Die Erfindung betreffen ein Verfahren zur Herstellung eines Nasslaufreibbelages, bei welchem durch Poren ein Öl an eine in Öl laufende Einrichtung abgegeben wird, so- wie ein Nasslaufreibbelag.

Reibbeläge, die in Öl laufenden Einrichtungen, wie Kupplungen und Doppelkupplungen, Automatikgetriebe, Wandler und Lock-up und Synchronisationen verwendet werden, dienen dazu, die Relativbewegung der Kupplungsscheiben zueinander anzugleichen. Aus der DE 697 26 641 T2 ist ein zweischichtiges Reibungsmaterial bekannt, welches aus einem faserigen Grundstoff besteht. Dieser faserige Grundstoff weist eine Oberschicht und eine Unterschicht auf, die während eines Papierherstellungs- Nassverfahrens miteinander verbunden werden. Dabei wird die Unterschicht aus Reibungsmaterial gebildet, das Fasern und/oder Füllstoffe und/oder Reibungsteilchen umfasst. Die Oberschicht aus Reibungsmaterial umfasst ebenfalls Fasern und/oder Füllstoffe und/oder Reibungsteile und wird oben auf der Unterschicht gebildet. Ein solches Reibungsmaterial ist besonders geeignet zur Anwendung in modernen Getriebesystemen und Bremssystemen in der Kraftfahrzeugindustrie, wo es vorzugsweise in nassen Kupplungssystemen eingesetzt wird.

Solche Nasslaufreibbeläge werden in einem klassischen Papierherstellungsprozess erzeugt und einer anschließenden Harzimprägnierung unterzogen. Die Eigenschaften des Nasslaufreibbelages werden unter anderem durch die Porosität, wie Porengröße und Porenverteilung, und ein definiertes mechanisches Materialverhalten geprägt, das insbesondere das Kompressions- und Rückerholungsverhalten unter der Lebensdauer beschreibt. Die Abstimmung dieser Merkmale ergibt im Wesentlichen die Reibeigen- Schäften des Materials mit dem Ziel über den Schaltvorgang der Kupplung eine Ölversorgung des Reibkontaktes zu gewährleisten. Die Papierrohstoffe, der Papierherstellungsprozess und die anschließende Verklebung des Papiers müssen auf dieses Verhalten hin optimiert sein. Die während des Papierherstellungsprozesses ausgebildete Permeabilität (Durchlässigkeit), insbesondere der Oberschicht, unterliegt dabei auf- grund der Rohstoff- und Prozessschwankungen häufig einer Streuung, so dass die Ölabgabe durch einen über die Papierdicke uneinheitlichen stofflichen Aufbau über weite Grenzen variiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Nasslaufreibbelages anzugeben, bei welchem die Ölabgabe genau auf die jeweiligen Applikationsbedingungen abstimmbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Poren durch einen Perfo- rationsvorgang ausgebildet werden. Durch die Ausbildung der Poren mittels des Perforationsverfahrens wird die Permeabilität des Nasslaufreibbelages direkt auf die jeweilige Applikationsbedingung abgestimmt. Der mittels Perforation hergestellte Nass- laufreibbelag bewirkt dabei eine Blendenwirkung bei der Ölabgabe. Die Blendenwirkung ist dabei reproduzierbar und mit verhältnismäßig geringem Aufwand einstellbar. Da der separate Perforationsvorgang unabhängig vom Papierherstellungsprozess erfolgt, lässt sich die gewünschte Permeabilität des Nasslaufreibbelages einfach einstellen.

Vorteilhafterweise werden die Poren durch Laserperforation ausgebildet. Dieses porenbildende Laserperforationsverfahren erlaubt die Einstellung einer weiten Spanne von Porendurchmesser und eine hohe Anzahl von Lochsequenzen in einem vorgegebenen Zeitraum, weshalb eine für das Applikationsverfahren ausgewählte Permeabilität einfach einzustellen ist.

In einer Alternative werden die Poren durch mechanische Perforation ausgebildet. Eine weitere Alternative besteht darin, dass die Poren durch Mikroperforation, vorzugs- weise durch elektrostatische Entladungen ausgebildet werden. Bei Nasslaufreibbelä- gen, welche mit den unterschiedlichen Perforationsverfahren behandelt werden, kann die Blendenwirkung des Nasslaufreibbelages hinsichtlich der Ölabgabe kontrolliert und vom Anwendungsfall abhängig eingestellt werden.

In einer Ausgestaltung wird eine Oberschicht des Nasslaufreibbelages mittels des Perforationsverfahrens behandelt und anschließend, vorzugsweise in einem Kaschie- rungsprozess, auf eine Basisschicht aufgebracht. Bei diesem Kaschiervorgang werden die Oberschicht und die Basisschicht des Nasslaufreibbelages durch eine

Restreaktivität des enthaltenden Bindemittels der Oberschicht und/oder der Basisschicht miteinander verbunden, wobei das verbleibende Bindemittel als Klebstoff ge- nutzt wird.

Alternativ wird die Oberschicht auf die Basisschicht aufgebracht und anschließend die Poren der Oberschicht mit dem Perforationsverfahren ausgebildet. Der aus zwei Schichten gebildete Nasslaufreibbelag besitzt somit für die Herstellung der Poren eine höhere Stabilität und ist besser handhabbar.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Nasslaufreibbelag für eine in Öl laufende Einrichtung, welcher Poren zur Ölabgabe an die Einrichtung aufweist. Bei einem Nasslaufreibbelag, bei welchem die Reibeigenschaften genau auf den jeweiligen App- likationsprozess abstimmbar sind, sind die, durch Perforation erzeugten Poren in einem einschichtigen Reibmaterial ausgebildet und weisen eine, von der Perforation abhängige Porengröße und/oder Porendichte auf. Durch Anwendung des Perforationsvorganges kann die Porengröße jederzeit so gewählt werden, dass zum einen die hydraulische Blendwirkung des Nasslaufreibbelages optimiert wird und zum anderen kein Risiko besteht, dass die Poren verstopfen oder zuschmieren, was z.B. durch Abbauprodukte des Getriebeöls passieren kann.

Vorteilhafterweise bildet das, durch Perforation erzeugte Poren aufweisende Reibmaterial eine Oberschicht, welche auf einer Basisschicht angeordnet ist, das eine höhere Porosität als die Oberschicht aufweist. Da die Basisschicht eine höhere Porosität aufweist, ist eine Aufnahme und Abgabe des Öls durch die Basisschicht schnell möglich. Die von der Oberschicht aufgrund der geringeren Porosität realisierte hydraulische Blendwirkung führt dazu, dass von außen Öl nur mit einer geringen Geschwindigkeit über diese Oberschicht ein- und austreten kann und somit gezielt das Öl von der Ba- sisschicht über die Oberschicht während des Reibvorganges abgegeben wird. Die mit Poren versehene Oberschicht kann hinsichtlich des Reibverhaltens durch die Porenausführungen und durch eventuell eingesetzte Belagrohstoffe optimal auf das gewünschte Reibverhalten abgestimmt werden. Das mechanische Verhalten der Basisschicht ist unabhängig von der Einstellung der hydraulischen Blendenwirkung optimal einstellbar. Somit erfolgt zwischen der, durch Perforationsverfahren behandelten Oberschicht und der Basisschicht eine Funktionstrennung.

In einer Variante ist die Oberschicht über eine Kaschierung oder eine separate Klebschicht mit der Basisschicht verbunden. Montagetechnisch ist dieser Vorgang sehr schnell und kostengünstig ausführbar. Die Oberschicht kann auch durch einen Nass- prozess während der Papierherstellung oder durch ein gängiges Papierbeschich- tungsverfahren, wie z. B. Roller-Coaten, Curtain Coating oder Sprühbeschichten ausgebildet werden. In einer Weiterbildung durchdringen die, durch Perforation ausgebildeten Poren die Oberschicht partiell oder vollständig. Die Tiefe des Eindringens der Poren in die Oberschicht kann dabei unabhängig vom Herstellungsprozess des Nasslaufreibbelages und je nach angewandtem Perforationsverfahren eingestellt werden. Aufgrund der Verwendung des Perforationsverfahrens lassen sich spezielle Porenmuster verwirklichen, d.h. die Anordnung der Poren der Oberschicht des Nasslaufreibbelages beein- flusst dabei die Reibwertperformance des Nasslaufreibbelages. Darüber hinaus werden für die Oberschicht auf die Funktion der Blendwirkung hin optimierte

Belagrohstoffe eingesetzt, welche beispielsweise hochtemperaturstabile Fasern und/oder Bindemittel sind. Somit erfolgt eine optimale Anpassung an die Applikationsbedingungen des Nasslaufreibbelages.

In einer Ausführungsform bestehen die Oberschicht und/oder die Basisschicht aus einem papierähnlichen Material. Somit können vergleichsweise günstige Papierrohstoffe für den Nasslaufreibbelag verwendet werden. Alternativ bestehen die erste und/oder die Basisschicht aus einem duroplastischen und/oder keramischen Material. Diese Materialien bieten sich insbesondere zur Einstellung einer hohen hydraulischen Blendwirkung der Oberschicht an.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Poren in einem einschichtigen Material durchgehend oder in beliebiger Tiefe und einer vorgegebenen geometrischen Anord- nung ausgebildet.

In einer Weiterbildung ist der Durchmesser der Poren rund oder oval oder eckig ausgestaltet.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Nasslaufreibbelages.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nasslaufreibbela- ges 1 , wie er in einer Kupplung eines Fahrzeuges zum Einsatz kommt. Der Nasslaufreibbelag 1 besteht aus zwei Schichten. Eine Basisschicht 2 weist eine hohe Porosität auf, um Öl aufzunehmen. Aufgrund der hohen Porosität besitzt diese Basisschicht 2 eine hohe Öleindring- und abgabegeschwindigkeit. Die auf dieser Basisschicht 2 angeordnete Oberschicht 3 weist demgegenüber eine niedrigere Öleindringgeschwindig- keit auf, was bedeutet, dass die Oberschicht 3 gegenüber der Basisschicht 2 eine ge- ringere Permeabilität besitzt. Die Schichten 2 und 3 sind durch einen Kaschiervorgang miteinander verbunden.

Die Oberschicht 3 weist dabei Poren 4 auf, die durch einen Laserperforationsvorgang eingebracht werden. Dieser Laserperforationsvorgang erfolgt dabei unabhängig vom eigentlichen Herstellungsverfahren des Nasslaufreibbelages 1 . Mittels des Laserperfo- rationsverfahrens wird das Muster der Poren 4, die Porengröße und auch die Porentiefe eingestellt. Im vorliegenden Fall durchdringen die Poren 4 die gesamte Oberschicht 3. Die Schichtdicke der Oberschicht 3 und die Porendichte können dabei in Abhängigkeit des Applikationsvorganges genau eingestellt werden, womit die hydraulische Blendenwirkung der Oberschicht 3 und somit die Ölabgabe aus der Basis- schicht 2 an die Umgebung der Kupplung infolge der Druckbeaufschlagung des Nasslaufreibbelages 1 genau eingestellt wird.

In einem besonders günstigen Herstellungsprozess bilden die Basisschicht 2 und die Oberschicht 3 einen Papierverbund. Diese beiden Schichten 2, 3 werden in einem Papierherstellungsnassverfahren hergestellt und miteinander kaschiert oder während des Papierherstellungsprozesses direkt miteinander verbunden. Nach der Fertigstellung des Nasslaufreibbelages 1 werden in die Oberschicht 3 die Poren 4 durch Laserperforation eingebracht. Bei der Laserperforation kann ein weiter Perforationsdurchmesser von 50 nm bis 500 μιτι erzielt werden. Die Lochsequenz, welche während einer Sekunde beim Laserperforationsverfahren erreicht wird, beträgt 1 ,5 bis 16 Millio- nen Poren. Dies ist bei einer Porendichte von bis zu 500 Poren pro cm ² möglich.

Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Basisschicht 2 und die Oberschicht 3 unabhängig voneinander hergestellt werden, wobei die Oberschicht 3 zunächst durch das Laserperforation mit Poren 4 versehen wird und anschließend durch Kaschierung oder durch eine separate Kleberschicht auf die Basisschicht 2 aufgebracht wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Oberschicht 3 des Nasslaufreibbelages 1 mit einer geschlossenen Oberfläche versehen sein, was z.B. durch einen

Calandriervorgang ermöglicht wird. Anschließend erfolgt das Öffnen der Oberfläche der Oberschicht 3 durch Laserperforation. Bei der Laserperforation kann die Porentiefe unterschiedlich tief gelegt werden. Sie können dabei nur partiell oder wie bereits beschrieben, durchgängig die Oberschicht 3 durchdringen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Porentiefe bis zum Basispapier vordringt. Das erläuterte Verfahren ist aber nicht nur auf ein Laserperforationsverfahren beschränkt. So können auch mechanische Perforationsverfahren, wie beispielsweise ein Heiß- oder Kaltnadelperforationsverfahren ausgeführt werden.

Darüber hinaus können auch elektrostatische Mikro- oder Nano-Perforationen flächenmäßig oder zonenmäßig zum Einsatz kommen, bei welchen die erzielbare Loch- große im Bereich von 0,1 bis 3000 μιτι Durchmesser der Poren 4 liegt. Durch Entwicklungen in der Schaltungstopologie zur Erzeugung sehr feiner, stromgesteuerter Hoch- spannungsentladungsimpulse mit kurzer zeitlicher Dauer im Bereich von 0,5 bis 20 s und einzelnen Ladungsenergie von 0,2 bis 1 mJ kann die Nanotechnologie zur Sub- mikroperforation in diesem Bereich verwendet werden.

Bezugszeichenliste Nasslaufreibbelag

Basisschicht

Oberschicht

Poren