden anschließend in Schritt S32 durch Spritzgießen miteinander verbunden. Dazu wird zunächst die Verstärkungsfaserschicht 2 in einer Spritzgießform mit ringartiger Form angeordnet. Anschließend wird die erhitzte Reibzusammensetzung 3 durch Angusskanäle in die Spritzgießform gepresst. Dabei wird in einem Schritt S321 die Reibzusammensetzung 3 auf einer Seite der Verstärkungsfaserschicht 2 angeordnet und mit dieser verbunden. Anschließend werden die Verstärkungsfaserschicht 2 mit der einseitig aufgebrachten Reibzusammensetzung 3 aus der Spritzgießform entfernt und in Schritt S41 die überschüssige Reibzusammensetzung 3, insbesondere der Angusskanäle, entfernt. Anschließend wird die Verstärkungsfaserschicht 2 mit der einseitig aufgebrachten Reibzusammensetzung 3 wieder so in die Spritzgießform eingesetzt, dass die Seite der Verstärkungsfaserschicht 2, auf der noch keine Reibzusammensetzung 3 aufgebracht ist, in einem nächsten Schritt S322 mit der Reibzusammensetzung 3 verbunden werden kann. Nach erfolgtem Verbinden S322 der Reibzusammensetzung 3 mit der Verstärkungsfaserschicht 2 wird in Schritt S42 die überschüssige Reibzusammensetzung 3, insbesondere der Angusskanäle, entfernt.The friction composition 3 and the reinforcing
Es erfolgt ein thermisches Behandeln des Reibbelags 1 in Schritt S5. Anschließend wird auf dem Reibbelag zur Identifizierung in Schritt S8 eine Information, insbesondere umfassend zumindest eine Nummer und/oder zumindest eine Zahl, auf- oder eingeprägt.The friction lining 1 is thermally treated in step S5. Information, in particular comprising at least one number and/or at least one figure, is then embossed or imprinted on the friction lining for identification in step S8.
Dabei werden in den Schritten S1 und S2 eine Verstärkungsfaserschicht 2 und eine Reibzusammensetzung 3, letztere in Form von Granulat, bereitgestellt. Die Verstärkungsfaserschicht 2 weist eine ringartige Form auf.In steps S1 and S2, a reinforcing
Die Reibzusammensetzung 3 und die Verstärkungsfaserschicht 2 werden anschließend in Schritt S32 durch Spritzgießen miteinander verbunden. Dazu wird zunächst die Verstärkungsfaserschicht 2 in einer Spritzgießform mit ringartiger Form angeordnet. Anschließend wird die erhitzte Reibzusammensetzung 3 durch Angusskanäle in die Spritzgießform gepresst. Dabei wird die Reibzusammensetzung 3 in einem Schritt auf beiden Seiten der Verstärkungsfaserschicht 2 angeordnet und mit dieser verbunden. Anschließend verbleibt der Reibbelag für eine bestimmte Zeit und bei bestimmten Temperaturen zur Vulkanisation in der Spritzgießform. Danach kann der Reibbelag automatisch aus der Spritzgießform herausgelöst werden.The friction composition 3 and the reinforcing
In Schritt S4 erfolgt das Entgraten des Reibbelags durch Entfernen überschüssiger Reibzusammensetzung 3, insbesondere der Angusskanäle.In step S4, the friction lining is deburred by removing excess friction composition 3, in particular the sprue channels.
Es erfolgt ein thermisches Behandeln des Reibbelags 1 in Schritt S5. Anschließend wird auf dem Reibbelag zur Identifizierung in Schritt S8 eine Information, insbesondere umfassend zumindest eine Nummer und/oder zumindest eine Zahl, auf- oder eingeprägt.The friction lining 1 is thermally treated in step S5. Information, in particular comprising at least one number and/or at least one figure, is then embossed or imprinted on the friction lining for identification in step S8.
Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest eines der folgenden Merkmale auf und/oder kann zumindest eines der folgenden Vorteile verwirklichen:
- - Reduzierte Herstellungskosten
- - Geringerer Einsatz von Rohmaterial
- - Ökologischere Herstellung
- - Geringerer Energiebedarf zur Herstellung
- - Erhöhte Produktivität
- - Reduced manufacturing costs
- - Less use of raw materials
- - More ecological production
- - Lower energy requirements for production
- - Increased productivity
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Although the present invention has been described using preferred embodiments, it is not limited thereto but can be modified in many ways.
Bezugszeichenreference sign
- 11
- Reibbelagfriction lining
- 22
- Verstärkungsfaserschichtreinforcing fiber layer
- 33
- Reibzusammensetzungfriction composition
- 44
- Reibverbundstoffscheibefriction composite disc
- S1S1
- Bereitstellen der ReibzusammensetzungProviding the friction composition
- S11S11
- Herstellen der Reibverbundstoffscheibe durch HeißpressenManufacturing the friction composite disc by hot pressing
- S2S2
- Bereitstellen der VerstärkungsfaserschichtProviding the reinforcing fiber layer
- S31S31
- Herstellen des Reibbelags durch HeißpressenManufacturing the friction lining by hot pressing
- S32S32
- Herstellen des Reibbelags durch SpritzgießenManufacturing the friction lining by injection molding
- S321S321
- Verbinden der Reibzusammensetzung mit einer ersten Seite der Verstärkungsfaserschicht durch SpritzgießenBonding the friction composition to a first side of the reinforcing fiber layer by injection molding
- S322S322
- Verbinden der Reibzusammensetzung mit einer zweiten Seite der Verstärkungsfaserschicht durch SpritzgießenBonding the friction composition to a second side of the reinforcing fiber layer by injection molding
- S4S4
- Entgraten des Reibbelagsdeburring the friction lining
- S41S41
- Entfernen der überschüssigen Reibzusammensetzung nach Schritt S321Removing the excess friction composition after step S321
- S42S42
- Entfernen der überschüssigen Reibzusammensetzung nach Schritt S322Removing the excess friction composition after step S322
- S5S5
- Thermisches BehandelnThermal treatment
- S6S6
- Dickenbearbeitung des Reibbelagsthickness processing of the friction lining
- S7S7
- Versehen mit DurchführungenEquipped with bushings
- S8S8
- Prägen mit einer Information zur IdentifizierungEmbossing with information for identification
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 8178182 B2 [0005]US 8178182 B2 [0005]
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