AT517814A2 - Method for producing a steel friction plate for a friction clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Reiblamelle (10) mittels der folgenden Schritte: - es wird ein Stahlblech bereitgestellt, das auf mindestens einer Seite mit einer Makrostrukturierung (20) versehen wird, - aus dem Stahlblech wird ein Reiblamellenrohling herausgetrennt, der zu einem ringförmigen Lamellenkörper (14) weiterverarbeitet wird.The invention relates to a method for producing a friction disk (10) by means of the following steps: - a steel sheet is provided which is provided on at least one side with a macrostructure (20), - from the steel sheet a Reiblamellenrohling is separated out, to a annular lamellar body (14) is further processed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Stahl-Reiblamelle für eine Reibungskupplung.The invention relates to a method for producing a steel friction plate for a friction clutch.
Reiblamellen und Reibungskupplungen mit solchen Reiblamellen werden verwendet, um eine reib- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen mindestens zwei Wellen herzustellen. Beispiele sind schaltbare Kupplungen, wie sie beispielsweise in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, oder nicht schaltbare Kupplungen, wie sie beispielsweise als Differentialsperre bei einem Kraftfahrzeug-Differentialgetriebe eingesetzt werden. Üblicherweise wird bei einem solchen ebenen Reibsystem ein Lamellenkörper aus Stahl verwendet, der auf seinen Hauptflächen (also der Vorder- und der Rückseite) mit einer Sinter-Beschichtung oder einer Molybdän-Beschichtung versehen ist. Diese werden meist in einem mehrschichtigen Aufbau hergestellt. Insgesamt führt dies zu einem komplexen Herstellvorgang und erhöhten Herstellungskosten.Friction plates and friction clutches with such friction plates are used to produce a frictional or non-positive connection between at least two shafts. Examples are switchable clutches, such as those used in a transmission of a motor vehicle, or non-switchable clutches, such as those used for example as a differential lock in a motor vehicle differential gear. Usually, in such a planar friction system, a lamellar body made of steel is used, which is provided on its main surfaces (ie the front and the back) with a sintered coating or a molybdenum coating. These are usually produced in a multi-layered construction. Overall, this leads to a complex manufacturing process and increased production costs.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Reiblamelle bereit zu stellen, die sich durch ein gutes Preis/Leistungs-Verhältnis auszeichnet.The object of the invention is to provide a friction plate, which is characterized by a good price / performance ratio.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Reiblamelle vorgesehen, bei dem ein Stahlblech bereitgestellt wird, das auf mindestens einer Seite mit einer Makrostrukturierung versehen wird. Aus dem Stahlblech wird ein Reiblamellenrohling herausgetrennt, der zu einem ringförmigen Lamellenkörper weiterverarbeitet wird.To achieve this object, a method for producing a friction plate is provided according to the invention, in which a steel sheet is provided, which is provided on at least one side with a macrostructuring. From the steel sheet a Reiblamellenrohling is cut out, which is processed into an annular disk body.
Eine Reibungskupplung, die mindestens eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Reiblamelle enthält, verwendet eine reine Stahl/Stahl-Reibpaarung. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass auf die bisher immer für nötig erachteten Beschichtungen verzichtet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Herstellungskosten, da das Ausgangsmaterial für die Reiblamellen in der Form eines Coils aus Stahlblech bereit gestellt werden kann, das bereits mit der gewünschten Makrostrukturierung versehen ist. Es ist daher nicht notwendig, jede Reiblamelle einzeln zu bearbeiten, um eine Makrostrukturierung vorzusehen.A friction clutch containing at least one friction blade made by the method of the invention uses a pure steel / steel friction pairing. According to the invention, it has been recognized that it is possible to dispense with the coatings that have hitherto always been deemed necessary. The process according to the invention is particularly advantageous in terms of production costs, since the starting material for the friction disks can be provided in the form of a steel sheet coil already provided with the desired macrostructuring. It is therefore not necessary to machine each friction plate individually to provide macrostructuring.
Der Begriff „Makrostrukturierung“ bezeichnet hier eine Strukturierung, deren Abmessungen (also beispielsweise Tiefe oder Breite der Strukturen) erheblich größer sind als die Abmessungen von mikroskopischen Strukturierungen (beispielsweise die Oberflächengestalt aufgrund einer bestimmten, unvermeidbaren Oberflächenrauigkeit). Eine Makrostrukturierung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie mit bloßem Auge sichtbar ist. Der Vorteil einer Makrostrukturierung besteht darin, dass sie die Schmierung der Reibflächen verbessert.The term "macrostructuring" here denotes structuring whose dimensions (ie, for example, depth or width of the structures) are considerably greater than the dimensions of microscopic structures (for example, the surface shape due to a certain, unavoidable surface roughness). A macrostructure is characterized in particular by the fact that it is visible to the naked eye. The advantage of macrostructuring is that it improves the lubrication of the friction surfaces.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Reiblamellenrohling gehärtet wird. Hierdurch erhöht sich die Lebensdauer.According to a preferred embodiment it is provided that the Reiblamellenrohling is cured. This increases the service life.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Makrostrukturierung auf beiden Seiten des Stahlblechs eingewalzt wird. Dies ermöglicht es, nur für jede zweite Lamelle der Reibungskupplung die Makrostrukturierung einzusetzen, während die dazwischenliegenden Lamellen mit einer glatten Oberfläche ausgeführt werden können. Auf diese Weise werden insgesamt die Herstellungskosten verringert.It is preferably provided that the macrostructuring is rolled on both sides of the steel sheet. This makes it possible to use the Makrostrukturierung only for every second blade of the friction clutch, while the intervening fins can be performed with a smooth surface. In this way, the total cost of production is reduced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Makrostrukturierung auf der einen Seite versetzt zur Makrostrukturierung auf der anderen Seite eingewalzt wird. Dies vermeidet, dass die Reiblamelle an den Stellen, an denen Vertiefungen der Makrostrukturierung „Übereinanderliegen“, durch die sich daraus ergebende geringe Wandstärke geschwächt werden.According to a preferred embodiment, it is provided that the macrostructuring is rolled on one side offset from the macrostructuring on the other side. This avoids that the Reiblamelle be weakened at the points at which recesses of macrostructuring "superimposed" by the resulting small wall thickness.
Der Versatz der Makrostrukturierungen kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass unterschiedliche Teilungen auf der einen und der anderen Seite der Reiblamelle verwendet werden. Es ist auch möglich, die zum Einwalzen der Makrostrukturierung verwendeten Walzen gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt so anzuordnen, dass die eingewalzten Muster gegeneinander versetzt sind.The offset of the macrostructures can be achieved, for example, by using different pitches on one side and the other side of the friction plate. It is also possible to arrange the rolls used for rolling in the macrostructuring against each other in the circumferential direction offset so that the rolled-in patterns are offset from each other.
Als besonders geeignetes Muster für die Makrostrukturierung hat sich ein Waffelmuster herausgestellt, da es mit geringem Aufwand eingewalzt werden kann und beim Heraustrennen des Lamellenkörpers aus dem Stahlblech nicht auf die Orientierung der Makrostrukturierung Rücksicht genommen werden muss. Außerdem kann sich in den in gleichmäßigen Abständen gebildeten Taschen ein Schmierstoff halten.A waffle pattern has proven to be a particularly suitable pattern for the macrostructuring since it can be rolled in with little effort and does not have to take into account the orientation of the macrostructuring when the lamella body is removed from the steel sheet. In addition, a lubricant can hold in the pockets formed at regular intervals.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibflächen die Außenseite des Lamellenkörpers sind. Anders ausgedrückt: Der Lamellenkörper ist mit keinen Reibelementen aus Stahl versehen, sondern wird in der Dicke gefertigt, die später die Reiblamelle haben soll.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the friction surfaces are the outside of the lamellar body. In other words, the lamellar body is provided with no friction elements made of steel, but is made in the thickness that will later have the friction plate.
Die Makrostrukturierung kann einer Strukturtiefe im Bereich von 0,05 bis 0,9 mm haben, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,4 mm. Diese Werte haben sich als guter Kompromiss herausgestellt.The macrostructuring may have a texture depth in the range of 0.05 to 0.9 mm, in particular in the range of 0.2 to 0.4 mm. These values have proven to be a good compromise.
Die Breite eines Strukturelements kann im Bereich von 0,1 bis 4 mm liegen. Auch diese Werte sind vorteilhaft.The width of a structural element may be in the range of 0.1 to 4 mm. These values are also advantageous.
Vorzugsweise ist mindestens eine Durchbrechung des Lamellenkörpers vorgesehen, also eine Öffnung, die sich durchgehend von einer Reibfläche zur anderen erstreckt. Ein solcher Durchbruch verbessert die Versorgung der Reibflächen mit einem Schmiermittel.Preferably, at least one opening of the disk body is provided, that is, an opening which extends continuously from one friction surface to the other. Such a breakthrough improves the supply of the friction surfaces with a lubricant.
In Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen kann es ausreichen, eine einzige Durchbrechung zu verwenden. Es kann auch eine vergleichsweise große Zahl von Durchbrechungen verwendet werden, beispielsweise 40. Für den Großteil der Anwendungsfälle liegt die Anzahl der Durchbrechungen im Bereich von 3 bis 11.Depending on the conditions of use, it may be sufficient to use a single aperture. A relatively large number of apertures may also be used, for example 40. For the majority of applications, the number of apertures is in the range of 3 to 11.
Die Durchbrechung kann als Schlitz ausgeführt sein. Dies ermöglicht es, einen vergleichsweise großen Bereich der Reibfläche mit Schmiermittel zu versorgen, ohne dafür viel Reibfläche zu opfern. Ein weiterer Vorteil von Schlitzen besteht darin, dass sie verhindern, dass die Reiblamellen sich aufgrund von Wärmespannungen und/oder Wärmeausdehnungen verformen.The opening can be designed as a slot. This makes it possible to provide a comparatively large area of the friction surface with lubricant, without sacrificing much friction surface. Another advantage of slots is that they prevent the friction plates from deforming due to thermal stresses and / or thermal expansions.
Je nach Einsatzbedingung kann der Schlitz vollständig innerhalb einer Reiblamelle angeordnet sein, also im Abstand von einem Umfangsrand der Reiblamelle beginnen und enden, oder sich ausgehend von einem Umfangsrand in die Reibfläche hinein erstrecken und in Abstand von einem Umfangsrand enden, oder sich auch vollständig durch eine Reibefläche hindurch erstrecken, also von einem zum anderen Umfangsrand.Depending on the application condition, the slot can be arranged completely within a friction disk, ie begin and end at a distance from a peripheral edge of the friction disk, or extend from a peripheral edge into the friction surface and terminate at a distance from a peripheral edge, or even completely through a Frictional surface extend through, so from one to the other peripheral edge.
Vorzugsweise hat der Schlitz eine Breite im Bereich von 0,1 bis 5 mm, insbesondere im Bereich von 1,3 bis 3 mm. Diese Werte stellen einen guten Kompromiss dar hinsichtlich der Versorgung der Reibflächen mit Schmiermittel einerseits und möglichst geringem Verlust an Reibfläche andererseits.Preferably, the slot has a width in the range of 0.1 to 5 mm, in particular in the range of 1.3 to 3 mm. These values represent a good compromise with regard to the supply of lubricating surfaces with lubricant on the one hand and the least possible loss of friction surface on the other hand.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlitz mit einem Radius der Reiblamelle einen Winkel von 0° bis 70° einschließt. Bei dieser Orientierung können Fliehkrafteffekte genutzt werden, um Schmiermittel gut zwischen den Reiblamellen zu verteilen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the slot encloses an angle of 0 ° to 70 ° with a radius of the friction plate. With this orientation, centrifugal effects can be used to distribute lubricant well between the friction plates.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass der Schlitz geradlinig, gekrümmt oder wellenförmig verläuft.In principle it can be provided that the slot is rectilinear, curved or wavy.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Durchbrechung sich zumindest teilweise in einem Bereich des Lamellenkörpers befindet, der einen Abstand von einem Umfangsrand hat, der mehr als 10 % der Breite des Lamellenkörpers entspricht. Dies gewährleistet, dass das Schmiermittel auch in der Mitte der Reibfläche und nicht nur am Umfangsrand der Reiblamellen verteilt wird.It is preferably provided that the opening is at least partially in a region of the lamellar body which has a distance from a peripheral edge which corresponds to more than 10% of the width of the lamellar body. This ensures that the lubricant is distributed in the middle of the friction surface and not only on the peripheral edge of the friction plates.
Vorzugsweise stellt der Lamellenkörper eine flache, ebene Scheibe dar. Es ist gemäß alternativen Ausgestaltungen auch möglich, dass die Reiblamellen eine leicht kegelstumpfartige Gestalt haben.Preferably, the lamellar body is a flat, flat disc. It is also possible according to alternative embodiments that the friction lamellae have a slightly frustoconical shape.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Lamellenkörper aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist. Diese können miteinander verschweißt, verklebt oder lediglich formschlüssig in Eingriff stehen.According to one embodiment, it is provided that the lamellar body is composed of several segments. These can be welded together, glued together or only positively engaged.
Der Reiblamellenrohling kann aus dem Stahlblech als einstückiger Rohling herausgetrennt werden, beispielsweise durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Feinschneiden oder Stanzen.The friction disc blank can be separated out of the steel sheet as a one-piece blank, for example by laser cutting, water jet cutting, fine blanking or punching.
Um den Verschleiß der Reibflächen der Reiblamellen zu verringern und auch ein lokales Fressen zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Reiblamellenrohling gehärtet wird. Dies kann insbesondere über Nitrieren bzw. Nitrocarburieren erfolgen. Es ist auch möglich, den Reiblamellenrohling durch Plasmanitrieren, Salzbadhärten oder andere geeignete Verfahren mit der gewünschten Härte zu versehen.In order to reduce the wear of the friction surfaces of the friction plates and also to avoid local seizure, it is preferably provided that the Reiblamellenrohling is cured. This can be done in particular via nitriding or nitrocarburizing. It is also possible to provide the friction lamella blank by plasma nitriding, salt bath hardening or other suitable methods having the desired hardness.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Makrostrukturierung eine Mikrostrukturierung überlagert wird. Hierdurch können die Reibeigenschaften in der gewünschten Weise verbessert werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that the macrostructuring is superimposed on a microstructuring. As a result, the friction properties can be improved in the desired manner.
Die Mikrostrukturierung kann durch einen Schleifprozess eingebracht werden, beispielsweise mittels eines Bandschleifers. Dieses Verfahren zeichnet sich durch einen geringen Aufwand und geringe Kosten aus.The microstructuring can be introduced by a grinding process, for example by means of a belt sander. This method is characterized by a low cost and low cost.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen: - Figur 1 in einer schematischen Schnittansicht eine Reibungskupplung mit Reiblamellen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden; - Figur 2 eine Reiblamelle gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Vorderansicht, einer Rückansicht, einer Seitenansicht und einer vergrößerten Detailansicht; - Figur 3 eine Reiblamelle gemäß einer zweiten Ausführungsform in Ansichten entsprechend denjenigen von Figur 2; - Figur 4 eine Reiblamelle gemäß einer dritten Ausführungsform in Ansichten entsprechend denjenigen von Figur 2; - Figur 5 eine Reiblamelle gemäß einer vierten Ausführungsform in Ansichten entsprechend denjenigen von Figur 2; und - Figur 6 schematisch die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention will be described below with reference to various embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. FIG. 1 shows, in a schematic sectional view, a friction clutch with friction disks which have been produced by the method according to the invention; FIG. 2 shows a friction plate according to a first embodiment in a front view, a rear view, a side view and an enlarged detail view; - Figure 3 is a friction plate according to a second embodiment in views corresponding to those of Figure 2; FIG. 4 shows a friction plate according to a third embodiment in views corresponding to those of FIG. 2; FIG. 5 shows a friction plate according to a fourth embodiment in views corresponding to those of FIG. 2; and Figure 6 shows schematically the steps of the method according to the invention.
In Figur 1 ist schematisch eine Reibungskupplung 2 gezeigt, die dazu dient, eine erste Welle 3 reibschlüssig mit einer zweiten Welle 4 zu koppeln.FIG. 1 schematically shows a friction clutch 2 which serves to frictionally couple a first shaft 3 to a second shaft 4.
Die Welle 3 ist auf ihrem Außenumfang mit einer Mitnehmergeometrie versehen, die mehrere Nuten 5 aufweist. Die Welle 4 ist mit einer käfig- oder topfartigen Aufnahme 6 versehen, die auf ihrer Innenfläche ebenfalls mit einer Mitnehmergeometrie versehen ist, die mehrere Nuten 7 aufweist. Zwischen den mit den Nuten 5, 7 versehenen Abschnitten der Welle 3 und der Welle 4 befindet sich ein Reiblamellenpaket 8, das aus mehreren Lamellen eines ersten und eines zweiten Typs besteht.The shaft 3 is provided on its outer circumference with a driver geometry having a plurality of grooves 5. The shaft 4 is provided with a cage or pot-like receptacle 6, which is also provided on its inner surface with a driver geometry having a plurality of grooves 7. Between the provided with the grooves 5, 7 sections of the shaft 3 and the shaft 4 is a Reiblamellenpaket 8, which consists of a plurality of blades of a first and a second type.
Bei den Mitnehmergeometrien der Wellen 3, 4 kann es sich um Verzahnungen handeln.The driver geometries of the shafts 3, 4 may be teeth.
Jede Lamelle hat die Grundform eines Kreisrings. Die Lamellen des ersten Typs sind drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der Welle 3 gekoppelt, haben also eine Mitnehmergeometrie am inneren Umfangsrand, und die Reiblamellen des zweiten Typs sind drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der Welle 4 gekoppelt, haben also eine Mitnehmergeometrie am äußeren Umfangsrand.Each lamella has the basic shape of a circular ring. The lamellae of the first type are rotationally fixed, but axially displaceable coupled to the shaft 3, so have a driver geometry on the inner peripheral edge, and the friction plates of the second type are rotationally fixed, but axially displaceable coupled to the shaft 4, so have a driver geometry on the outer peripheral edge ,
Das Reiblamellenpaket 8 wird in axialer Richtung zusammengedrückt, so dass die Reiblamellen vorgespannt aneinander liegen. Diese Vorspannung kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Beispielhaft ist hier eine Feder 9 gezeigt.The Reiblamellenpaket 8 is compressed in the axial direction, so that the friction plates are biased together. This bias voltage can be generated in various ways. By way of example, a spring 9 is shown here.
In Figur 2 ist eine Reiblamelle 10 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Lamelle des zweiten Typs des Reiblamellenpakets 8 von Figur 1, da die Reiblamelle 10 an ihrem Außenumfang mit einer Mitnehmergeometrie 12 versehen ist. Die Mitnehmergeometrie 12 ist hier gebildet durch eine Vielzahl von radial vorstehenden Zähnen (bzw. sich zwischen den Zähnen befindenden Aussparungen). Die Zähne der Mitnehmergeometrie 12 greifen in die Nuten 7 der Aufnahme 6 ein.FIG. 2 shows a friction plate 10 according to a first embodiment. This is a lamella of the second type of Reiblamellenpakets 8 of Figure 1, since the friction plate 10 is provided at its outer periphery with a driver geometry 12. The driver geometry 12 is here formed by a plurality of radially projecting teeth (or recesses located between the teeth). The teeth of the driver geometry 12 engage in the grooves 7 of the receptacle 6.
Die Reiblamelle 10 weist einen Lamellenkörper 14 auf, der aus Stahl besteht.The friction plate 10 has a plate body 14, which consists of steel.
Der Lamellenkörper 14 weist eine Vorderseite 16 und eine Rückseite 18 auf. Diese bilden die Reibflächen der Reiblamelle 10. Der Lamellenkörper 14 ist also mit keiner Beschichtung versehen und auch nicht als Verbundteil aus mehreren Lagen ausgeführt.The lamellar body 14 has a front side 16 and a rear side 18. These form the friction surfaces of the friction plate 10. The plate body 14 is thus provided with no coating and not designed as a composite part of several layers.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Vorderseite 16 glatt ausgeführt (abgesehen von der mikroskopischen Oberflächenrauigkeit), während die Rückseite 18 mit einer Makrostrukturierung 20 versehen ist.In the embodiment shown, the front side 16 is made smooth (apart from the microscopic surface roughness), while the back 18 is provided with a macrostructure 20.
Die Makrostrukturierung 20 ist hier als Waffelmuster ausgebildet, das eine Tiefe im Bereich von 0,05 bis 0,9 mm und insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,4 mm hat. Die Breite eines Strukturelements (also der Abstand zwischen benachbarten hervorstehenden Bereichen des Waffelmusters oder der Abstand zwischen den Mittelpunkten von benachbarten Vertiefungen des Waffelmusters) liegt im Bereich von 0,1 bis 4 mm.The macrostructure 20 is here designed as a waffle pattern having a depth in the range of 0.05 to 0.9 mm and in particular in the range of 0.2 to 0.4 mm. The width of a structural element (ie the distance between adjacent protruding regions of the wafer pattern or the distance between the centers of adjacent depressions of the wafer pattern) is in the range of 0.1 to 4 mm.
Wie insbesondere in Figur 2b zu sehen ist, erstreckt sich die Makrostrukturierung über die gesamte Reibfläche an der Rückseite 18 der Reiblamelle, also bis hinein in den Bereich der Mitnehmergeometrie 12.As can be seen in particular in FIG. 2 b, the macrostructuring extends over the entire friction surface on the rear side 18 of the friction disk, ie, into the region of the driver geometry 12.
Die Reiblamelle 10 ist mit mehreren Durchbrechungen 30 versehen, die hier jeweils die Form eines Schlitzes haben. Jeder Schlitz 30 erstreckt sich geradlinig und ausgehend vom inneren Umfangsrand des Lamellenkörpers 14. Die Breite b jedes Schlitzes 30 liegt im Bereich von 0,1 bis 5 mm und vorzugsweise im Bereich von 1,3 bis 3 mm. Bezogen auf einen Radius r des Lamellenkörpers erstreckt sich jeder Schlitz 30 schräg, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel der Winkel in der Größenordnung von 30° beträgt.The friction plate 10 is provided with a plurality of apertures 30, which here each have the shape of a slot. Each slot 30 extends rectilinearly and from the inner peripheral edge of the fin body 14. The width b of each slot 30 is in the range of 0.1 to 5 mm, and preferably in the range of 1.3 to 3 mm. Based on a radius r of the disk body, each slot 30 extends obliquely, wherein in the illustrated embodiment, the angle is on the order of 30 °.
Jeder Schlitz 30 erstreckt sich hier ausgehend vom inneren Umfangsrand hin zum äußeren Umfangsrand und endet im Abstand vom äußeren Umfangsrand, wobei der Abstand in der Größenordnung von 25 % der Breite des Lamellenkörpers beträgt.Each slot 30 extends from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge and terminates at a distance from the outer peripheral edge, the distance being on the order of 25% of the width of the fin body.
Das radial außen liegende Ende jedes Schlitzes 30 ist halbkreisförmig gerundet ausgeführt.The radially outer end of each slot 30 is executed rounded in a semicircle.
Es hat sich herausgestellt, dass sich die Kombination der Schlitze mit der Makrostrukturierung vorteilhaft auf das Schwingungsverhalten der Reiblamellen auswirkt.It has been found that the combination of the slots with the macrostructuring has an advantageous effect on the vibration behavior of the friction disks.
In Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform der Reiblamelle gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.FIG. 3 shows a second embodiment of the friction plate. For the features known from the first embodiment, the same reference numerals are used, and reference is made to the above explanations in this respect.
Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform auch die Vorderseite 16 der Reiblamelle mit der Makrostrukturierung 20 versehen ist.The difference between the first and the second embodiment is that in the second embodiment, the front side 16 of the friction plate is provided with the macrostructure 20.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird auf der Vorderseite 16 und der Rückseite 18 dieselbe Makrostrukturierung verwendet.In the embodiment shown, the same macrostructuring is used on the front 16 and the back 18.
Auch hier wurde ein positiver Einfluss der Schlitze auf das Schwingungsverhalten der Reiblamellen beobachtet.Here, too, a positive influence of the slots on the vibration behavior of the friction disks was observed.
In Figur 4 ist eine dritte Ausführungsform der Reiblamelle 10 gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.FIG. 4 shows a third embodiment of the friction plate 10. For the features known from the preceding embodiments, the same reference numerals are used, and reference is made to the above explanations in this respect.
Der Unterschied zwischen der ersten und der dritten Ausführungsform besteht darin, dass bei der dritten Ausführungsform eine einzige Durchbrechung 30 verwendet wird, die sich hier als durchgehender Schlitz vom inneren Umfangsrand bis hin zum äußeren Umfangsrand desThe difference between the first and the third embodiment is that in the third embodiment, a single aperture 30 is used, here as a continuous slot from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the
Lamellenkörpers 14 erstreckt. Die Ausrichtung relativ zu einem Radius entspricht dabei der Ausrichtung der Schlitze 30 bei der ersten Ausführungsform.Lamella body 14 extends. The orientation relative to a radius corresponds to the orientation of the slots 30 in the first embodiment.
Der Schlitz 30 ist für die Festigkeit der Reiblamelle 10 nicht nachteilig, da diese sich in ihrer Aufnahme 6 abstützen kann.The slot 30 is not detrimental to the strength of the friction plate 10, since it can be supported in its receptacle 6.
In Figur 5 ist eine vierte Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.FIG. 5 shows a fourth embodiment. For the features known from the preceding embodiments, the same reference numerals are used, and reference is made to the above explanations in this respect.
Der Unterschied zwischen der ersten und der vierten Ausführungsform besteht darin, dass bei der vierten Ausführungsform Durchbrechungen 30 verwendet werden, die innerhalb des Lamellenkörpers 14 beginnen und enden, also keine Unterbrechung des inneren oder des äußeren Umfangsrandes darstellen. Beispielhaft sind hier als Durchbrechungen 30 gezeigt: Ein gerader, in einem Winkel von etwa 30° relativ zu einem Radius der Reiblamelle ausgerichteter Schlitz, zwei kreisförmige Öffnungen, sowie ein wellenförmiger Schlitz, der sich über einen Umfangsbereich von etwas unter 90° erstreckt.The difference between the first and the fourth embodiment is that in the fourth embodiment perforations 30 are used which begin and end inside the lamellar body 14, ie do not constitute an interruption of the inner or outer peripheral edge. By way of example, perforations 30 are shown here: a straight slot oriented at an angle of approximately 30 ° relative to a radius of the friction plate, two circular openings, and a wave-shaped slot extending over a peripheral region of slightly less than 90 °.
Die verschiedenen Merkmale der in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen können je nach Anwendungsfall miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann die Makrostrukturierung, die bei der ersten, der dritten und der vierten Ausführungsform lediglich auf einer Seite der Reiblamelle vorgesehen ist, auch auf der anderen Seite verwendet werden. Sämtliche Merkmale der in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Reiblamellen können natürlich auch bei Reiblamellen eines ersten Typs verwendet werden, also bei Reiblamellen, die ihre Mitnehmergeometrie 12 am inneren Umfangsrand haben.The various features of the embodiments shown in Figures 2 to 5 can be combined with each other depending on the application. For example, the macrostructuring provided in the first, third and fourth embodiments only on one side of the friction plate can also be used on the other side. All features of the friction plates shown in Figures 2 to 5 can of course be used in friction plates of a first type, ie in friction plates, which have their Mitnehmergeometrie 12 at the inner peripheral edge.
Anhand von Figur 6 wird nachfolgend das Verfahren zur Herstellung der Reiblamelle beschrieben.The method for producing the friction plate will be described below with reference to FIG.
Als Ausgangsmaterial wird ein Stahlblech 1 verwendet, in das die gewünschte Makrostrukturierung eingewalzt wird. Hierfür sind zwei schematisch angedeutete Walzen 2 vorhanden, auf deren Oberfläche mehrere Strukturelemente 3 angeordnet sind.As a starting material, a steel sheet 1 is used, in which the desired macrostructuring is rolled. For this purpose, two schematically indicated rollers 2 are present, on the surface of a plurality of structural elements 3 are arranged.
Beim Einwalzen der Makrostrukturierung wird darauf geachtet, dass die Makrostrukturierung auf der Oberseite des Stahlblechs gegenüber der Makrostrukturierung auf der Unterseite versetzt ist. Beim Beispiel eines Waffelmusters wird also darauf geachtet, dass die Taschen auf der Oberseite und der Unterseite nicht deckungsgleich einander gegenüberliegen, da dies zu einer unerwünschten Schwächung des Lamellenrohlings und auch der späteren Reiblamelle führen würde.When rolling in the macrostructuring, it is ensured that the macrostructuring on the upper side of the steel sheet is offset from the macrostructuring on the underside. In the example of a waffle pattern, care is taken to ensure that the pockets on the upper side and the lower side are not congruent with one another, since this would lead to an undesirable weakening of the lamella blank and also of the later friction lamella.
Der gewünschte Versatz der beiden Makrostrukturierungen kann dadurch erzielt werden, dass auf der Oberseite und der Unterseite unterschiedliche Schrittweiten verwendet werden, also unterschiedliche Abstände von Tasche zu Tasche, oder dass die Strukturelemente 3 auf den Walzen 2 versetzt zueinander ausgerichtet werden und dieser Versatz beim Walzen aufrechterhalten wird.The desired offset of the two macrostructures can be achieved by using different pitches on the upper side and the lower side, ie, different distances from pocket to pocket, or by staggering the structural elements 3 on the rollers 2 and maintaining this offset during rolling becomes.
Das mit der Makrostrukturierung versehene Stahlblech kann danach aufgewickelt werden, sodass es für die nachfolgenden Bearbeitungsschritte als Coil angeliefert wird.The steel sheet provided with the macrostructuring can then be wound up, so that it is delivered as a coil for the subsequent processing steps.
Aus dem Stahlblech 1 werden anschließend die Lamellenrohlinge 4 herausgetrennt. In Figur 6 ist dies durch zwei Stanzwerkzeuge 5 angedeutet. Die Lamellenrohlinge können aber auch durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Feinschneiden oder andere geeignete Verfahren aus dem Stahlblech herausgetrennt werden.From the steel sheet 1, the finned blanks 4 are then separated out. In FIG. 6 this is indicated by two punching tools 5. However, the lamellar blanks can also be cut out of the steel sheet by laser cutting, water jet cutting, fineblanking or other suitable methods.
Der in den Lamellenrohlingen 4 vorhandenen Makrostrukturierung wird eine Mikrostrukturierung überlagert. Diese kann insbesondere durch Schleifen eingebracht werden, beispielsweise mittels eines Bandschleifers. Dies ist angedeutet durch Schleifbänder 6, die die Oberseite der auf einem Förderband 7 weitergeförderten Lamellenrohlinge 4 schleifen. Zwischen dem ersten und dem zweiten Schleifvorgang wird der Lamellenrohling hier umgedreht; dies ist als Verfahrensschritt 8 angedeutet.The macrostructuring present in the lamella blanks 4 is superimposed on a microstructuring. This can be introduced in particular by grinding, for example by means of a belt sander. This is indicated by grinding belts 6, which grind the upper side of the lamella blanks 4, which are conveyed further on a conveyor belt 7. Between the first and the second grinding operation of the slat blank is turned over here; this is indicated as process step 8.
Nach dem Einbringen der Mikrostrukturierung können die Lamellenrohlinge 4 noch gehärtet oder in anderer Weise weiterbearbeitet werden. Diese weiteren Bearbeitungsschritte sind mit dem Bezugszeichen 9 angedeutet.After introduction of the microstructure, the lamella blanks 4 can still be hardened or further processed in another way. These further processing steps are indicated by the reference numeral 9.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keinerlei Beschichtung und keinerlei Belag auf den Lamellenrohling aufgebracht werden muss, sodass sich insgesamt sehr geringe Herstellungskosten ergeben.The particular advantage of this method is that no coating and no coating on the lamella blank must be applied so that overall result in very low production costs.
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