[发明专利]摩擦环及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如可以在湿运转(wet-running)离合器或在变速器中使用的包括载体与摩擦衬片的摩擦环。本发明还涉及一种制造该摩擦环的方法。

背景技术

摩擦衬片决定摩擦环的质量，换句话说，尤其决定该摩擦环整个使用寿命期间的磨损性能和摩擦系数。一方面，由于高的摩擦系数改进了变速调档性能，因此基本上期望高的摩擦系数。另一方面，为了使摩擦环具有长的使用寿命，要求磨损尽可能低。此外，应该能够以低的总成本制造摩擦环。

包括由纸质材料制成的摩擦衬片的摩擦环是公知的。由于其制造方法，下面称作“摩擦纸”的该材料以片(sheets)的形式供给。因而单个摩擦衬片部分被从摩擦纸片上切下并且施加(例如粘接)到载体上。这里的弊端是不可避免的切割浪费。此外，制造摩擦纸的成本相对较高。

还已知在可流动情形中将摩擦衬片施加到载体上并且使其固化在所述载体上的多种尝试。在DE102008036332中发现了这种方法的一个实例，其中与丝网印刷工艺类似，填充模具布置在载体上以允许施加可流动摩擦衬片合成物。在施加摩擦衬片合成物以后，该摩擦衬片合成物例如通过紫外辐射而被干燥与固化。仅在上述公开的专利申请中提供了关于使用的摩擦衬片合成物的不完整的细节。除在所述工艺中涉及的问题以外，迄今没有已知的合适材料符合等同措施中的工艺和功能的适合性要求。为此原因，迄今为止仍不能成功地将令人关注的此类型的方法付诸实施。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种摩擦环，该摩擦环具有摩擦衬片并且可以以成本有效地(cost-effectively)制造，并且同时符合或者甚至超过关于摩擦系数性能和磨损的要求。

根据本发明，通过包括载体和摩擦衬片的摩擦环实现了此目的，摩擦衬片原材料(starting-material)至少是热固性粘合剂和填充物的混合物，并且摩擦衬片原材料具有不可流动的糊状加工稠度，并且摩擦衬片在载体上加工以后具有固态最终稠度。

优选使用的热固性粘合剂是酚醛树脂，并且尤其使用的填充物是诸如石墨的有机填充物。由于混合物的组分的适当比率，因此获得的摩擦衬片原材料是具有糊状加工稠度的混合物。当粘度在约1Pa·s与约100Pa·s之间、优选地在1-50Pa·s时，就此而言所述混合物称作“糊状”。在所述粘度范围内，摩擦衬片原材料可以毫无问题地施加到经处理的表面上，而不需要必须以液密方式安装到载体以便在侧面上毗连摩擦衬片原材料的填充模具。这在没有显著地损坏摩擦系数与磨损性能的情况下相当大地简化了摩擦环的制造。

在摩擦环的一个特别有利的变型实施方式中，摩擦衬片被制造为基本上无纤维(fiber-free)。实际上，纤维，特别是如在摩擦纸的生产中使用的原纤化纤维，对摩擦衬片原材料的加工性能具有不利影响。此外，已经发现无纤维摩擦衬片也可实现特别是关于摩擦系数和磨损的全部技术要求。

在另一变型实施方式中，摩擦衬片包括一定含量的纤维，特别是专有地非原纤化纤维。

那么，纤维的质量分数(mass fraction)优选地在摩擦衬片的固相率(solid fraction)的从约1％到约20％的范围内。因此，优选是个位数的如此低的非原纤化纤维的百分比仍允许糊状加工稠度和因此的简单的摩擦环制造。此外，在摩擦衬片原材料的一些合成物中，此纤维含量可能对后面的摩擦衬片的机械性能具有积极的影响。

摩擦衬片原材料还可以包括处于加工稠度的溶剂(特别是水或乙醇)。经常地，在这里所添加的粘合剂已经为溶解形式，例如随时可用的酚醛树脂溶液的形式。

在另一个实施方式中，摩擦衬片原材料还包括用于调整期望加工稠度的物质。特别地，该物质可以是增稠剂或触变剂或者影响假塑性的试剂。由于触变剂减小了在施加过程中的粘度，但是增加了在施加摩擦衬片原材料以后的粘度，因此触变剂使摩擦衬片原材料的加工更加方便。

在另一个实施方式中，摩擦衬片沿着周边方向具有中断和/或平坦或锥形横截面轮廓。特别地以凹槽的形式的这种中断，允许在摩擦衬片的区域中的良好的油循环，这使得在摩擦环的操作中产生的摩擦热量能更好地消散。

在摩擦环的另一个实施方式中，摩擦衬片具有多层结构。

这里，多层摩擦衬片至少可以包括具有不同摩擦衬片原材料的两个摩擦衬片层。这使得不太费力就能非常精确地调节摩擦衬片的期望的摩擦特性。