Werkstoffliche und tribologische Charakterisierung organisch gebundener Reibbeläge für trockenlaufende Doppelkupplungsgetriebe

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der werkstofflichen und tribologischen Charakterisierung von organisch gebundenen Reibbelägen für den Einsatz in trockenlaufenden Doppelkupplungsgetrieben. Die Verwendung organisch gebundener Reibbeläge auf Phenolharzbasis in Fahrzeugkupplungen hat seit 1930 Bestand und entspricht noch immer dem aktuellen Stand der Technik. Bedingt durch die Entwicklung verschiedener Arten trockenlaufender Kupplungssysteme in Verbindung mit steigenden Komfortansprüchen an diese, ist eine gezielte werkstoffliche Modifizierung der Reibbeläge notwendig. Die systematische Analyse der Eigenschaftsbeziehungen zwischen der Reibbelagzusammensetzung und den tribologischen Funktionskenngrößen soll einen Beitrag zur anwendungsspezifischen Entwicklung zukünftiger Reibbeläge leisten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine werkstoffliche Methodenbasis erarbeitet, die mechanische, thermische, thermophysikalische und topographische Charakterisierungsmethoden umfasst. Mittels dieser Methoden wurden die einzelnen Reibbelagkomponenten zunächst charakterisiert. In einem nächsten Schritt ist eine anwendungsnahe Matrix von 11 Reibbelägen in Modellabmessungen entwickelt worden, in der jeweils immer nur eine Komponente in ihrem Anteil verändert worden ist. Die entwickelten Reibbeläge wurden zur tribologischen Charakterisierung auf einem Reibbelagkomponentenprüfstand einem speziellen Prüfprogramm unterworfen. Als Reibgegenpart diente hierbei EN GJL 250. Die Ergebnisse der tribologischen Charakterisierung sind für die weitere Betrachtung in ein relatives Bewertungsschema überführt worden. Basierend auf diesen Ergebnissen konnte die Funktionsrelevanz der einzelnen Komponenten für Reibbeläge von trockenlaufenden Doppelkupplungen abgeleitet werden. Des Weiteren sind die 11 Reibbeläge im Neuzustand mit den entwickelten werkstofflichen Charakterisierungsmethoden untersucht worden. Im Anschluss sind die Werkstoffkenngrößen den tribologischen Kennwerten gegenübergestellt worden, wobei Zusammenhänge zwischen Werkstoffkenngrößen und tribologischen Eigenschaften der Reibbeläge aufgedeckt und beschrieben werden konnten.