(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に湿式作動クラッチまたは変速装置に用いるための、摩擦リングを製造する方法であって、 前記摩擦リングは、キャリアと、摩擦ライニングとを備え、  摩擦ライニング開始材料が、少なくとも、熱硬化性結合剤および充填剤の混合物であり、前記熱硬化性結合剤はフェノール樹脂であり、 寸法安定性のあるペースト状加工粘度を有する摩擦ライニング開始材料を、前記摩擦ライニング開始材料を両側で縁取る追加の型を有することなく、前記キャリア上に施与するステップａ）と、 前記摩擦ライニング開始材料を処理するステップであって、前記摩擦ライニング開始材料が最終的に硬化して、ほぼ固体最終粘度を有する前記摩擦ライニングを形成する、ステップｂ）とを含む、方法。
【請求項２】
前記摩擦ライニングが、実質的に繊維を有さないように製造されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記摩擦ライニングが、繊維、特に小繊維化されない繊維を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記繊維の質量分率が、前記摩擦ライニングの固体分率の１％から２０％の範囲内にあることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記摩擦ライニング開始材料が、前記加工粘度において、溶媒を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記摩擦ライニング開始材料が、所望の加工粘度を調整するための物質を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記摩擦ライニングが、周囲方向に途切れ部を有し、および／または平坦または円錐の断面輪郭を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記摩擦ライニングが、多層構造を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記多層摩擦ライニングが、異なる摩擦ライニング開始材料を有する少なくとも２つの摩擦ライニング層を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記摩擦ライニングが、その摩擦表面の領域内に摩擦粒子、特にコークス粒子を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記熱硬化性結合剤の分率が、前記摩擦ライニングの高さ（ｈ）にわたって変化し、特に前記キャリアから摩擦表面に向かって減少することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれかに記載の方法を備える湿式作動複式ディスク摩擦システムを製造する方法。
【請求項１３】
前記湿式作動複式ディスク摩擦システムが、少なくとも１つのシンクロナイザリングを含む変速装置、湿式作動ブレーキ、または湿式作動クラッチであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
キャリアおよび摩擦ライニングを含む摩擦リングを製造する方法であって、  キャリアを提供するステップａ）と、  前記摩擦ライニングが設けられる、前記キャリアの表面を事前に調製するステップｂ）と、  実質的に寸法安定性のあるペースト状加工粘度の摩擦ライニング開始材料を、前記摩擦ライニング開始材料を両側で縁取る追加の型を有することなく、前記事前調製された表面上に施与するステップｃ）と、  前記摩擦ライニング開始材料を処理するステップであって、前記摩擦ライニング開始材料が最終的に硬化して、ほぼ固体最終粘度を有する前記摩擦ライニングを形成する、ステップｄ）とを含み、  摩擦ライニング開始材料が、少なくとも、熱硬化性結合剤および充填剤の混合物であり、前記熱硬化性結合剤はフェノール樹脂である方法。
【請求項１５】
前記ペースト状摩擦ライニング開始材料が、ステップｃ）において、少なくとも１つの定量ポンプを用いて施与されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップｃ）において、前記摩擦ライニング開始材料が、前記キャリアの１回転中、前記事前調製された表面上に施与されることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
ステップｃ）において、前記摩擦ライニング開始材料が、前記キャリアの複数の回転中、前記事前調製された表面上にらせん状に施与されることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１８】
ステップｃ）の後、摩擦粒子が、前記ペースト状摩擦ライニング開始材料上に施与されることを特徴とし、さらに好ましくは、前記摩擦ライニング開始材料の前記処理中、ステップｄ）において、前記摩擦粒子が前記摩擦ライニング開始材料内に少なくとも部分的に浸透することを特徴とする、請求項１４から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
ステップｄ）において、前記摩擦ライニング開始材料が、乾燥および／または高温プレスされることを特徴とする、請求項１４から１８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば湿式作動クラッチまたは変速装置で使用され得るような、キャリアおよび摩擦ライニング（内側部、裏打ち部）を含む摩擦リングに関する。本発明は、さらに、そのような摩擦リングを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦リングの品質、すなわち全耐用年数にわたる摩耗挙動および摩擦係数にとって決定的なものは、摩擦ライニングである。一方では、基本的に、高い摩擦係数が、ギア転換挙動を改善するために望まれる。他方では、摩擦リングの耐用年数を長くするために摩耗をできる限り小さくすることが求められる。加えて、摩擦リングを全体のコストを低くして製造することが可能でなければならない。
【０００３】
紙材料から作製された摩擦ライニングを含む摩擦リングが、知られている。その製造方法により、以下において「摩擦紙」と称されるこの材料は、シートの形態で供給される。次いで個々の摩擦ライニングのセグメントが、摩擦紙シートから切り出され、キャリア上に、たとえば接着付けされるなどで被着される。ここでの欠点は、切断破棄物が不可避であることである。加えて、摩擦紙を製造するためのコストは、比較的高いものである。
【０００４】
また、摩擦ライニングを流動状態でキャリア上に施与し、そこで固化するためのさまざまな試みも知られている。そのような方法の１つの例が、ＤＥ１０  ２００８  ０３６  ３３２で見出されており、ここでは、スクリーン印刷プロセスと同様に、流動性の摩擦ライニング組成物を施与することを可能にするために充填用型がキャリア上に置かれる。施与後、摩擦ライニング組成物は、たとえばＵＶ放射を用いて乾燥され硬化される。使用される摩擦ライニング組成物に関しては、不完全な詳細事項しか、上記で述べた公開特許出願では与えられていない。このプロセスに伴う問題に加えて、プロセスおよび機能の適切な要求事項を同程度まで満たす適切な材料は、現在のところ知られていない。この理由のため、このタイプの関心深い手法を首尾よく実践に移すことは現在まで可能になっていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、摩擦ライニングを有する摩擦リングであって、コスト効率良く製造できると同時に、摩擦係数挙動および摩耗に対する要求事項を満たす、またはさらにはこれを上回る摩擦リングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、キャリアおよび摩擦ライニングを含む摩擦リングであって、摩擦ライニング（形成）開始材料が、少なくとも、熱硬化性結合剤および充填剤の混合物であり、摩擦ライニング開始材料が、非流動性のペースト状加工粘度を有し、摩擦ライニングが、キャリア上での加工後に最終固体粘度を有する、摩擦リングによって本発明に従って達成される。
【０００７】
好ましく使用される熱硬化性結合剤は、フェノール樹脂であり、使用される充填剤は、特に、たとえばグラファイトなどの有機充填剤である。この混合物の成分の適切な比により、得られた摩擦ライニング開始材料は、ペースト状加工粘度を有する混合物である。この混合物は、この関連では、粘性が約１Ｐａ・ｓから約１００Ｐａ・ｓまでの間、好ましくは１〜５０Ｐａ・ｓであるときに「ペースト状」と称される。この範囲の粘性では、摩擦ライニング開始材料は、事前調製された表面上に問題なく施与することができ、摩擦ライニング開始材料を両側で縁取りするために充填用型を液密式にキャリアに嵌合させる必要はない。このため、摩擦係数および摩耗挙動を顕著に損なうことなく、摩擦リングの製造をかなり簡略化する。
【０００８】
摩擦リングの特に有利な変形の実施形態では、摩擦ラインニングは、実質的に繊維を有さないように生成される。実際、繊維、特に摩擦紙の製造に利用される原繊維を含む繊維は、摩擦ライニング開始材料の加工性に有害な影響を及ぼす。さらには、繊維を有さない摩擦ライニングはまた、特に摩擦係数および摩耗に関するすべての技術的要求事項を満たすことができることも見出されている。
【０００９】
代替の変形の実施形態では、摩擦ライニングは、特定の含有量の繊維、特に原繊維化（小繊維化、フィブリル化）されない繊維を有する。
【００１０】
繊維の質量分率は、このとき、好ましくは、摩擦ライニングの固体分率の約１％から約２０％の範囲内である。そのような低い、好ましくは１桁の割合の原繊維化されない繊維は、依然としてペースト状加工粘度を可能にし、したがって簡単な摩擦リングの製造を可能にする。さらには、摩擦ライニング開始材料の一部の組成では、この繊維含有量は、その後の摩擦ライニングの機械的特性に好ましい影響を与えることができる。
【００１１】
摩擦ライニング開始材料は、加工粘度において、特に水またはエタノールの溶媒を追加的に含むことができる。結合剤は、すでに溶解された形態で、たとえばすぐ使用できるフェノール樹脂溶液の形態でここに加えられることが多い。
【００１２】
別の実施形態では、摩擦ライニング開始材料は、所望の加工粘度を調整するための物質を追加的に含む。これは、特に、濃化剤もしくはチキソトロピック剤、または疑似塑性に影響を与える作用剤でよい。チキソトロピック剤は、施与中に粘性を低減させるが、摩擦ライニング開始材料の施与後に粘性を上昇させるため、摩擦ライニング開始材料の加工を容易にする。
【００１３】
別の実施形態では、摩擦ライニングは、途切れ部および／または平坦または円錐の断面輪郭を周囲方向に有する。特に溝の形態のそのような途切れ部は、摩擦ライニングの領域内に良好な油循環を可能にし、それによって摩擦リングの作動時に発生する摩擦熱のより良好な分散を可能にする。
【００１４】
摩擦リングの別の実施形態では、摩擦ライニングは多層構造を有する。
【００１５】
ここでは、多層摩擦ライニングは、異なる摩擦ライニング開始材料を有する少なくとも２つの摩擦ライニング層を含むことができる。このため、所望の摩擦ライニングの摩擦特性を少しの労力で非常に正確に調整することが可能になる。
【００１６】
摩擦リングの別の実施形態によれば、摩擦ライニングは、その摩擦表面の領域内に、摩擦粒子、特にコークス粒子を含有する。たとえば、摩擦粒子は、摩擦ライニング開始材料の乾燥および硬化に先立って摩擦ライニングのその後の摩擦表面上に施与され、摩擦ライニング内に少なくとも部分的に浸透する。摩擦粒子は、ここではかなり粗いものでよく、摩擦ライニング上にカバー層を構成することができ、このカバー層は、所望の場合は、さらに閉じられる。
【００１７】
さらに、熱硬化性結合剤の分率は、摩擦ライニングの高さにわたって変化し、特に、キャリアから摩擦表面に向かって減少することができる。
【００１８】
本発明による摩擦リングは、変速装置内のシンクロナイザリングとしての使用、および湿式作動の複式ディスク摩擦システム、特に湿式作動クラッチおよび湿式作動ブレーキに特に適している。
【００１９】
本発明の目的を達成するために、キャリアおよび摩擦ライニングを含む摩擦リングを製造する方法もまた実現される。この方法では、最初にキャリアが提供される。次いでキャリアの表面、すなわち、摩擦ライニングが設けられる表面が事前調製される。引き続いて、摩擦ライニング開始材料が、実質的に寸法安定性のあるペースト状加工粘度で、摩擦ライニング開始材料を両側で縁取る追加の型を有することなく、事前調製された表面上に施与される。この後、摩擦ライニング開始材料が処理され、最終的に硬化して、ほぼ固体最終粘度を有する摩擦ライニングを形成する。本発明による方法を用いることにより、特に良好な摩耗挙動によって差別化される摩擦ライニングを少しの労力で生成することができる。
【００２０】
特に、硬化した摩擦ライニングの表面（摩擦表面）は平坦である。
【００２１】
ペースト状摩擦ライニング開始材料が、少なくとも１つの定量ポンプを用いて施与されることが特に好ましい。そのような定量ポンプはまた、分配容器とも称され、少しの労力を伴って、キャリアの事前調製された表面上に摩擦ライニング開始材料を正確に分与し位置決めすることを可能にする。
【００２２】
方法の変形形態では、摩擦ライニング開始材料は、キャリアの１回だけの回転中、事前調製された表面上に施与される。摩擦ライニング開始材料は、最初から、後で得られる摩擦ライニング寸法に適合された断面輪郭を伴ってここに施与され、これにより、キャリアを摩擦ライニングで非常にすばやくコーティングすることが可能になる。
【００２３】
方法の代替の変形形態では、摩擦ライニング開始材料は、キャリアの複数の回転中、事前調製された表面上にらせん状に施与される。このため、その後の摩擦ライニングの輪郭付けを摩擦ライニング開始材料の施与中にできるだけ早く実施することが可能になる。ここでの輪郭付けは、らせん状の長手方向溝からなり、この溝は、摩擦ライニングの領域内の油循環に好ましい効果を与え、したがって作動時に生成された摩擦熱のすばやい分散を可能にする。
【００２４】
摩擦ライニング開始材料をキャリア上に施与した後、方法の別の変形形態では、摩擦粒子、たとえば、摩擦効果を有する粗いコークス粒子が、ペースト状摩擦ライニング開始材料上に施与される。好ましくは、これらの摩擦粒子は、摩擦ライニング開始材料のその後の処理中に摩擦ライニング開始材料内に少なくとも部分的に浸透する。
【００２５】
摩擦ライニング開始材料は、好ましくは、キャリア上に施与された直後に乾燥され得る。たとえば、高温空気、赤外線放射または赤外線誘導を用いたこの乾燥プロセスの結果、摩擦ライニング開始材料は予備硬化され、このとき粘度はペースト状から固体へと強固になるように推移する。
【００２６】
この任意選択の乾燥プロセスの後、摩擦ライニング開始材料は高温プレスされ得る。このプロセスにおいて、摩擦ライニング開始材料は、十分に硬化し、その正確な最終サイズに仕上げられる。
【００２７】
本発明の別の特徴および利点は、図を参照して以下の好ましい実施形態の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態による摩擦ライニングを有する摩擦リングの製造のステップを示す概略図である。
【図２】第１の実施形態による摩擦ライニングを有する摩擦リングの製造のステップを示す概略図である。
【図３】第１の実施形態による摩擦ライニングを有する摩擦リングの製造のステップを示す概略図である。
【図４】第１の実施形態による摩擦ライニングを有する摩擦リングの製造のステップを示す概略図である。
【図５】第１の実施形態による摩擦ライニングを有する摩擦リングの製造のステップを示す概略図である。
【図６】摩擦ライニング開始材料の施与中の第２の実施形態による摩擦リングの図である。
【図７】図６による摩擦リングを貫通するＶＩＩ−ＶＩＩで切り取られた断面図である。
【図８】摩擦リング完成後の図６による摩擦リングを貫通するＶＩＩ−ＶＩＩで切り取られた断面図である。
【図９】摩擦ライニング開始材料の施与が変更された、図６による摩擦リングを貫通するＶＩＩ−ＶＩＩで切り取られた断面図である。
【図１０】摩擦ライニング開始材料の施与がさらに変更された、図６による摩擦リングを貫通するＶＩＩ−ＶＩＩで切り取られた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、湿式作動クラッチの摩擦ディスクのキャリア１０を示しており、このキャリアは、好ましくは金属製である。キャリア１０は、ここでは概略的にのみ図示されており、トルク変速装置に働く内側または外側に設けられた歯のいかなるもの、または同等構造（溝、スプライン輪郭など）は示されていない。
【００３０】
摩擦ライニング１２は、キャリア１０の少なくとも１つの側に施与されることが意図される。この目的のため、キャリア１０の表面１４、すなわち摩擦ライニング１２が施与されるべき表面が、活性化される。これは、図２の矢印１６によって示され、摩擦ライニング１２とキャリア１０の間の連結を強化する。活性化プロセスは、化学的に、または環境面から、好ましくはサンドブラスティングまたはショットピーニングによって機械的に実施されてよい。
【００３１】
図３によれば、最初に中間接着層１８が、活性化された表面１４上に施与され、次いで、実質的に寸法安定性のある、ペースト状加工粘度の摩擦ライニング開始材料２０が、中間接着層１８上にさらに施与される。キャリア１０の事前調製された表面１４を除けば、このペースト状粘度（たとえば、回転レオメータを用いて求められた、約１Ｐａ・ｓから約１００Ｐａ・ｓまでの間の粘性値）により、横方向に摩擦ライニング開始材料２０を縁取る追加の型は必要でなく、その結果、摩擦リングを製造する方法がかなり簡略化される。
【００３２】
摩擦ライニング開始材料２０における熱硬化性結合剤の分率が十分に高いとき、代替の実施形態では中間接着層１８を無くすことさえもでき、その理由は、この摩擦ライニング開始材料２０が、硬化中、さらなる対策を全く必要とすることなく活性化された表面１４に結合するためである。
【００３３】
摩擦ライニング開始材料２０の施与は、分配容器とも称される定量ポンプ２２を用いて行われる。
【００３４】
混合物の形態で存在する摩擦ライニング開始材料２０は、定量ポンプ２２によって精密な分量に分割され、キャリア１０の事前調製された表面１４上に正確に位置決めされる。ここでは、混合物の粘度は、混合物がキャリア１０上に施与された後、いかなる外的影響も発生しない限り、摩擦ライニング開始材料２０がその断面形状（高さｈ、幅ｂ、ｂ’）を維持するように選択される。この高さの粘性は、摩擦ライニング開始材料２０がキャリア１０上で「水平に流れる」こと、すなわち、断面高さｈが連続的に減少しながら断面幅ｂが連続的に増加する望ましくない効果を、無視できるほど小さくする。
【００３５】
キャリア１０上に施与した後、摩擦ライニング開始材料２０は乾燥され（図４を参照）、この目的のために乾燥装置２４が使用され得る。引き続いて、摩擦ライニング開始材料２０は高温プレスされ、それによって硬化して完成品の摩擦ライニング１２を形成し、その元の高さｈの約６０％まで圧縮され、最終的には、摩擦ライニング１２の所望の目標高さが得られるまでになる。高温プレスプロセスは、図５において、カレンダローラ２６によって概略的に記号表記されている。
【００３６】
高温プレス後、摩擦ライニング１２でコーティングされたキャリア１０は、完成品の摩擦リング２８として取り出すことができる。
【００３７】
摩擦ライニング開始材料２０がキャリア１０に施与された時点で、摩擦粒子２７、たとえばコークス粒子が、ペースト状摩擦ライニング開始材料２０上に任意選択で施与されてよい。摩擦ライニング開始材料２０の処理、乾燥、硬化に先立って、これらの摩擦活性粒子２７は、たとえば摩擦ライニング１２のその後の摩擦表面３２上に分散され、特に摩擦ライニング開始材料２０の高温プレス中にその後の摩擦ライニング１２内に少なくとも部分的に浸透する。摩擦粒子２７は、かなり粗いものでよく、摩擦ライニング１２上に、カバー層３４、特に閉じられたカバー層３４を形成することができる（図３および４を参照）。
【００３８】
好ましくは、完成品の摩擦ライニング１２の圧縮剛性比は、４０％未満である。圧縮剛性比は、摩擦ライニング１２の全体変形に対する可塑変形の比を示しており、これは、標準化された圧縮試験で確立され得る。摩擦紙とは異なり、すなわち摩擦紙が圧縮負荷にかけられたときに比較的高い可塑変形が生じる場合とは異なり、繊維を有さない、または低い含有量の実質的には原繊維化されない繊維を有する、本発明による摩擦ライニング１２の組成は、比較的小さい可塑変形と共に高い弾性変形性が得られるように調整することができる。これは、数多くの負荷サイクルにわたって摩擦挙動を一定にするという目的において有利なものである。
【００３９】
特に好ましくは、圧縮剛性比は、３０％未満であり、特に２０％未満である。圧縮負荷時に摩擦ライニング１２の挙動をこれらの値に調整することにより、負荷がかけられた際の摩擦ライニング１２に関する最適な特性値が得られる。
【００４０】
本発明の好ましい実施形態によれば、摩擦ライニング１２の多孔率が６０ｃｍ２／ｍｍ３を上回るように実現される。多孔率は、材料表面と孔容積の間の比を明示する。高い多孔率は、摩耗挙動の目的において有利である。
【００４１】
特に好ましくは、多孔率は、７０ｃｍ２／ｍｍ３を上回り、特に８０ｃｍ２／ｍｍ３を上回る。このようにして、摩擦ライニング１２が設けられた摩擦リング２８の特に高い安定性が得られる。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態によれば、摩擦ライニング１２の摩耗比は、６０°Ｃの油温度において３ｍｍ３／ＭＪ未満になるように実現される。摩耗比は、摩耗と実施された摩擦仕事の間の関係を明示する。本発明による摩擦ライニング１２は、摩擦紙で達成可能な摩耗比よりもかなり高い摩耗比を達成することを可能にする。
【００４３】
特に好ましくは、摩耗比は、２．５未満、特に２未満である。そのような摩擦ライニング１２は、摩擦紙の３倍良好な摩耗挙動を有する。
【００４４】
図５に示すような平坦ディスクとしての摩擦リング２８の形状とは異なり、他の幾何学的形状が使用されてもよい。代替の幾何学的形状を有する摩擦リング２８の例示的な実施形態が、図６から９に示されている。ここでは摩擦リング２８は、円錐形の、すなわち円錐台形のキャリア１０を含み、このキャリアには、その内側の部分に摩擦ライニング１２が設けられる。代替的にまたは付加的に、摩擦ライニング１２によるコーティングはまた、当然ながらキャリア１０の外側にも考えられる。
【００４５】
図６は、摩擦ライニング開始材料２０が、定量ポンプ２２を用いてキャリア１０の事前調製された表面１４上に施与されるときのキャリア１０の軸線方向の正面図を示している。定量ポンプ２２は、ここでは固定されるように配置され、一方で回転装置内にクランプ留めされたリング形状のキャリア１０は、その軸線Ａの周りで回転される（矢印２９を参照）。しかし、方法の他の変形形態では、リング形状のキャリア１０が固定されるように配置され、定量ポンプ２２が、摩擦ライニング開始材料２０の施与中に回転される。
【００４６】
図７は、図６によるキャリア１０を貫通するＶＩＩ−ＶＩＩにおいて切り取られた断面を示している。定量ポンプ２２が摩擦ライニング開始材料２０を、摩擦ライニング１２のその後の所望の幅ｂをすでに直接的に伴って、キャリア１０上に施与することがここでは明らかである。この実施形態では、その後の摩擦ライニング１２用の摩擦ライニング開始材料２０全体が、キャリア１０の１回のみの回転中、事前調製された表面１４上に施与される。図６から８によれば、摩擦ライニング１２の所望の幅ｂは、キャリア１０の幅Ｂの半分におおよそ対応する。代替策として、摩擦ライニング開始材料２０はまた、特に、キャリア１０の全体幅Ｂにおおよそ対応する幅ｂで施与されてもよい。
【００４７】
図８は、完成した後の摩擦リング２８、すなわちキャリア１０上の摩擦ライニング開始材料２０を硬化して固体粘度を有する摩擦ライニング１２を形成した後の摩擦リングを示している。摩擦ライニング１２が、周囲方向に溝３０の形態の途切れ部を有することが明確に示されている。溝３０の外側では、摩擦ライニング１２は、平坦な、または代替的には円錐の断面輪郭を有する。
【００４８】
溝３０は、回転装置内にクランプ留めされたキャリア１０が、その軸線Ａの周りを矢印２９の方向に連続的に回転され、定量ポンプ２２による摩擦ライニング開始材料２０の供給が選択的に中断されるという点で、特に簡単なやり方で生成することができる。溝３０は、摩擦ライニング１２の領域内の良好な油循環を可能にし、その結果、摩擦リング２８の作動時に発生した摩擦熱をすばやく分散させることができる。図示する例示的な実施形態では、摩擦ライニング１２は、複数の、すなわち少なくとも２つの別個のブロックから構成され、これらのブロックの間には、個々の溝３０が設けられる。この形状により、溝３０は、摩擦ライニング１２の製造中にすぐに有利な方法で生成することができ、このとき摩擦ライニング開始材料２０の施与後にさらなる加工ステップは必要でない。
【００４９】
代替の形状によれば、溝３０が、摩擦ライニング１２の材料中の窪み部として形成されるように実現される。この形状は、摩擦ライニング１２、したがって均一で、連続的であり、所定の場所にのみ溝３０が設けられた摩擦ライニング１２を用いる基本的概念に基づく。これらの溝３０は、たとえば、摩擦ライニング１２が完全に硬化される前に摩擦ライニング１２にプレスされてよい。このようにして、後の溝３０内でのフライス削りに比べて、摩擦リング２８の製造費用が低減される。
【００５０】
別の代替の形状では、摩擦ライニング１２が多層構造を有することも考えられる。これは、破線で引かれた層境界３２によって図８に示されている。１つだけの定量ポンプ２２が使用されるとき、この場合の摩擦ライニング開始材料２０は、たとえば、キャリア１０または定量ポンプ２２の複数の回転にわたって施与される。
【００５１】
油循環、したがって摩擦熱の分散をさらに高めるために、少なくとも１つの溝が、周囲方向に設けられてもよい。そのような溝を有する摩擦ライニング１２は、摩擦ライニング開始材料２０を狭小のらせんストリップとして施与することによって生成することができる。このタイプの形状は、図９に示されている。ここでは、摩擦ライニング開始材料２０は、定量ポンプ２２を用いて幅ｂ’＜＜ｂを有するように施与される。このプロセスにおいて、リング形状のキャリア１０は、その軸線Ａの周りを矢印２９の方向に回転されるだけでなく、わずかではあるが一定の（図９によれば左への）軸線方向の送りを受け、それにより、キャリア１０の複数の回転後、摩擦ライニング開始材料２０は、キャリア１０の所望の幅ｂにわたってらせん形状で延びるようになる。十分な軸線方向の送りにより、らせん状の溝をこのようにして実現することができ、この溝の幅は、軸線方向の送りが少なくなるにつれて低減される。軸線方向の送りが非常に小さい（キャリアの回転当たりのｂ’より小さい）とき、摩擦ライニング開始材料２０の軸線方向の重なりを有する実施形態もまた考えられる。これにより、方向性（異方性）の特性を摩擦ライニング１２内に得ることが可能になる。
【００５２】
例として図６から１０に示す溝３０から考えを進めて、さまざまな溝の幾何学形状または溝輪郭もまた考えられることがはっきりと強調される。溝３０は、たとえば、湾曲形状で通っても、周囲または軸線方向に角度を付けて延びても、または摩擦ライニング１２の部分領域のみに設けられてもよい。キャリア１０の回転と、定量ポンプ２２を用いた摩擦ライニング開始材料２０の供給の中断と、必要であれば軸線方向の送りとの間の相互作用を利用することにより、そのようなタイプの溝形状もまた少しの労力で生成することができる。
【００５３】
さらには、摩擦ライニング１２は、特に異なる摩擦ライニング開始材料２０、２０’が使用されるとき、施与プロセスを複数回通過することによって多層構造が与えられ得る。代替策として、所望の層化は、摩擦ライニング開始材料２０または摩擦ライニング開始材料２０、２０’が施与されるとき、複数の定量ポンプ２２を同時に利用することによって得ることができる。
【００５４】
例として、図１０は、摩擦ライニング開始材料２０を２つの定量ポンプ２２を用いてキャリア１０上に施与するための変形形態を示している。これらの定量ポンプ２２は、異なる摩擦ライニング開始材料２０、２０’を施与することができ、それにより、異なる層特性を有する多層摩擦ライニング１２が得られる。軸線方向にずらした定量ポンプ２２の配置（図１０）により、軸線方向の層化が得られ、キャリア１０の適切な回転および対応する軸線方向の送りにより、異なる摩擦ライニング開始材料２０、２０’が軸線方向に交互になる。他方で、周囲方向にずらした定量ポンプ２２の配置により、層境界３２によって図８で示すように、径方向の層化が得られる。
【００５５】
特別な変形の実施形態では、異なる摩擦ライニング開始材料２０、２０’が、多層摩擦ライニング１２の摩擦ライニング層ごとに使用される。
【００５６】
説明した摩擦リング２８の本質的特徴は、摩擦ライニング１２の組成である。摩擦ライニング１２の摩擦ライニング開始材料２０、２０’は、少なくとも、熱硬化性結合剤および有機充填剤の混合物であり、この混合物は、非流動性のペースト状加工粘度を有し、摩擦ライニング１２は固体最終粘度を有する。
【００５７】
樹脂、特に粉末レゾールフェノール樹脂が、熱硬化性結合剤に使用され得る。樹脂の質量分率は、広範囲の可変のものである。摩擦ライニング１２の固体分率における樹脂の分率の下限値は、十分な樹脂が、充填剤および必要な場合に設けられた繊維を結合して耐久性のある摩擦ライニング１２を形成するのに利用できなければならないという要求事項から起因する。固体分率における樹脂の分率の上限値は、摩擦ライニング１２が、その強度および摩耗耐性のために特定の分率の充填剤を含まなければならないという要求事項に起因する。固体分率における樹脂の分率の好ましい値は、たとえば１５％から５０％、好ましくは約３５％である。
【００５８】
摩擦ライニング１２の特性をさらに高めるために、摩擦リング２８の一部の実施形態では、熱硬化性結合剤の含有量は、摩擦ライニング１２の高さｈにわたって変化することができ、特に、キャリア１０から摩擦表面３２に向かって減少することができる。これは、図８に示すような特に多層摩擦ライニング１２では少しの労力で実行可能である。
【００５９】
好ましい実施形態によれば、摩擦ライニング１２が耐熱充填剤を含有するように実現される。耐熱充填剤は、摩擦特性および摩耗挙動を改善する。用語「充填剤」は、ここでは、単一材料の充填剤および充填剤を一緒に構成する異なる材料の混合物の両方の総称として使用される。
【００６０】
充填剤の質量分率は、固体分率の最大８５％までになることができる。固体分率の６０％から７０％、特に約６５％の範囲の充填剤の質量分率が、特に有利であることが判明している。これらの値は、摩擦ライニング１２のコストとパフォーマンス挙動の間の良好な妥協点であることが見出されている。
【００６１】
グラファイトが、充填剤としての使用に特に適しており、その理由は、その特性が、関係する温度において変化しないためである。しかし代替的には、コークス、摩擦ダストまたは同様のものが充填剤として使用されてもよい。
【００６２】
摩擦ライニング開始材料２０、２０’の所望の粘性を得るために、またその加工を容易にするために、好ましい実施形態では、摩擦ライニング１２は、実質的に繊維を有さないように実現される。実際に、摩擦ライニング１２は、繊維を含有しなくても、摩擦係数および摩耗に関する要求事項を満たすことが見出されている。
【００６３】
摩擦リングの代替の実施形態では、摩擦ライニング１２は、少ない繊維含有量を含み、繊維の質量分率は、１％から２０％の範囲内にあり、好ましくは、摩擦ライニング１２の固体分率の約５％までになる。繊維は、主に、好ましくは原繊維化されない繊維であり、それにより、所望の粘度を調整することができ、簡単な加工性がもたらされる。摩擦ライニング開始材料２０、２０’の特定の組成に応じて、このある程度の低さの繊維含有量はまた、摩擦ライニング１２の機械的特性の改善に寄与することもできる。
【００６４】
使用される繊維は、基本的には、所要の温度抵抗、特に４００℃より高い溶融または分解温度を有するいかなるタイプの繊維でもよい。特に適しているのは、炭素繊維、ガラス繊維、フェノール樹脂繊維、ポリアクリロニトリル繊維および／またはメラミン繊維である。これらの繊維の特別な特徴は、これらが、比較的短い長さを有すること、特にこれらが１ｍｍを超えない長さであるということにある。特に好ましくは、繊維の長さは、最大０．３ｍｍおよびそれ以下である。
【００６５】
摩擦ライニング開始材料２０、２０’は、加工粘度において、たとえば水、メタノールまたはエタノールなどの溶媒を含むことができる。特に好ましくは、水が加えられるが、その理由は、水の使用が、コスト面および環境面の両方から有利なものであるためである。溶媒を別個に加える代わりに、たとえばフェノール樹脂溶液の形態の、すでに溶解された形態の結合剤を加えることも可能である。
【００６６】
所望の加工粘度を調整するために、濃化剤またはチキソトロピック剤が、任意選択で摩擦ライニング開始材料２０、２０’に加えられてもよい。チキソトロピック剤は、施与中にその粘性を低減するが、摩擦ライニング開始材料２０、２０’の施与後にその粘性を上昇させるため、摩擦ライニング開始材料２０、２０’の加工を容易にする。
【００６７】
好ましくは、層状ケイ酸塩のグループからのチキソトロピック剤が利用されるが、その理由は、これらが、高温作動時でも摩擦および摩耗挙動に影響を与えないためである。
【００６８】
加えて、スメクタイトのグループからのチキソトロピック剤が、摩擦ライニングにおける使用に特に適することが判明している。
【００６９】
特に好ましくは、チキソトロピック剤はリチウムイオンを含有する。これもまた、高温において永久的に高い摩耗負荷にさらされる摩擦リング２８に使用する目的において有利なものである。
【００７０】
上記で説明した摩擦リング２８は、車両変速装置におけるシンクロナイザリングとしての使用に、また車両の湿式作動複式ディスク摩擦システム、特に湿式作動クラッチまたはブレーキにも特に適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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