專利名稱：摩擦環(huán)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如可以在濕運(yùn)轉(zhuǎn)(wet-running)離合器或在變速器中使用的包括載體與摩擦襯片的摩擦環(huán)。本發(fā)明還涉及一種制造該摩擦環(huán)的方法。
背景技術(shù)：
摩擦襯片決定摩擦環(huán)的質(zhì)量，換句話說(shuō)，尤其決定該摩擦環(huán)整個(gè)使用壽命期間的磨損性能和摩擦系數(shù)。一方面，由于高的摩擦系數(shù)改進(jìn)了變速調(diào)檔性能，因此基本上期望高的摩擦系數(shù)。另一方面，為了使摩擦環(huán)具有長(zhǎng)的使用壽命，要求磨損盡可能低。此外，應(yīng)該能夠以低的總成本制造摩擦環(huán)。包括由紙質(zhì)材料制成的摩擦襯片的摩擦環(huán)是公知的。由于其制造方法，下面稱作“摩擦紙”的該材料以片(sheets)的形式供給。因而單個(gè)摩擦襯片部分被從摩擦紙片上切下并且施加(例如粘接)到載體上。這里的弊端是不可避免的切割浪費(fèi)。此外，制造摩擦紙的成本相對(duì)較高。還已知在可流動(dòng)情形中將摩擦襯片施加到載體上并且使其固化在所述載體上的多種嘗試。在DE102008036332中發(fā)現(xiàn)了這種方法的一個(gè)實(shí)例，其中與絲網(wǎng)印刷工藝類似，填充模具布置在載體上以允許施加可流動(dòng)摩擦襯片合成物。在施加摩擦襯片合成物以后，該摩擦襯片合成物例如通過(guò)紫外輻射而被干燥與固化。僅在上述公開(kāi)的專利申請(qǐng)中提供了關(guān)于使用的摩擦襯片合成物的不完整的細(xì)節(jié)。除在所述工藝中涉及的問(wèn)題以外，迄今沒(méi)有已知的合適材料符合等同措施中的工藝和功能的適合性要求。為此原因，迄今為止仍不能成功地將令人關(guān)注的此類型的方法付諸實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種摩擦環(huán)，該摩擦環(huán)具有摩擦襯片并且可以以成本有效地(cost-effectively)制造,并且同時(shí)符合或者甚至超過(guò)關(guān)于摩擦系數(shù)性能和磨損的要求。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)包括載體和摩擦襯片的摩擦環(huán)實(shí)現(xiàn)了此目的，摩擦襯片原材料(starting-material)至少是熱固性粘合劑和填充物的混合物,并且摩擦襯片原材料具有不可流動(dòng)的糊狀加工稠度，并且摩擦襯片在載體上加工以后具有固態(tài)最終稠度。優(yōu)選使用的熱固性粘合劑是酚醛樹(shù)脂，并且尤其使用的填充物是諸如石墨的有機(jī)填充物。由于混合物的組分的適當(dāng)比率，因此獲得的摩擦襯片原材料是具有糊狀加工稠度的混合物。當(dāng)粘度在約IPa · s與約IOOPa · s之間、優(yōu)選地在l_50Pa · s時(shí)，就此而言所述混合物稱作“糊狀”。在所述粘度范圍內(nèi)，摩擦襯片原材料可以毫無(wú)問(wèn)題地施加到經(jīng)處理的表面上，而不需要必須以液密方式安裝到載體以便在側(cè)面上毗連摩擦襯片原材料的填充模具。這在沒(méi)有顯著地?fù)p壞摩擦系數(shù)與磨損性能的情況下相當(dāng)大地簡(jiǎn)化了摩擦環(huán)的制造。在摩擦環(huán)的一個(gè)特別有利的變型實(shí)施方式中，摩擦襯片被制造為基本上無(wú)纖維(fiber-free)。實(shí)際上，纖維，特別是如在摩擦紙的生產(chǎn)中使用的原纖化纖維，對(duì)摩擦襯片原材料的加工性能具有不利影響。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)無(wú)纖維摩擦襯片也可實(shí)現(xiàn)特別是關(guān)于摩擦系數(shù)和磨損的全部技術(shù)要求。在另一變型實(shí)施方式中，摩擦襯片包括一定含量的纖維，特別是專有地非原纖化纖維。那么，纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mass fraction)優(yōu)選地在摩擦襯片的固相率(solidfraction)的從約I %到約20%的范圍內(nèi)。因此，優(yōu)選是個(gè)位數(shù)的如此低的非原纖化纖維的百分比仍允許糊狀加工稠度和因此的簡(jiǎn)單的摩擦環(huán)制造。此外，在摩擦襯片原材料的一些合成物中，此纖維含量可能對(duì)后面的摩擦襯片的機(jī)械性能具有積極的影響。摩擦襯片原材料還可以包括處于加工稠度的溶劑(特別是水或乙醇)。經(jīng)常地，在這里所添加的粘合劑已經(jīng)為溶解形式，例如隨時(shí)可用的酚醛樹(shù)脂溶液的形式。在另一個(gè)實(shí)施方式中，摩擦襯片原材料還包括用于調(diào)整期望加工稠度的物質(zhì)。特別地，該物質(zhì)可以是增稠劑或觸變劑或者影響假塑性的試劑。由于觸變劑減小了在施加過(guò)程中的粘度，但是增加了在施加摩擦襯片原材料以后的粘度，因此觸變劑使摩擦襯片原材料的加工更加方便。在另一個(gè)實(shí)施方式中，摩擦襯片沿著周邊方向具有中斷和/或平坦或錐形橫截面輪廓。特別地以凹槽的形式的這種中斷，允許在摩擦襯片的區(qū)域中的良好的油循環(huán)，這使得在摩擦環(huán)的操作中產(chǎn)生的摩擦熱量能更好地消散。在摩擦環(huán)的另一個(gè)實(shí)施方式中，摩擦襯片具有多層結(jié)構(gòu)。這里，多層摩擦襯片至少可以包括具有不同摩擦襯片原材料的兩個(gè)摩擦襯片層。這使得不太費(fèi)力就能非常精確地調(diào)節(jié)摩擦襯片的期望的摩擦特性。根據(jù)摩擦環(huán)的另一個(gè)實(shí)施方式，摩擦襯片在其摩擦表面的區(qū)域中包含摩擦顆粒，特別是焦炭顆粒。例如，在摩擦襯片原材料干燥與固化之前，摩擦顆粒被施加到摩擦襯片的后摩擦表面上并且至少部分地滲入到摩擦襯片中。這里摩擦顆粒可能相當(dāng)粗糙并且可以在摩擦襯片上構(gòu)成覆蓋層，如果需要，該覆蓋層甚至是封閉的。此外，熱固性粘合劑的分?jǐn)?shù)可以根據(jù)摩擦襯片的高度改變，特別是從載體朝向摩擦表面減小。根據(jù)本發(fā)明的摩擦環(huán)特別適于用作變速器中的同步器閉鎖環(huán)，并且適用于濕運(yùn)轉(zhuǎn)多圓盤摩擦系統(tǒng)，特別是濕運(yùn)轉(zhuǎn)離合器或濕運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)器。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還提供了一種制造包括載體和摩擦襯片的摩擦環(huán)的方法。在此方法中，首先設(shè)置載體。然后準(zhǔn)備好該載體的表面，即將被設(shè)置有摩擦襯片的表面。此后，在側(cè)面上沒(méi)有其它模具毗連摩擦襯片原材料的情況下，將摩擦襯片原材料以基本上尺寸穩(wěn)定的糊狀加工稠度施加到準(zhǔn)備好的表面上。接下來(lái)，處理摩擦襯片原材料并最終使其固化，以形成具有基本固態(tài)最終稠度的摩擦襯片。使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以不太費(fèi)力就能生產(chǎn)出通過(guò)特別好的磨損性能來(lái)區(qū)別其自身的摩擦襯片。具體地說(shuō)，固化后的摩擦襯片的表面(摩擦表面)是平坦的。特別優(yōu)選地是通過(guò)至少一個(gè)計(jì)量泵施加糊狀摩擦襯片原材料。此計(jì)量泵也稱為分配器并且使得不太費(fèi)力就能將摩擦襯片原材料分配且定位在載體的準(zhǔn)備好的表面上。在所述方法的變型中，在載體的僅一次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將摩擦襯片原材料施加在準(zhǔn)備好的表面上。在這里，就是從適于后來(lái)要獲得的摩擦襯片尺寸的橫截面輪廓開(kāi)始施加摩擦襯片原材料，這允許用摩擦襯片非?？焖俚赝扛草d體。在所述方法的另一變型中，在載體的幾次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將摩擦襯片原材料螺旋地施加在準(zhǔn)備好的表面上。這允許在摩擦襯片原材料的施加過(guò)程中盡可能早地執(zhí)行后面的摩擦襯片的壓型。這里的壓型包括螺旋縱向凹槽，所述螺旋縱向凹槽對(duì)摩擦襯片區(qū)域中的油循環(huán)具有積極作用，并且由此使得在操作中產(chǎn)生的摩擦熱量快速消散。在將摩擦襯片原材料施加到載體上以后，在此方法的又一個(gè)變型中，摩擦顆粒(例如摩擦有效的粗糙焦炭顆粒)被施加到糊狀摩擦襯片原材料上。優(yōu)選地，在摩擦襯片原材料的隨后處理期間，這些摩擦顆粒至少部分地滲入到摩擦襯片原材料中。摩擦襯片原材料可以優(yōu)選地在剛施加到載體上以后就被干燥。由于例如通過(guò)熱空氣、紅外輻射或感應(yīng)的此干燥過(guò)程，因此摩擦襯片原材料被預(yù)固化，并且稠度從糊狀到硬化到固態(tài)轉(zhuǎn)變。在此可選的干燥過(guò)程以后，摩擦襯片原材料可以被熱壓。在此過(guò)程中，摩擦襯片原材料將完全地固化并且被完成到其精確的最終尺寸。


下面，通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯而易見(jiàn)，在附圖中圖1至圖5示意性示出了制造具有根據(jù)第一實(shí)施方式的摩擦襯片的摩擦環(huán)的不同步驟；圖6示出了施加摩擦襯片原材料過(guò)程中的根據(jù)第二實(shí)施方式的摩擦環(huán)的視圖；圖7示出了通過(guò)根據(jù)圖6的摩擦環(huán)沿VI1-VII所取的截面；圖8示出了通過(guò)根據(jù)圖6的摩擦環(huán)在其完成時(shí)沿VI1-VII所取的截面；圖9示出了通過(guò)根據(jù)圖6的摩擦環(huán)在施加的摩擦襯片原材料改變時(shí)沿VI1-VII所取的截面；以及圖10示出了通過(guò)根據(jù)圖6的摩擦環(huán)在施加的摩擦襯片原材料進(jìn)一步改變時(shí)沿VI1-VII所取的截面。
具體實(shí)施例方式圖1示出了濕運(yùn)轉(zhuǎn)離合器的摩擦盤的載體10，該載體優(yōu)選地由金屬制成。這里僅示意性示出載體10 ;設(shè)置在內(nèi)部或外部的用于轉(zhuǎn)矩傳送的任何齒或可比形式(凹槽、齒條輪廓等)均未被描述。希望將摩擦襯片12施加在載體10的至少一側(cè)上。為此目的，載體10的表面14，即其上將要施加摩擦襯片12的表面被致動(dòng)。這通過(guò)圖2中的箭頭16示出并且使摩擦襯片12與載體10之間的連接增強(qiáng)。致動(dòng)過(guò)程可以化學(xué)地執(zhí)行，或者從環(huán)境方面來(lái)說(shuō)優(yōu)選地通過(guò)噴砂或噴丸加工機(jī)械地執(zhí)行。根據(jù)圖3,首先將中間粘結(jié)層18施加到致動(dòng)表面(activated face) 14上；然后又將基本上尺寸穩(wěn)定的糊狀加工稠度的摩擦襯片原材料20施加到中間粘結(jié)層18上。由于糊狀稠度(如例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)電流計(jì)確定的在約IPa *s與約IOOPa *s之間的粘度值)，除了載體10的準(zhǔn)備好的表面14以外，不需要側(cè)面毗連摩擦襯片原材料20的額外的模具，因此極大地簡(jiǎn)化了制造摩擦環(huán)的方法。在另選的實(shí)施方式中，當(dāng)摩擦襯片原材料20中的熱固性結(jié)合劑的分?jǐn)?shù)足夠高時(shí)，由于在固化過(guò)程中摩擦襯片原材料20將結(jié)合到致動(dòng)表面14上而不需要任何其它的措施，因此甚至可以免除中間粘結(jié)層18。摩擦襯片原材料20的施加通過(guò)也稱作分配器的計(jì)量泵22實(shí)現(xiàn)。以混合物形式存在的摩擦襯片原材料20可以通過(guò)計(jì)量泵22分成精確的部分并且準(zhǔn)確地定位在載體10的準(zhǔn)備好的表面14上。這里混合物的稠度選定為使得在其被施加到載體10以后，除非發(fā)生任何外部影響，否則摩擦襯片原材料20都將保持其橫截面形狀(高h(yuǎn)，寬b、b')。高粘度致使摩擦襯片原材料20在載體10上“爬行”，即橫截面高度h持續(xù)減小同時(shí)橫截面寬度b持續(xù)增加的不期望影響可忽略。在將摩擦襯片原材料20施加在載體10上以后，干燥摩擦襯片原材料20 (參見(jiàn)圖4)，為此目的可以使用干燥裝置24。接著，摩擦襯片原材料20被熱壓，由此其固化以形成成品摩擦襯片12并且壓縮到其初始高度h的約60%，直到最終獲得摩擦襯片12的期望的目標(biāo)高度。在圖5中通過(guò)壓延棍(calendering roller) 26示意性示出熱壓過(guò)程。在熱壓過(guò)程以后，涂覆有摩擦襯片12的載體10可以作為成品摩擦環(huán)28而被移除。一旦將摩擦襯片原材料20施加到載體10上，就可以將例如焦炭顆粒的摩擦顆粒27可選地施加到糊狀摩擦襯片原材料20上。在處理、干燥與固化摩擦襯片原材料20之前，特別是在摩擦襯片原材料20的熱壓過(guò)程中，這些摩擦活動(dòng)顆粒27分散到例如摩擦襯片12的后面的摩擦表面32上，并且至少部分滲入到后面摩擦襯片12中。摩擦顆粒27可能相當(dāng)粗糙并且可以在摩擦襯片12上形成覆蓋層34，特別是封閉的覆蓋層34(參見(jiàn)圖3和圖4)。優(yōu)選地，成品摩擦襯片12的壓縮剛性比小于40%。如可以在標(biāo)準(zhǔn)化壓縮測(cè)試中確定的，壓縮剛性比表示塑性變形與摩擦襯片12的整體變形的比率。與摩擦紙不同(其中當(dāng)其受到壓縮載荷時(shí)產(chǎn)生較高的塑性變形)，根據(jù)本發(fā)明的無(wú)纖維或者僅包括低含量基本上非原纖化纖維的摩擦襯片12的構(gòu)成可以被調(diào)節(jié)，以便獲得相對(duì)小的塑性變形并且與此同時(shí)獲得高的彈性變形。這對(duì)關(guān)于大量載荷周期的恒定的摩擦性能而言是有益的。特別優(yōu)選地，壓縮剛性比小于30%，特別是小于20%。當(dāng)加載時(shí)壓縮載荷將導(dǎo)致用于摩擦襯片12的最佳特征值的情況下，將摩擦襯片12的性能調(diào)節(jié)到這些值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，規(guī)定摩擦襯片12的孔隙比(porosity ratio)大于60cm2/mm3?？紫侗仁侵覆牧媳砻媾c孔體積之間的比率。對(duì)于磨損性能而言高孔隙比是有利的。特別優(yōu)選地，孔隙比大于70cm2/mm3，特別是大于80cm2/mm3。通過(guò)這種方式，獲得了設(shè)有摩擦襯片12的摩擦環(huán)28的特別高的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，規(guī)定在油溫60°C時(shí)摩擦襯片12的磨損率小于3mm3/MJ。磨損率是指磨損與執(zhí)行的摩擦工作之間的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的摩擦襯片12允許將要獲得的磨損率顯著高于通過(guò)摩擦紙可以獲得的磨損率。特別優(yōu)選地，磨損率小于2. 5，特別是小于2。該摩擦襯片12顯示出的磨損性能要比摩擦紙的磨損性能好3倍。與圖5中示出的如平坦圓盤的摩擦環(huán)28的構(gòu)造不同，還可以使用其它幾何形狀。在圖6至圖9中示出了具有另選幾何形狀的摩擦環(huán)28的示例性實(shí)施方式。這里的摩擦環(huán)28包括錐形的，即在其內(nèi)側(cè)的部分上設(shè)有摩擦襯片12的截頭圓錐形狀的載體10。另選地或另外地，當(dāng)然也可想到在載體10的外部上設(shè)置具有摩擦襯片12的涂層。圖6示出了當(dāng)通過(guò)計(jì)量泵22將摩擦襯片原材料20施加到載體10的準(zhǔn)備好的表面14上時(shí)載體10的軸向前視圖。計(jì)量泵22在這里固定布置，然而夾緊在旋轉(zhuǎn)裝置中的環(huán)狀載體10圍繞其軸A (參見(jiàn)箭頭29)旋轉(zhuǎn)。然而，在此方法的其它變型中，環(huán)狀載體10固定布置，并且在施加摩擦襯片原材料20的期間計(jì)量泵22旋轉(zhuǎn)。圖7示出了通過(guò)根據(jù)圖6的載體10沿VI1-VII所取的截面。這里顯而易見(jiàn)的是計(jì)量泵22已經(jīng)將摩擦襯片原材料20正好以后面期望的摩擦襯片12的寬度b施加到載體10上。在該實(shí)施方式中，在載體10的僅一次旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，用于后面摩擦襯片12的整個(gè)摩擦襯片原材料20就被施加到準(zhǔn)備好的表面14上。根據(jù)圖6至圖8，摩擦襯片12的期望寬度b大體與載體10的寬度B的一半相應(yīng)。作為另選，特別地是還可以以大體與載體10的整個(gè)寬度B相應(yīng)的寬度b施加摩擦襯片原材料20。圖8示出了下述情況完成以后的摩擦環(huán)28，S卩，摩擦襯片原材料20在載體10上固化以形成具有固態(tài)稠度的摩擦襯片12以后的摩擦環(huán)28。清晰示出的是摩擦襯片12沿著周邊方向具有以凹槽30形式的中斷。在凹槽30的外部，摩擦襯片12具有平坦的或另選地錐形橫截面輪廓。由于夾緊在旋轉(zhuǎn)裝置中的載體10圍繞其軸A沿著箭頭29的方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)計(jì)量泵22供給摩擦襯片原材料20是選擇性中斷的，因此可以以特別簡(jiǎn)單的方式制造凹槽30。凹槽30使得在摩擦襯片12的區(qū)域中的油循環(huán)良好，由此可以使在摩擦環(huán)28的操作中產(chǎn)生的摩擦熱量快速地消散。在示出的示例性實(shí)施方式中，摩擦襯片12由其間設(shè)有相應(yīng)凹槽30的幾個(gè)(即至少兩個(gè))單獨(dú)的塊組成。對(duì)于此構(gòu)造，可以就在制造摩擦襯片12的過(guò)程中以有利的方式制造凹槽30，在施加摩擦襯片原材料20以后不需要進(jìn)一步地加工步驟。根據(jù)一個(gè)另選的構(gòu)造，規(guī)定凹槽30形成為在摩擦襯片12材料中的凹入部。該構(gòu)造是基于使用均勻且連續(xù)并且僅在預(yù)定位置設(shè)有凹槽30的這樣的摩擦襯片12的基本構(gòu)思。例如,這些凹槽30可以在摩擦襯片12完全固化以前被按壓到摩擦襯片12中。通過(guò)這種方式，與隨后在凹槽30中銑削相比，減小了摩擦環(huán)28的生產(chǎn)費(fèi)用。在另一個(gè)另選構(gòu)造中，還可以想到的是摩擦襯片12具有多層結(jié)構(gòu)。這在圖8中通過(guò)以虛線畫出的層邊界32表示。當(dāng)僅使用一個(gè)計(jì)量泵22時(shí)，在此情形中，例如在載體10或計(jì)量泵22的幾次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中施加摩擦襯片原材料20。為了進(jìn)一步增強(qiáng)油循環(huán)并由此增強(qiáng)摩擦熱量的消散，還可以沿著周邊方向設(shè)置至少一個(gè)凹槽?？梢酝ㄟ^(guò)將摩擦襯片原材料20施加為窄螺旋帶來(lái)制造具有此凹槽的摩擦襯片12。在圖9中示出了這種類型的構(gòu)造。這里，通過(guò)計(jì)量泵22以寬度b' <<b施加摩擦襯片原材料20。在此過(guò)程中，環(huán)狀載體10不僅沿著箭頭29的方向圍繞其軸A旋轉(zhuǎn)，而且還經(jīng)歷了輕微但穩(wěn)定的軸向供給(至圖9的左側(cè))，使得在載體10的幾次旋轉(zhuǎn)以后，摩擦襯片原材料20將以螺旋形狀在載體10的期望的寬度b上延伸。通過(guò)充足的軸向供給，可以以當(dāng)軸向供給減少時(shí)其凹槽寬度減小的這種方式實(shí)現(xiàn)螺旋形凹槽。當(dāng)軸向供給非常小(每載體旋轉(zhuǎn)小于b')時(shí)，還可想到摩擦襯片原材料20的軸向重疊的實(shí)施方式。這允許獲得摩擦襯片12中的方向(各向異性)特性。從通過(guò)圖6-圖10中的實(shí)例示出的凹槽30出發(fā)，應(yīng)該明確強(qiáng)調(diào)的是不同的凹槽幾何形狀或凹槽輪廓也是可想到的。例如，凹槽30可以沿著彎曲形狀延伸，與周邊或軸向方向成角度地延伸，或者僅設(shè)置在摩擦襯片12的部分區(qū)域中。利用載體10的旋轉(zhuǎn)、摩擦襯片原材料20通過(guò)計(jì)量泵22供給的中斷與軸向供給之間的相互作用，若需要，可以不太費(fèi)力就能生產(chǎn)出此類型的凹槽形狀。此外，可以通過(guò)經(jīng)過(guò)幾次施加過(guò)程，特別地當(dāng)使用不同摩擦襯片原材料20、20'時(shí)，使摩擦襯片12被給定多層結(jié)構(gòu)。作為另選，通過(guò)在施加摩擦襯片原材料20或摩擦襯片原材料20、20'時(shí)同時(shí)利用多個(gè)計(jì)量泵22就可以獲得期望的分層。作為一個(gè)實(shí)例，圖10示出了通過(guò)兩個(gè)計(jì)量泵22將摩擦襯片原材料20施加到載體10上的變型。這些計(jì)量泵22可以施加不同的摩擦襯片原材料20、20'，從而獲得具有不同層特性的多層摩擦襯片12。具有軸向偏移(圖10)的計(jì)量泵22的布置導(dǎo)致沿著軸向方向的分層；通過(guò)載體10的適當(dāng)旋轉(zhuǎn)以及相應(yīng)的軸向供給，不同的摩擦襯片原材料20、20'將沿著軸向交替。在另一方面，如在圖8中通過(guò)層邊界32所示的，計(jì)量泵22的沿著周邊方向偏移的布置將導(dǎo)致在徑向上分層。在一個(gè)特定的變型實(shí)施方式中，不同的摩擦襯片原材料20、2(V被用于多層摩擦襯片12的每個(gè)摩擦襯片層。所描述的摩擦環(huán)28的本質(zhì)特征是摩擦襯片12的構(gòu)成。摩擦襯片12的摩擦襯片原材料20、20'至少是熱固粘合劑與有機(jī)填充物的混合物，該混合物具有不可流動(dòng)的糊狀加工稠度，并且摩擦襯片12具有固態(tài)最終稠度。樹(shù)脂,特別是粉末狀熱固性酹醒樹(shù)脂(resol phenolic resin),可以用于熱固性粘合劑。樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可在寬的范圍內(nèi)變化。在摩擦襯片12的固相率中的樹(shù)脂的分?jǐn)?shù)的下限由下述要求產(chǎn)生即必須可獲得用于粘合所提供的填充物與纖維的充足的樹(shù)脂，以便在需要時(shí)形成耐用的摩擦襯片12。在固相率中的樹(shù)脂的分?jǐn)?shù)的上限由下述要求產(chǎn)生即摩擦襯片12必須包含用于其強(qiáng)度與耐磨性的一定分?jǐn)?shù)的填充物。用于固相率中的樹(shù)脂的分?jǐn)?shù)的優(yōu)選值例如是15%到50%，優(yōu)選地是約35%。為了進(jìn)一步增強(qiáng)摩擦襯片12的特性，在摩擦環(huán)28的一些實(shí)施方式中，熱固性粘合劑的含量可以在摩擦襯片12的高度h上變化，特別是可以從載體10朝向摩擦表面32減小。特別對(duì)于如圖8中所示的多層摩擦襯片12而言，這是可實(shí)行的且不太費(fèi)力的。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，規(guī)定摩擦襯片12含有耐熱填充物。耐熱填充物改進(jìn)了摩擦特性以及磨損性能。在這里，術(shù)語(yǔ)“填充物”用作單材料填充物及一起構(gòu)成填充物的不同材料的混合物的通用術(shù)語(yǔ)。填充物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以最大等于固相率的85 %。證明填充物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在固相率的60%到70%的范圍內(nèi)、尤其是約65%是特別有利的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些值是摩擦襯片12的成本與性能表現(xiàn)之間的很好的折衷。由于石墨的特性在涉及的溫度處不會(huì)變化，因此石墨特別適于用作填充物。但是另選地，焦炭、摩擦粉塵等也可用作填充物。為了獲得摩擦襯片原材料20、20'的期望的粘度并且為了方便其加工，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，摩擦襯片12制成為基本上無(wú)纖維。事實(shí)上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)摩擦襯片12滿足關(guān)于甚至不包含纖維的摩擦系數(shù)和磨損的要求。在摩擦環(huán)的一個(gè)另選實(shí)施方式中，摩擦襯片12包括很小的纖維含量，纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在摩擦襯片12的固相率的從1%到20%的范圍內(nèi)、優(yōu)選等于約5%。纖維主要是(優(yōu)選排他地)非原纖化纖維，因此可以調(diào)節(jié)到期望的稠度并且提供簡(jiǎn)單的加工性能。根據(jù)摩擦襯片原材料20、20'的特定構(gòu)成，此相當(dāng)?shù)偷睦w維含量也可以促進(jìn)摩擦襯片12的機(jī)械特性的改進(jìn)。使用的纖維可以基本是具有所需耐溫性(尤其是高于400°C的熔化或分解溫度)的任何類型的纖維。碳纖維、玻璃纖維、酚醛樹(shù)脂纖維、聚丙烯腈纖維和/或三聚氰胺纖維均特別適合。這些纖維的特定特征在于它們具有較小長(zhǎng)度；具體地說(shuō)，它們不長(zhǎng)于1mm。特別優(yōu)選地，纖維的長(zhǎng)度最大等于O. 3mm以及更小。摩擦襯片原材料20、2(V可以在加工稠度中包括諸如水、甲醇或乙醇的溶劑。特別優(yōu)選地，由于使用水在成本方面和在環(huán)境方面都具有優(yōu)勢(shì)，因此添加了水。除了單獨(dú)添加溶劑以外，還能夠添加已經(jīng)處于溶解形式(例如酚醛樹(shù)脂溶液形式)的粘合劑。為了調(diào)節(jié)期望的加工稠度，可以可選地將增厚劑或觸變劑添加到摩擦襯片原材料20,20/中。由于觸變劑減小了在施加過(guò)程中的粘度，但是增加了在施加摩擦襯片原材料
20、20'以后的粘度，因此觸變劑方便了摩擦襯片原材料20、20'的加工。優(yōu)選地，使用來(lái)自層狀硅酸鹽的組的觸變劑，因?yàn)榧词乖诟叩牟僮鳒囟认逻@些觸變劑也不會(huì)影響摩擦與磨損性能。此外，已經(jīng)證明來(lái)自蒙脫石的組的觸變劑特別適于在摩擦襯片中使用。特別優(yōu)選地，觸變劑包含鋰離子。對(duì)于將觸變劑用于在高溫處暴露于持久的高磨損載荷的摩擦環(huán)28而言，這也是有利的。上述摩擦環(huán)28特別適于用作車輛變速器中的同步器閉鎖環(huán)，并且還適用于車輛的濕運(yùn)轉(zhuǎn)多圓盤摩擦系統(tǒng)，特別是濕運(yùn)轉(zhuǎn)離合器或制動(dòng)器。
權(quán)利要求
1.一種摩擦環(huán)，尤其是用于濕運(yùn)轉(zhuǎn)離合器或變速器的摩擦環(huán)，該摩擦環(huán)包括: 載體(10);以及 摩擦襯片(12)； 其中，摩擦襯片原材料(20)至少是熱固性粘合劑和填充物的混合物，并且 其中，所述摩擦襯片原材料(20)具有不可流動(dòng)的糊狀加工稠度，并且所述摩擦襯片(12)在所述載體(10)上加工以后具有固態(tài)最終稠度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片(12)被制造為基本上無(wú)纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片(12)包括纖維，尤其是專有地非原纖化纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在所述摩擦襯片(12)的固相率的從1%到20%的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片原材料(20)包括處于加工稠度的溶劑。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片原材料(20)包括用于調(diào)整期望的加工稠度的物質(zhì)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片(12)沿著周邊方向具有中斷和/或具有平坦或錐形的橫截面輪廓。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片(12)具有多層結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述多層摩擦襯片(12)至少包括具有不同摩擦襯片原材料(20)的兩個(gè)摩擦襯片層。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述摩擦襯片(12)在其摩擦表面的區(qū)域中包括摩擦顆粒，尤其是焦炭顆粒。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)，其特征在于，所述熱固性粘合劑的分?jǐn)?shù)在所述摩擦襯片(12)的高度(h)上改變，尤其是從所述載體(10)朝向摩擦表面減小。
12.一種包括至少一個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的摩擦環(huán)的濕運(yùn)轉(zhuǎn)多圓盤摩擦系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的濕運(yùn)轉(zhuǎn)多圓盤摩擦系統(tǒng)，其特征在于，所述濕運(yùn)轉(zhuǎn)多圓盤摩擦系統(tǒng)是包括至少一個(gè)同步器閉鎖環(huán)、濕運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)器或濕運(yùn)轉(zhuǎn)離合器的變速器。
14.一種制造包括載體(10)和摩擦襯片(12)的摩擦環(huán)的方法，所述方法包括步驟: a)提供載體(10)； b)準(zhǔn)備所述載體(10)的表面(14)，所述表面(14)將被設(shè)有所述摩擦襯片(12)； c)在側(cè)面上沒(méi)有其它模具毗連摩擦襯片原材料(20)的情況下，將所述摩擦襯片原材料(20)以基本上尺寸穩(wěn)定的糊狀加工稠度施加到準(zhǔn)備好的所述表面(14)上； d)處理所述摩擦襯片原材料(20)，所述摩擦襯片原材料(20)最終固化，以形成具有基本上固態(tài)最終稠度的所述摩擦襯片(12)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在步驟c)中通過(guò)至少一個(gè)計(jì)量泵(22)施加所述糊狀摩擦襯片原材料(20)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，在所述載體(10)的一次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，所述摩擦襯片原材料(20)被施加到所述準(zhǔn)備好的表面(14)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，在所述載體(10)的幾次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，所述摩擦襯片原材料(20)被螺旋地施加到所述準(zhǔn)備好的表面(14)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟c)之后，摩擦顆粒被施加在所述糊狀摩擦襯片原材料(20)上，其進(jìn)一步優(yōu)選地特征在于，在步驟d)中，在處理所述摩擦襯片原材料(20)的過(guò)程中，所述摩擦顆粒至少部分地滲入到所述摩擦襯片原材料(20)中。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟d)中，所述摩擦襯片原材料(20)被干燥和/或 熱壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種摩擦環(huán)，特別是用于濕運(yùn)轉(zhuǎn)離合器或變速器的摩擦環(huán)，該摩擦環(huán)具有載體(10)和摩擦襯片(12)，摩擦襯片原材料(20)至少是熱固性粘合劑和填充物的混合物，并且所述摩擦襯片原材料(20)具有不可流動(dòng)的糊狀加工稠度，并且所述摩擦襯片(12)在所述載體(10)上加工以后具有固態(tài)最終稠度。本發(fā)明還涉及一種制造此摩擦環(huán)的方法。
文檔編號(hào)F16D69/02GK103080583SQ201180038439
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者安德烈亞斯·奧爾, 米夏埃爾·貝格海姆 申請(qǐng)人:賀爾碧格傳動(dòng)技術(shù)控股有限公司