具有改善的抗磨损性的摩擦衬片、包括这种摩擦衬片的干式离合器以及制造这种衬片和 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种摩擦衬片(1)，其尤其用于机动车辆的干式摩擦离合器中。以质量计，所述摩擦衬片包括10?20％的玻璃纤维。以质量计，90％以上的所述玻璃纤维汇集为长度大于2.5mm和/或小于4mm的玻璃纤维束的形式。以数量计，多于30％以上的所述玻璃纤维束具有大于0.5mm的宽度。本发明还涉及一种包括这样的摩擦衬片的离合器，以及涉及制造这种衬片和这种离合器的方法。
【专利说明】
具有改善的抗磨损性的摩擦衬片、包括这种摩擦衬片的干式离合器以及制造这种衬片和这种离合器的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种摩擦衬片，其尤其是用于干式离合器的摩擦衬片，该干式离合器尤其是用于机动车辆的干式离合器。根据本发明的摩擦衬片可由此尤其用于手动变速器的离合器或干式双离合器中。本发明还涉及一种包括这样的摩擦衬片的离合器，以及一种用于制造这样的摩擦衬片和这样的离合器的方法。
【背景技术】
[0002]—般性地，干式运行的机动车辆离合器包括摩擦盘，该摩擦盘在其每个面上承载被固定到支撑件上的摩擦衬片，该支撑件可选地是共用的。该支撑件被固定到与变速箱的输入轴接合的花键配合毂上。扭转减振器通常夹置于摩擦衬片的一个或多个支撑件和花键配合毂之间。此外，传统地，在两个摩擦衬片之间放置有累进装置。
[0003]摩擦盘在工作时被放置在一方面的反作用盘和另一方面的、离合器机构的压盘之间，该反作用盘直接或间接地连接到车辆的发动机的曲柄，该离合器机构包括环形膜片和连接到反作用盘的壳体，该环形膜片轴向促动压盘，该压盘与壳体旋转连接，同时能够相对于壳体以受限的方式轴向移动。
[0004]在离合接合位置上，摩擦盘的衬片被夹紧在反作用盘和压盘之间，使得热机的旋转力矩被传递至变速箱的输入轴。
[0005]摩擦衬片必须允许向着变速箱传递发动机的力矩，反之亦然。为此，衬片必须具有多个机械特性，如良好的耐热性。此外，摩擦衬片必须在摩擦衬片表面上具有相对高且一致的摩擦系数，以向变速箱传递发动机力矩。摩擦衬片还必须具有良好的抗磨损性，即其摩擦系数还必须在离合器的使用寿命期间(至少在初始的磨合阶段之后)保持大致恒定。在离合器的使用寿命期间，摩擦衬片的厚度也不可以过大地变化。此外，摩擦衬片的摩擦系数还必须尽可能地小地变化，而不管该摩擦衬片的磨损。这对于干式双离合器的摩擦衬片是特别重要的。这些离合器实际上是被电子操控的。电子控制装置因为必须能够适应多变的使用条件(如在摩擦衬片的摩擦系数变化的情况中)，因此是更加复杂且成本更加高昂的。
[0006]已知连续玻璃纤维束式的摩擦衬片。在这样的摩擦衬片中，卷绕单一束以形成摩擦衬片的基部的环形机械结构。连续玻璃纤维束由此允许确保这样的摩擦衬片抵抗由于受离心作用而断裂的抗断强度。然而，这样的衬片由于使用大量的玻璃纤维及由于其实现方法而成本高昂。其实现方法实际上包括在连续束上基质和填充物的浸渍、干燥，以及成形，然后是包覆模制步骤。
[0007]此外，文献JP-A-2008 231 172提出了一种摩擦衬片，该摩擦衬片通过一种合成物的模制而制成，该合成物包含通过施油(ens image)而汇集为束的形式的切断的玄武岩纤维(des fibres de basalte)。施油意于放入确保纤维之间的粘合的粘结剂。根据JP-A-2008231 172，相对于玄武岩纤维的质量，所使用的粘结剂的量以质量计为0.2-0.5%。
[0008]然而，已观察到，按在JP-A-2008231 172中所指示的量使用粘结剂不允许获得具有令人满意的抗磨损性的摩擦衬片。
[0009]此外，DE-A-32 25 214描述了一种摩擦衬片，其以质量计包括5_60%的玻璃纤维。其中，玻璃纤维呈切断的束的形式，在形成摩擦材料期间切断的束的粘合性不被改性。已知地，切断的玻璃纤维束则具有填充摩擦性的功能。根据DE-A-32 25 214，这样的摩擦材料能够通过混合来获得，但没有明确说明混合的参数。实际上，已知该混合倾向于损坏切断的玻璃纤维束的粘合性。此外，DE-A-32 25 214没有提供任何关于束的定义或其尺寸的指示。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的在于提供一种不具有上述缺陷的摩擦衬片。特别地，本发明旨在提供一种具有改善的抗磨损性并保持为易于实现的摩擦衬片。优选地，该摩擦衬片还具有稳定的摩擦系数。
[0011]为此，本发明提出一种摩擦衬片，尤其是用于干式离合器的摩擦衬片，该干式离合器特别是用于机动车辆，以质量计，其包括10-20%、优选地12-15%的玻璃纤维，以质量计，多于90%的所述玻璃纤维被汇集为长度大于2.5mm、优选地大于2.8mm并小于4_、优选地小于3.6mm的玻璃纤维束的形式，以数量计，多于30%的所述玻璃纤维束具有大于0.5mm的宽度。
[0012]实际上，令人惊讶地，发明人发现，摩擦衬片在其包括相对大量的大尺寸的切断的玻璃纤维束时具有改善的抗磨损性。
[0013]根据优选的实施方式，本发明具有单独或组合地采用的一个或多个以下特征:
[0014]-玻璃纤维束具有大于0.4mm、优选地大于0.45mm的平均宽度；
[0015]-以数量计，30%或更少的玻璃纤维束具有小于0.25mm的宽度；
[0016]-摩擦衬片以质量计包括:
[0017]-20-40%、优选地30-35%的粘结树脂;和/或
[0018]-0-5%的不同于玻璃纤维的纤维;和/或
[0019]-10-30 %、优选地20-25 %的其它有机成分;和/或
[0020]-补充至100%的其它无机成分，优选地为从10%、更优选地为从20%，至40%、更优选地为至30 %的其它无机成分；
[0021]-玻璃纤维:
[0022 ]-是E类型的，其以质量计包括:
[0023]ο 50-60%、优选地大致54%的非晶形S12;
[0024]ο 10-15%、优选地大致 14% 的 Al2O3;
[0025]ο 20-30%、优选地大致25%的CaO;
[0026]ο 0-5%、优选地3% 的MgO;和/或
[0027]-是粗纱类型的和/或施有与酚醛树脂和/或聚酯兼容的油，该油占了玻璃纤维的质量的0.5-2%，优选地占玻璃纤维的质量的0.8% ;和/或具有
[0028]-400-1000特克斯(tex)的单位长度质量，优选地等于600特克斯的单位长度质量，和/或
[0029]-大于0.55g/cm3、优选地大于0.6g/cm3，并小于Ig/cm3、优选地小于0.8g/cm3的表观密度，和/或
[0030]-2.2-3.2cm3/s的、优选地大致等于2.7cm3/s的流动速度；
[0031]-所述粘结树脂选自由热塑性酚醛树脂或甲阶热固性酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树月旨、RFL树脂、环氧树脂、聚甲基硅氧烷树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺及其混合物构成的集合;和/或
[0032]-所述其它有机成分选自由腰果壳(noixde cajou)、碳黑、石墨、活性炭、NBR橡胶、SBR橡胶及其混合物构成的集合;和/或
[0033]-所述其它无机成分选自由铜粉、黄铜粉、硫酸钡、碳酸钙、云母氧化铁、稳定型氧化锆、沸石、煅烧高岭土及其混合物构成的集合;和/或
[0034]-所述不同于玻璃纤维的纤维选自由聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、芳纶纤维、碳纤维及其混合物构成的集合。
[0035]根据另一方面，本发明涉及一种干式离合器，其特别地用于机动车辆，其包括至少一个如上文在其所有组合中所述的摩擦衬片，优选地包括至少两个、更优选地包括至少四个如上文在其所有组合中所述的摩擦衬片。
[0036]还根据另一方面，本发明旨在一种制造摩擦衬片的方法，该方法包括以下步骤:
[0037]a)提供呈切断的束的形式的玻璃纤维，
[0038]b)在设有混合器的槽中混合所述切断的束和所有其它成分，以形成混合物，
[0039]c)使混合物成形，尤其是通过在支撑件上的包覆模制，该支撑件优选地是金属的，
[0040]使所述玻璃纤维、所述其它成分以及使意于混合的步骤和意于使混合物成形的步骤适合于在步骤c)结束时获得如上文在其所有组合中所述的摩擦衬片。
[0041]所述步骤a)包括以下子步骤:
[0042]al)形成穿过具有微小空腔的台盘的玻璃纤维丝线，
[0043]a2)喷射包含粘合剂的水溶液，以将玻璃纤维丝线汇集在一起并由此形成丝线束，
[0044]a3)可选地，干燥所述丝线束，以形成玻璃纤维束，
[0045]a4)如有必要，切割丝线束或玻璃纤维束，例如通过设置有以所期望的切断长度间隔开的刀具的圆柱形辊，以及
[0046]a5)可选地，干燥所切断的丝线束。
[0047]所述混合器选自由叶片式混合器、犁铧式混合器、旋转刀具式混合器及其组合构成的集合。最后，本发明还涉及一种用于制造如上所述的离合器的方法，该离合器尤其是干式离合器，其特别是用于机动车辆的干式离合器，所述方法包括以下步骤:
[0048]i)提供如上文在其所有组合中所述的摩擦衬片，尤其是通过实施如上文在其所有组合中所述的制造方法；以及
[0049]ii)将所述摩擦衬片(I)组装到所述离合器中，以使得所述摩擦衬片能够选择性地被夹持在离合器的压盘和反作用盘之间。
【附图说明】
[0050]参照附图阅读以下说明，将更好地理解本发明，在附图中:
[0051 ]图1示出摩擦衬片的例子；
[0052]图2和图3示意性地示出不同的摩擦衬片中的两个剖视图；
[0053]图4示意性地示出实现如图1所示的摩擦衬片的方法；
[0054]图5和图6示意性地示出能够用于图4的方法中的混合装置的两个例子；
[0055]图7示意性地示出根据两个变型的用于提供切断的玻璃纤维束的方法；
[0056]图8示意性地示出用于确定切断的玻璃纤维束的流动速度的装置；
[0057]图9示出摩擦衬片的三个例子的摩擦表面的放大图；以及
[0058]图10示出图9的三个衬片的摩擦系数在磨损测试过程中的变化。
【具体实施方式】
[0059]纤维是指圆柱形实心体，其优选地具有圆形截面，其长度和其直径比值至少等于100、优选地至少等于250，并优选地小于500。
[0060]束(例如玻璃纤维束)是指彼此之间通过粘结剂连接以形成大致圆柱形主体(优选地具有圆形截面)的玻璃纤维部分的集合。一个束包括至少近百个不同的纤维部分，优选地包括数百来个、更优选地包括数千个、更优选地包括数万个不同的纤维部分。
[0061]束或纤维的长度是指其最大的尺寸，即其沿着其主要延伸方向的尺寸。
[0062]束或纤维的宽度或直径是指在与该束或纤维的主要延伸方向大致正交的平面中测量到的其横截面最大尺寸。
[0063]此外，树脂是指初始粘稠的化学合成物，其能够例如在热作用下(热固性树脂)通过交联而固化。
[0064]图1示出了用于机动车辆的干式离合器的环形摩擦衬片I。这样的衬片用于被联结到摩擦盘上，该摩擦盘可被夹紧在压盘和反作用盘之间，以便离合器传递力矩。这样的衬片尤其可用于传统的干式离合器或干式双离合器中。这些离合器传统地分别包括两个和四个摩擦衬片。
[0065]摩擦衬片包括径向内边缘2和径向外边缘3。摩擦衬片I还包括连接到加固件(例如钢制支撑件或金属片)的面和相对的摩擦面5。
[0066]在摩擦面5上，摩擦衬片I包括槽6。摩擦表面5还包括三个圆形的并与第一槽6相交叉的第二环槽8。槽6、8彼此规则地间隔开并在其之间限定块部9。
[0067]衬片I的厚度大约为2mm，其可以从1.5mm至4mm地变化。槽6、8的深度可在衬片I的厚度的25-100%之间变化。
[0068]摩擦衬片由包括玻璃纤维的材料制成。如在下文中将更详细地描述地，该材料是通过混合包括切断的玻璃纤维束的不同成分而获得的。如图2和图3所示，玻璃纤维则可以不同的形式存在于该摩擦衬片中，即:
[0069]-孤立的玻璃纤维10;
[0070]-互相交错的玻璃纤维12;或
[0071]-玻璃纤维束14，尤其是部分地丧失构成这些玻璃纤维束的玻璃纤维之间的粘合性的玻璃纤维束。
[0072]孤立和相互交错的玻璃纤维来自于这样的束:该束的粘合性由于混合而减小。
[0073]然而，发明人观察到，令人惊讶地，为了获得更好的抗磨损性，衬片应具有大量的尺寸相对大的玻璃纤维束，如图3所示，尤其是长度与宽度比值为5-7.5的玻璃纤维束。特别地，具有良好的抗磨损性的摩擦衬片在这样的情况下获得:衬片以质量计包括至少10% (优选地至少12%)和至多20% (优选地至多15%)的玻璃纤维，以质量计，存在于该衬片中的90%的玻璃纤维被汇集为长度大于2.5mm(优选地大于2.8mm)并小于4mm(优选地小于
3.6mm)的玻璃纤维束，以数量计，多于30%的玻璃纤维束具有大于0.5mm的宽度。
[0074]实际上，已观察到，当束具有小于0.5mm的宽度和或具有10-15的长度与宽度比时，这样的束不允许确保摩擦衬片的良好的抗磨损性。因此，要在摩擦衬片中避免这样的束。此夕卜，已经经受了构成束的玻璃纤维的分离的束打开或散开，这可导致孤立的纤维散布在摩擦衬片的基质中和/或多个纤维聚集为大致球形的玻璃纤维的相互交错的形式。玻璃纤维这样的分布导致摩擦系数的不稳定性，以及由于基质中较差地粘结的纤维的撕扯而导致磨损退化。因此要避免这些尺寸相对于初始束被减小的玻璃纤维聚集体。这就是优选地，以数量计，30 %或更少的玻璃纤维束具有小于0.25mm的宽度的原因。换句话说，以数量计，最多30%的玻璃纤维束具有小于0.25mm的宽度。
[0075]由于相同的原因，还有利的是，束的平均宽度(即束的宽度的代数平均值)大于0.4mm，优选地大于0.45mm。
[0076]除了以上已经提及的玻璃纤维以外，以质量计，摩擦衬片的构成尤其可包括:
[0077]-20-40%、优选地30-35%的粘结树脂;和/或
[0078]-0-5%的不同于玻璃纤维的纤维;和/或
[0079]-10-30%、优选地20-25%的其它有机成分;和/或
[0080]-补充至100%的其它无机成分，优选地为10-40%的其它无机成分。
[0081]粘结树脂尤其允许确保构成该摩擦衬片的材料的不同成分之间的粘结。粘结树脂还允许确保摩擦衬片的机械耐温性，尤其是在50-350°C的范围中。粘结树脂尤其可选自由热塑性酚醛树脂(通过酸性催化制备)或甲阶热固性酚醛树脂类型(通过碱性催化制备)的树脂、三聚氰胺甲醛树脂、间苯二酚甲醛乳胶树脂(即RFL树脂，RFL指“resorcinol-formaldehyde latex”)、环氧树脂、聚甲基硅氧烷树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂及其混合物构成的集合。
[0082]不同于玻璃纤维的纤维尤其可选自由聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、芳纶纤维、碳纤维以及这些纤维的混合物构成的集合。这些不同于玻璃纤维的纤维允许磨损、摩擦系数和机械耐温性的稳定化。
[0083]其它有机成分尤其可构成摩擦填充物。这些其它有机成分尤其可选自由腰果壳、碳黑、石墨、活性炭、丁腈橡胶(即NBR，uNitriIe-Butadien Rubber” )、苯乙稀-丁二稀橡胶(即SBR，“styrene-butadien rubber”)及其混合物构成的集合。橡胶允许通过缓冲离合器接合阶段期间的撞击而确保摩擦衬片的使用舒适度。
[0084]其它无机成分尤其可选自由铜粉、黄铜粉、硫酸钡、碳酸钙、云母氧化铁、稳定氧化锆、沸石、煅烧高岭土及其混合物构成的集合。这些其它无机成分在其它例子之间具有不同的功能，例如确保机械加强、热耗散、或增大摩擦系数。
[0085]根据本发明的摩擦衬片尤其可通过实施参照图4至图7所描述的以下方法来获得。
[0086]在第一阶段(步骤16)，提供切断的玻璃纤维束和掺入形成摩擦衬片的材料合成物中的其它成分。切割玻璃纤维束可以不同的方式实现。以下参照图7描述了两种替代性的方法。
[0087]在这两个例子中，首先在炉子中混合构成玻璃纤维的玻璃类型的材料并熔融该混合物，在1200-1500 °C之间连续不停地为所述炉子供给该混合物。该混合物由此首先在接近800°C时变得粘稠，然后变成液态，最后玻璃化。在1500°C下，混合物是均匀的，最后的气泡和杂质消失。合成物保持熔融大约48小时。
[0088]然后，在第二步骤18中，通过在大致等于800°C的温度下的拉伸进行拉丝，例如通过受重力和毛细管作用而流动穿过铂/镑制的拉丝模。拉丝模是具有微小空腔的台盘。根据丝线的拉伸和微小空腔的尺寸，所获得的玻璃纤维丝线的截面可为10-24μπι。熔融的玻璃则通过在拉丝模中被高速地拉伸而转化为玻璃纤维丝线。
[0089]在之后的步骤20中，进行丝线的施油。这些玻璃丝线则可围绕锭子卷绕，该锭子允许张紧丝线并由此允许其靠近。施油意于添加保护性有机覆层，以允许丝线聚集并由此形成束。该油在水基质中被喷射到所拉伸的丝线集合体上。该油尤其可在拉丝模的出口处被喷到丝线上。
[0090]然后，可以以图7中的两个平行分支所示出的两个不同的方式进行下去。
[0091]根据第一方式，或间接方法，在步骤22干燥连续玻璃纤维束，然后在步骤24切割这些连续玻璃纤维束。束被切断至所期望的长度，尤其为2.8-3.6mm的长度。这可以借助于设置有侧向凸出并以所期望的长度径向分离的刀具的圆柱形辊来实现。
[0092]替代地，实施所谓的直接切割方法，在该方法中，首先在步骤26切割丝线束，之后在步骤28进行丝线束的干燥，以由此在步骤30获得切断的玻璃纤维束。再次，束的切割也可借助于设置有刀具的辊实现。更精确地，在此，浸渍有其粘结油的连续束在润湿的状态下被圆柱形辊切断。
[0093]该切割方法是优选的，这是因为该方法允许确保束的玻璃纤维之间的更佳的粘合。此外，通过该切断方法，所获得的切断纤维被较小程度地改性。最后，该方法允许避免丝线之间的滑动。
[0094]可选地，玻璃纤维束则可被以质量计含量为10-20%的聚合物溶液预浸渍。该聚合物溶液可包含甲阶酚醛树脂和/或RFL树脂和/或SBR乳胶和/或NBR乳胶。该可选的预浸渍也可以在间接切断方法中于干燥束的步骤22和切割束的步骤24之间实现。
[0095]在提供玻璃纤维束和摩擦衬片的材料的其它成分之后，摩擦衬片制造方法继续第二混合(或粒化)步骤，该步骤是在设置有混合器的槽中混合切断的束和摩擦衬片的所有其它成分，以形成混合物。该混合步骤优选地在18-30 °C的温度范围中进行，以避免超过可能包含的有机聚合物的玻璃转化温度并由此避免导致所有成分的聚集，该聚集使得该混合物不可用。
[0096]图5示出了圆柱形槽34，其设置有具有犁铧36和刀具38的混合器。光滑或呈纹状(为了更好的黏着性)的犁铧36、以及刀具38被两个独立的驱动系统驱动旋转，这两个驱动系统每个包括马达40、42和驱动轴44、46，犁铧36和刀具38分别与驱动轴44、46联结。
[0097]槽34可具有50-200L的用于接收待混合的成分的可用容积，以用于总质量为20-1OOkg的待混合的成分，这些成分初始占据槽34的接收容积的30-70%。
[0098]在槽内部，可具有两个不同的犁铧宽度，较宽的处于槽34中间，较窄的(或半犁铧)更接近槽34的端部。
[0099]优选地，犁铧36的棱可以是钝的，以免损坏待混合的材料。犁铧的旋转速度是可被变换器调节的，例如在0-2000转/分钟之间。犁铧的作用在于使混合物均匀化，以形成粒料。在混合期间，犁铧的旋转速度可以在100-2000转/分钟之间选择。
[0100]刀具38允许在混合步骤的初始状态下以均匀的方式分开将不同的成分分散在槽中，并使粒化剂分布在材料之间。粒化剂尤其可以是包含或不包含化学粒化添加剂的水。刀具以100-3000转/分钟的速度旋转。优选地，这些刀不是在混合的整个期间一直被使用(因此不是在混合的整个期间一直被驱动旋转)，而是仅在该混合步骤中的一部分(尤其是初始部分)中被使用。例如，刀具可在混合步骤的整个期间的20至50%期间被使用。刀具的最大使用时间被设定为不破碎必须保持其初始长度的纤维。
[0101]使用如上所述的具有犁铧和刀具的混合器，可以例如通过在8-30分钟、优选地在12-25分钟期间(对于之前指出的在槽34中的成分的量)驱动犁铧旋转来实现混合。
[0102]在图6中，与图5的元件相同的元件具有相同的附图标记，并不再说明。在图6的例子中，混合器是具有叶片48和刀具38。
[0103]对于与上述参照犁铧式混合器所述的相同的料槽34和相同的待混合的成分的量，叶片48可以在整个混合步骤期间以100-1500转/分钟的速度被驱动旋转。该步骤在这里可以持续8分钟至30分钟，优选地为12-25分钟。刀具38优选地在10% (对于较长的混合步骤)至50% (对于较短的混合步骤)的混合步骤的时间期间被驱动旋转。
[0104]在混合步骤32之后，制造摩擦衬片的方法继续进行步骤50，该步骤将混合物的转移和在支撑件上(例如是金属的，尤其是钢制的)的热压，以使摩擦衬片成形。该支撑件确保摩擦衬片的抗裂功能。这样的制造方法能够允许实现除支撑物之外具有2.4mm或更小的厚度的摩擦衬片。该热压意于在例如100-300bar的压强之下和在例如140-220°C的温度下的热状态条件下，通过混合物的热压缩而使其包覆模制在支撑件上。作为变型，可通过借助于冷压缩实现预成形件、然后焙烧该预成形件实现摩擦衬垫的成形。
[0105]该制造方法然后可继续进行热稳定化和加工步骤52。该热稳定化可意于在数小时期间将摩擦衬片维持在例如200-300°C的温度下。其随后的加工尤其可允许平整摩擦衬片的表面(磨削)和/或实现摩擦衬片的固定孔。在该步骤结束时，获得在图1中所示的类型的摩擦衬片I，该摩擦衬片准备被组装到干式离合器中，以能够选择性地被夹持在该干式离合器的压盘和反作用盘之间。
[0106]为了获得具有最佳特性的摩擦衬片，所使用的玻璃纤维可满足一个或多个以下特征，优选地满足所有以下特征。
[0107]首先，玻璃纤维可以是E类型的。换句话说，玻璃纤维可以质量计包括:
[0108]-50-60%、优选地大致54%的非晶形(即非结晶的)S12 ；
[0109]-10-15%、优选地大致 14%、的Al2O3;
[0110]-20-30%、优选地大致25%的氧化钙CaO;
[0111]-0-5%、优选地3%的氧化镁MgO。
[0112]玻璃纤维还可以包括以下成分中的至少一种:
[0113]-碳酸钠，Na2CO3，质量比例为0.5_1%，优选地等于0.8%；
[0114]-三氧化硼，B2O3，质量比例为0-8%；
[0115]-(三)氧化铁，Fe2O3,质量比例为0-0.5%，优选地等于0.3%;以及
[0116]-二氧化钛，T12，质量比例为0-1 %，优选地等于0.5 %。
[0117]玻璃纤维可以是粗纱(Roving)类型的和/或施有与酚醛数值和/或聚酯树脂兼容的油，该油占玻璃纤维的质量的0.5-2%，优选地占玻璃纤维的质量的0.8%。当光学纤维通过施油而被汇集为束的形式时，其被称作是粗纱类型的。
[0118]玻璃纤维可具有400-1000tex的单位长度质量。该单位长度质量尤其可在切割玻璃纤维束之前测量。
[0119]实际上，已观察到，对于单位长度质量小于400tex的初始玻璃纤维，存在束中的玻璃纤维分离的风险，尤其是在混合步骤期间，该分离导致玻璃纤维部分地相互交错。这些相互交错形成毛球，已观察到毛球不利于摩擦衬片的抗磨损性和摩擦系数的一致性。特别地，对于单位长度质量等于260tex的玻璃纤维，已在某些测试中观察到直径大于5mm的、占最终混合物的质量的1-20%的相互交错物。对于单位长度质量大于400tex的玻璃纤维，没有观察到这样的相互交错或不是在这样的比例中，玻璃纤维的束保持粘合。
[0120]玻璃纤维可具有0.55g/cm3-lg/cm3的表观密度。优选地，该表观密度大于0.6g/cm3 ο还优选地，该表观密度小于0.8g/cm3。
[0121 ]所使用的玻璃纤维还可具有2.2-3.2cm3/s的流动速度，其优选地等于2.7cm3/s。
[0122]该流动速度尤其可如下通过使用如在图8中所示的流动速度确定装置54来确定。
[0123]该装置58包括振动传送机60，在这里，该振动传送机是KTG Engelhardt品牌PG0.1型号的振动传送机。在这里，振动传送机60具有三角形截面，其底边为8cm，侧边为6cm。该三角形的顶点在Icm的宽度上略微弯曲。振动传送机60具有39cm的长度。在这里，振动传送机60在距离振动传送机60的端部14cm处设有活门62，用于待测试的试样通过。在这里，振动传送机60由不锈钢制成。振动传送机60的振动频率和幅度可借助于电位器来调节。
[0124]装置58还包括漏斗64，用于接收达到振动传送机60的端部处的试样。该漏斗具有截锥形截面，其大直径为8cm、小直径为0.8cm、高度为6cm。漏斗64还具有长度为3cm且截面为0.8cm的颈部68。
[0125]最后，装置58包括体积管68，用于收集穿过漏斗64的颈部68的试样。
[0126]对于振动传送机60的给定振动频率和幅度，将定义为每单位时间填充体积管68的纤维的体积，纤维的通过在漏斗的开口66被堵塞时停止。换句话说，流速等于:当漏斗开口被堵塞时，体积管68中的纤维体积与该开口被堵塞所必需的时间的比值。
[0127]为了调节待测试的纤维在振动传送机中的位移，使用筛选校准玻璃珠。这是尺寸为3.35mm的Whitehouse Scientif ic珠，即尺寸接近所期望的玻璃纤维长度的珠子。将25g的尺寸为3.35mm的校准珠放置在振动传送机60中的14cm的长度上，同时活门62是关闭的。对于电位器调节到4.5，100%的珠子(或多或少差一个珠子)在23秒(或多或少差3秒)的时间从振动传送机流向漏斗。对于其它的电位器，要进行调节以获得校准玻璃珠的相同的流动速度。
[0128]为了确切实施试样本身的测试，将50g的试样放置在振动传送机60中，活门62是关闭的。测量意于检测试样由于形成堵塞而停止穿过漏斗64的开口流向体积管68。试管中的试样体积根据流动时间来测量，流动时间即试验开始和形成阻止试样从漏斗64流向体积管的堵塞之间的时间。
[0129]在图9中，示出了基于不同的玻璃纤维实现的摩擦衬片的表面的放大图，此外衬片的混合物的构成是相同的。
[0130]试样A对应于E类型的玻璃纤维，其具有的单位长度质量为204tex、表观密度为0.49g/cm3、流速为1.2cm3/s。此外，束中的玻璃纤维所施的油是酚醛类型的。
[0131]试样C对应于E类型的玻璃纤维，其具有的单位长度质量为600tex、表观密度为
0.64g/cm3、流速为2.8cm3/s的。此外，束中的玻璃纤维所施的油是酚醛类型的。
[0132]试样D对应于E类型的玻璃纤维，其具有的单位长度质量为996tex、表观密度为
0.9g/cm3、流速为3.2cm3/s的。此外，束中的玻璃纤维所施的油是酚醛类型的。
[0133]如在图中可见，在试样A的情况下，成分的混合的实现导致束大程度地散开。纤维的粘合不一直是令人满意的，并产生玻璃纤维的相互交错。观察到小的纤维束表面。
[0134]此外，试样A的纤维的束的散开导致混合步骤期间在混合物槽中的混合物的体积的增大。这会在混合器处导致机械应力。机械混合力的增大还加快温度由于混合物成分之间的摩擦而升高。如果时间不调节到较短的时长，可能会超过树脂的玻璃化转变温度，并可能会发生成分的大程度的胶合，使得最终的混合物不可用。
[0135]玻璃纤维束的散开还减小玻璃纤维和混合物的流速，使得这些材料的转移由于可能形成的堵塞而是困难的、甚至是不可行的。
[0136]纤维束的散开还可导致所存在的材料的可能的分离。由此，例如，密度更大的铜和黄铜，密度中等的玻璃，和粘结树脂以及其它有机成分不再根据其各自的密度以均匀并且可重复的方式分布。所获得的材料因此是不均匀的。
[0137]最后，玻璃纤维束的散开减小混合物的密度。如果该密度过小，对于恒定的最终部件质量，有效体积就更大。然而，用于使摩擦衬片成形的模具的容量是固定的，在这些条件下其可能是不足够的。焙烧环境(如有需要)在增大用于机器和工具的空间这方面不再是有灵活性的。
[0138]相反地，在试样C和D的情况下，以与试样A相同的参数实现混合，不存在基础玻璃纤维束的打开的问题，束保持粘合。观察到大的玻璃纤维束表面。
[0139]对于试样C和D的纤维，不存在纤维分开和打开，这允许在槽中具有稳定的体积。混合机械力保持大致恒定，成分的加热被限制。不出现上述尤其是关于玻璃纤维束流速、混合物转移和成形的其它问题。
[0140]图10示出了试样A、C、D的摩擦系数在磨损测试过程中的变化。
[0141]磨损测试意于使设有两个相同的摩擦衬片的手动变速器离合器经受3600个、在3000N的荷载下实现的离合循环。这些循环代表了:在平的地面上以低的使用能量(在此为9KJ)起动，在倾斜地上以中等的使用能量(在此为43KJ)起动，以及在倾斜地上以具有大的使用能量(在此为81KJ)的牵引起动。
[0142]如在图10中可见，摩擦系数在试样C和D的情况下比在试样A的情况下大致更加恒定。特别地，试样C和D的摩擦系数在低温下、尤其是60-100°C的温度下比试样A的摩擦系数更好。
[0143]此外，在该测试之后测量了摩擦衬片的厚度。观察到:
[0144]-包含试样C的玻璃纤维的摩擦衬片在荷载下的厚度的减小比包含试样A的玻璃纤维的摩擦衬片的小12% ;并且
[0145]-包含试样D的玻璃纤维的摩擦衬片在荷载下的厚度的减小比包含试样A的玻璃纤维的摩擦衬片的小24%。
[0146]当然，本发明不限于以上给出的说明。相反地，在所附权利要求的范围内，本发明能够有本领域的技术人员可理解的多种变型。
[0147]例如，摩擦衬片的几何构造绝不限于上述图1中示出的几何构造。摩擦衬片可具有任何形状，其优选地具有环形形状。
【主权项】
1.一种摩擦衬片(I)，其尤其用于干式离合器，特别是用于机动车辆的干式离合器，以质量计，所述摩擦衬片包括10-20%的玻璃纤维，优选地包括12-15%的玻璃纤维，以质量计，多于90 %的所述玻璃纤维被汇集为长度大于2.5mm的玻璃纤维束(14)的形式，优选地为长度大于2.8mm并小于4mm的玻璃纤维束(14)的形式，优选地为长度小于3.6mm的玻璃纤维束(14)的形式，以数量计，多于30%的所述玻璃纤维束(14)具有大于0.5mm的宽度。2.根据权利要求1所述的摩擦衬片，其中，所述玻璃纤维束(14)具有大于0.4mm的平均宽度，优选地具有大于0.45mm的平均宽度。3.根据权利要求1或2所述的摩擦衬片，其中，以数量计，30%或更少的所述玻璃纤维束(14)具有小于0.25mm的宽度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的摩擦衬片，其以质量计还包括: -20-40 %的粘合剂树脂，优选地为30-35 %的粘合剂树脂;和/或 -0-5 %的不同于玻璃纤维的纤维;和/或 -10-30 %的其它有机成分，优选地为20-25 %的其它有机成分;和/或-补充至100%的其它无机成分，优选地为从10%、更优选地为从20%，至40%、更优选地为至30%的其它无机成分；5.根据上述权利要求中任一项所述的摩擦衬片，其中，所述玻璃纤维: -是E类型的，以质量计，其包括: ο 50-60 %的非晶形S12，优选地为大致54 %的非晶形S12; ο 10-15%的Al2O3,优选地为大致14%的Al2O3; ο 20-30%的CaO，优选地为大致25%的CaO; ο 0-5 %的MgO，优选地为3%的MgO;和/或 -是粗纱类型的和/或施有与酚醛树脂和/或聚酯兼容的油，该油占了玻璃纤维的质量的0.5-2%，优选地占玻璃纤维的质量的0.8% ;和/或具有 -400-1000特克斯的单位长度质量，优选地等于600特克斯的单位长度质量，和/或-大于0.55g/cm3、优选地为大于0.6g/cm3，且小于lg/cm3、优选地小于0.8g/cm3的表观密度，和/或 -2.2-3.2cm3/s的流动速度，优选地为大致等于2.7cm3/s的流动速度。6.根据上述权利要求中任一项所述的摩擦衬片，其中: -所述粘合剂树脂选自由热塑性酚醛树脂或甲阶热固性酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、RFL树脂、环氧树脂、聚甲基硅氧烷树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺及其混合物构成的集合；和/或 -所述其它有机成分选自由腰果壳、碳黑、石墨、活性炭、NBR橡胶、SBR橡胶及其混合物构成的集合;和/或 -所述其它无机成分选自由铜粉、黄铜粉、硫酸钡、碳酸钙、云母氧化铁、稳定型氧化锆、沸石、煅烧高岭土及其混合物构成的集合;和/或 -所述不同于玻璃纤维的纤维选自由聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、芳纶纤维、碳纤维及其混合物构成的集合。7.—种离合器，尤其是干式离合器，特别地是用于机动车辆的干式离合器，包括至少一个根据上述权利要求中任一项所述的摩擦衬片(I)，优选地包括至少两个、更优选地包括至少四个根据上述权利要求中任一项所述的摩擦衬片(I)。8.—种用于制造摩擦衬片(I)的方法，其包括以下步骤: a)提供呈切断的束的形式的玻璃纤维， b)在设置有混合器的槽(34)中混合所述切断的束和所有其它成分，以形成混合物， c)使混合物成形，尤其是通过在支撑件上进行包覆模制使混合物成形，该支撑件优选地是金属的， 使所述玻璃纤维、所述其它成分以及使意于混合的步骤和意于使混合物成形的步骤适合于在步骤c)结束时获得根据权利要求1至6中任一项所述的摩擦衬片(I)。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述步骤a)包括以下子步骤: al)形成穿过具有微小空腔的台盘的玻璃纤维丝线， a2)喷射包含粘合剂的水溶液，以将玻璃纤维丝线汇集在一起并由此形成丝线束， a3)可选地，干燥所述丝线束，以形成玻璃纤维束， a4)如有必要，切割丝线束或玻璃纤维束，例如通过设置有以所期望的切断长度间隔开的刀具的圆柱形辊，以及 a5)可选地，干燥所切断的丝线束。10.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述混合器选自由叶片(48)式混合器、犁铧(36)式混合器、旋转刀具(38)式混合器及其组合构成的集合。11.一种用于制造根据权利要求7所述的离合器的方法，该离合器尤其是干式离合器，其特别是用于机动车辆的干式离合器，所述方法包括以下步骤: i)提供根据权利要求1至6中任一项所述的摩擦衬片(I)，尤其是通过实施根据权利要求8至10中任一项所述的制造方法提供;以及 ii)将所述摩擦衬片(I)组装到所述离合器中，以使得所述摩擦衬片能够选择性地被夹持在离合器的压盘和反作用盘之间。
【文档编号】C08K7/14GK106062061SQ201480076937
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年3月14日
【发明人】I.阿利克斯, J.科蒂纽, J.德雷恩, J-L.特洛特
【申请人】法雷奥摩擦材料公司