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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reibringen, insbesondere für Synchrongetriebe von Kraftfahrzeugen, sowie eine Werkzeugeinheit zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus dem Stand der Technik ist bereits allgemein bekannt, Reibbeläge auf konusförmige Trägerringe aufzukleben, um Reibringe zu erhalten, welche z.B. in Kraftfahrzeug-Schaltgetrieben eingesetzt werden können. Die Klebeverbindung muss dabei sehr fest und dauerhaft ausgeführt sein, um den Beanspruchungen im Betrieb der Schaltgetriebe standzuhalten.
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Ferner soll das Verfahren zur Herstellung der Reibringe einfach und effizient durchführbar sein, um möglichst kostengünstige Reibringe zu erhalten.
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In diesem Zusammenhang ist in der
EP 0 393 845 B1 ein Verfahren zur Herstellung von Reibringen beschrieben, bei dem die Reibbeläge mittels eines Klebers auf konusförmige Trägerringe aufgebracht werden. Die beschichteten Trägerringe werden dann jeweils in eine Werkzeugform eingebracht, axial gestapelt und verpresst sowie anschließend auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, um den Kleber auszuhärten und die Haftverbindung zu festigen. Das vorgeschlagene Verfahren ist jedoch in Bezug auf die Maßhaltigkeit der hergestellten Reibringe problematisch, da insbesondere beim Aushärten des Klebers Temperaturdehnungen auftreten können, welche später unter Umständen zu unerwünscht hohen Maßtoleranzen bei den fertigen Reibringen führen. Die Maßhaltigkeit der Reibringe ist jedoch von großer Bedeutung, um einen verschleißarmen Betrieb sowie eine einwandfreie Funktion des Schaltgetriebes im Kraftfahrzeugbetrieb zu gewährleisten.
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Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem sich Reibringe für Synchrongetriebe bei geringem verfahrenstechnischen Aufwand äußerst passgenau herstellen lassen, sowie die Bereitstellung einer Werkzeugeinheit, mit der sich das Verfahren einfach und effizient durchführen lässt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Reibringen, insbesondere für Synchrongetriebe von Kraftfahrzeugen, mit nachfolgenden Verfahrensschritten:
- a) Bereitstellen von konusförmigen Trägerringen, welche jeweils eine Ringachse, eine erste axiale Stirnfläche sowie eine entgegengesetzte zweite axiale Stirnfläche aufweisen;
- b) Bereitstellen von Reibbelägen zur Beschichtung von Konusflächen der Trägerringe;
- c) Aufbringen eines geeigneten Haftmittels auf Klebeflächen der Trägerringe und/oder der Reibbeläge;
- d) Zusammensetzen der Reibringe, indem an jedem Trägerring wenigstens ein Reibbelag positioniert wird;
- e) Bilden eines Reibring-Stapels, indem abwechselnd eine Werkzeugform und ein Reibring axial aufeinander gesteckt werden, sodass die Reibringe axial jeweils zwischen einer ersten Werkzeugform und einer zweiten Werkzeugform angeordnet sind, wobei sich jeder Reibring über eine durch den Reibbelag beschichtete Konusfläche des Trägerrings an einer entsprechenden Werkzeug-Konusfläche der angrenzenden Werkzeugform axial abstützt;
- f) Komprimieren des Reibbelags durch Aufbringen einer axialen Druckkraft, welche den Reibring-Stapel axial zusammendrückt, bis eine gewünschte axiale Kompressionsstellung des Reibring-Stapels erreicht ist;
- g) Fixieren des Reibring-Stapels in axialer Richtung, wobei der Reibring-Stapel im Wesentlichen axial unelastisch und starr in seiner axialen Kompressionsstellung gehalten wird;
- h) Erwärmen des komprimierten Reibring-Stapels auf eine vorgegebene Temperatur; und
- i) Demontage des Reibring-Stapels und Entnahme der fertiggestellten Reibringe.
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Aufgrund der axial unelastischen und starren Fixierung des Reibring-Stapels im Verfahrensschritt g) sind Temperaturdehnungen der Reibbeläge beim Erwärmen des komprimierten Reibring-Stapels im Verfahrensschritt h) nicht oder nur in zu vernachlässigendem Maße möglich. Dies gilt insbesondere für die hinsichtlich der Maßhaltigkeit besonders relevante Ausdehnungsrichtung senkrecht zur Konusfläche der Trägerringe. Parallel zur Konusfläche, können Temperaturdehnungen der Reibbeläge eher toleriert werden, da sich diese später kaum auf die Funktion des Synchrongetriebes auswirken.
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In einer Verfahrensvariante wird der Reibring-Stapel im Schritt f) weggesteuert auf eine vorbestimmte axiale Abmessung zusammengedrückt. Im Gegensatz zu einer kraftgesteuerten Kompression des Reibring-Stapels lässt sich mittels einer weggesteuerte Kompression eine gewünschte geometrische Abmessung der Reibringe, insbesondere ein gewünschtes Radialmaß, exakt einstellen, was später zu äußerst maßgenauen Fertigprodukten führt.
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In einer alternativen Verfahrensvariante wird der Reibring-Stapel im Schritt f) soweit zusammengedrückt, bis sich jeder Reibring in der Kompressionsstellung des Reibring-Stapels über die erste axiale Stirnfläche des Trägerrings an einer Werkzeug-Gegenfläche der angrenzenden ersten Werkzeugform und über die zweite axiale Stirnfläche des Trägerrings an einer Werkzeug-Gegenfläche der angrenzenden zweiten Werkzeugform abstützt. Somit kann der Reibring-Stapel im Schritt f) „auf Block“ gefahren, das heißt bis zum Erreichen axialer Anschläge komprimiert werden. Bei einer Presse lässt sich die Anschlag- bzw. Kompressionsstellung zum Beispiel über ein Kraft/Verfahrweg-Diagramm mit verfahrenstechnisch geringem Aufwand identifizieren und als Signal zum Stoppen der Presse verwenden. Analog zur obengenannten, weggesteuerten Verfahrensvariante wird über die axialen Anschläge ein Kompressionsweg exakt definiert, sodass sich auch hier eine Geometrie der Reibringe, insbesondere ein Radialmaß, exakt einstellen lässt.
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Vorzugsweise ist wenigstens eine der Werkzeugformen mehrteilig ausgeführt, sodass eine axiale Relativposition der Werkzeug-Konusfläche und wenigstens einer der Werkzeug-Gegenflächen der mehrteiligen Werkzeugform veränderbar ist, wobei vor dem Verfahrensschritt e) eine gewünschte axiale Relativposition eingestellt wird. Auf diese Weise lässt sich eine Geometrie der Reibringe mit geringem Aufwand an eine Soll-Geometrie anpassen, ohne dass die gesamten Werkzeugformen ausgetauscht werden müssen.
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In einer Verfahrensvariante erstreckt sich ein Zugstab durch den Reibring-Stapel, wobei ein erstes Lagerelement axial am Zugstab fixiert ist, und wobei im Schritt g) ein zweites Lagerelement axial so am Zugstab fixiert wird, dass der Reibring-Stapel auch nach Entfernen der axialen Druckkraft zwischen den Lagerelementen in seiner axialen Kompressionsstellung fixiert ist. Der Reibring-Stapel lässt sich auf diese Weise einfach in der Kompressionsstellung fixieren sowie anschließend mit geringem Aufwand transportieren, um den komprimierten Reibring-Stapel auf eine vorgegebene Temperatur zu erwärmen. Dies trägt zu einem besonders effizienten Verfahrensablauf bei, da der Reibring-Stapel nicht bis zum Aushärten des Haftmittels in einer Presse verbleiben muss, welche die notwendige axiale Druckkraft aufbringt.
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Bevorzugt wird der Reibbelag im Schritt d) durch das Haftmittel am Trägerring vorfixiert, sodass er beim Zusammenstecken des Reibring-Stapels im Schritt d) nicht in unerwünschter Weise relativ zum Trägerring verrutscht.
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In einer weiteren Verfahrensvariante wird der Reibring-Stapel bereits vor dem Komprimieren der Reibbeläge im Schritt f) vorerwärmt.
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Zum Erwärmen in Schritt h) kann der Reibring-Stapel insbesondere durch einen Ofen bewegt und/oder induktiv erwärmt werden. Aufgrund der kompakten Form des beispielsweise durch einen Zugstab sowie zwei Lagerelemente in seiner axialen Kompressionsstellung fixierten Reibring-Stapels ist der Transport durch einen Ofen mit geringem Aufwand möglich. Ein Durchlaufofen bringt dabei den Vorteil eines kontinuierlichen Verfahrensablaufs mit sich. Alternativ ist jedoch auch ein Ablauf möglich, bei dem einzelne Chargen aus einem oder mehreren Reibring-Stapeln nacheinander dem Ofen zugeführt und nach einer vorgegebenen Zeit wieder entnommen werden.
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Vorzugsweise wird der Reibring-Stapel zwischen dem Erwärmen in Schritt h) und der Demontage in Schritt i) abgekühlt. Hierzu kann insbesondere ein luftgekühlter Transportabschnitt für die Reibring-Stapel vorgesehen sein. Das Abkühlen der Reibring-Stapel ermöglicht eine raschere Demontage der Reibring-Stapel und kann sich unter Umständen auch positiv auf die Festigkeit der Klebeverbindung auswirken.
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Die Erfindung umfasst im Übrigen auch eine Werkzeugeinheit zur Durchführung des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens, wobei die Werkzeugeinheit eine Spannvorrichtung aufweist, sowie mehrere ringförmige Werkzeugformen, welche einen Werkzeugdeckel, einen Werkzeugboden und mehrere Werkzeug-Zwischenformen umfassen, wobei die Werkzeug-Zwischenformen jeweils eine erste Werkzeug-Gegenfläche zur Anlage an einer ersten Stirnfläche eines Reibrings, eine zweite Werkzeug-Gegenfläche zur Anlage an einer zweiten Stirnfläche eines Reibrings sowie eine Werkzeug-Konusfläche zur Anlage am Reibbelag eines Reibrings aufweisen. Mit einer solchen Werkzeugeinheit lässt sich der Reibring-Stapel im Schritt f) des Herstellungsverfahrens entweder weggesteuert zusammendrücken oder „auf Block“ fahren. In jedem Fall wird der Reibring-Stapel dabei so weit komprimiert, bis jeder einzelne Reibring exakt eine gewünschte Geometrie aufweist. Infolge der axial unelastischen und starren Fixierung des Reibring-Stapels in seiner axialen Kompressionsstellung mittels der Spannvorrichtung der Werkzeugeinheit wird dann im weiteren Verfahrensablauf eine geometrische Verformung der einzelnen Reibringe weitgehend verhindert.
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Vorzugsweise sind die ringförmigen Werkzeug-Zwischenformen im Wesentlichen identisch ausgebildet und bezüglich einer Ringachse konzentrisch angeordnet. Infolge dieser Ausführung der Werkzeug-Zwischenformen als Gleichteile lässt sich die Werkzeugeinheit einfach und preiswert herstellen.
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In einer Ausführungsform ist jede Werkzeug-Zwischenform mehrteilig ausgebildet und weist jeweils einen Werkzeugkonus sowie ein separates Abstützelement auf. Diese mehrteilige Ausführung der Werkzeug-Zwischenformen ermöglicht eine einfache Feinjustierung der Werkzeugeinheit, durch die sich eine gewünschte Geometrie der Reibringe exakt einstellen lässt.
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In dieser Ausführungsform der Werkzeugeinheit kann das Abstützelement die Werkzeug-Gegenflächen zur Anlage an den Stirnflächen des Reibrings und der Werkzeugkonus die Werkzeug-Konusfläche zur Anlage am Reibbelag des Reibrings aufweisen, wobei der Werkzeugkonus und das Abstützelement bezüglich einer Ringachse konzentrisch angeordnet und axial verstellbar sind.
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Zwischen dem Werkzeugkonus und dem Abstützelement ist bevorzugt ein separater Abstandshalter vorgesehen, um eine gewünschte axiale Position des Werkzeugkonus relativ zum Abstützelement sicherzustellen. Besonders bevorzugt sind für jede Werkzeug-Zwischenform mehrere austauschbare Abstandshalter mit unterschiedlichen axialen Abmessungen vorgesehen, damit die Geometrie der einzelnen Reibringe einfach angepasst werden kann.
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In einigen Ausführungsvarianten der Werkzeugeinheit ist jedes Abstützelement mehrteilig ausgebildet und weist jeweils eine erste Komponente, eine zweite Komponente und einen Abstandshalter auf, wobei der Abstandshalter zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente angeordnet ist. Mit einer solchen Werkzeugeinheit lässt sich eine gewünschte Geometrie auch für diejenigen Reibringe exakt einstellen, welche sowohl auf einer radialen Innenseite als auch auf einer radialen Außenseite einen Reibbelag aufweisen.
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Vorzugsweise bildet jede Werkzeug-Zwischenform eine starre, vormontierte Baugruppe. Dies ermöglicht eine einfache und rasche Montage bzw. Demontage eines Reibring-Stapels, insbesondere wenn zum Beispiel innerhalb einer Baureihe die Geometrie der einzelnen Reibringe unverändert beibehalten werden soll und dementsprechend keine axiale Verstellung der einzelnen Werkzeug-Zwischenformen notwendig ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine Draufsicht auf einen lose zusammengesteckten Reibring-Stapel gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 einen Längsschnitt II-II durch den Reibring-Stapel gemäß 1;
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3 ein Detail A der 2;
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4 einen Längsschnitt IV-IV durch den Reibring-Stapel gemäß 1;
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5 ein Detail B der 4;
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6 eine Draufsicht auf den Reibring-Stapel gemäß der ersten Ausführungsform in seiner axialen Kompressionsstellung;
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7 einen Längsschnitt VII-VII durch den Reibring-Stapel gemäß 6;
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8 ein Detail C der 7;
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9 einen Längsschnitt IX-IX durch den Reibring-Stapel gemäß 6;
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10 ein Detail D der 9;
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11 einen Längsschnitt durch einen lose zusammengesteckten Reibring-Stapel gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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12 ein Detail E der 11;
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13 einen Längsschnitt durch den Reibring-Stapel gemäß 11 in seiner axialen Kompressionsstellung;
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14 ein Detail F der 13;
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15 einen Längsschnitt durch einen lose zusammengesteckten Reibring-Stapel gemäß einer dritten Ausführungsform;
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16 ein Detail G der 15;
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17 einen Längsschnitt durch den Reibring-Stapel gemäß 15 in seiner axialen Kompressionsstellung; und
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18 ein Detail H der 17.
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Die 1 bis 10 veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung von Reibringen 10, insbesondere für Synchrongetriebe von Kraftfahrzeugen, sowie eine Werkzeugeinheit 12 gemäß einer ersten Ausführungsform zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Die Werkzeugeinheit 12 weist eine Spannvorrichtung 14 sowie mehrere ringförmige Werkzeugformen auf. Die Werkzeugformen umfassen einen Werkzeugdeckel 16, einen Werkzeugboden 18 und mehrere Werkzeug-Zwischenformen 20, wobei die Werkzeug-Zwischenformen 20 jeweils eine erste Werkzeug-Gegenfläche 22 zur Anlage an einer ersten Stirnfläche 24 des Reibrings 10, eine zweite Werkzeug-Gegenfläche 26 zur Anlage an einer zweiten Stirnfläche 28 des Reibrings 10 sowie eine Werkzeug-Konusfläche 30 zur Anlage an einem Reibbelag 32 des Reibrings 10 aufweisen.
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Anhand der Längsschnitte in den 2, 4, 7 und 9 wird deutlich, dass die ringförmigen Werkzeug-Zwischenformen 20 identisch ausgebildet und bezüglich einer Ringachse X konzentrisch angeordnet sind.
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Darüber hinaus ist gut zu erkennen, dass jede Werkzeug-Zwischenform 20 mehrteilig ausgeführt ist und jeweils einen Werkzeugkonus 34 sowie ein separates Abstützelement 36 aufweist. Jedes Abstützelement 36 umfasst dabei eine erste Werkzeug-Gegenfläche 22 und eine zweite Werkzeug-Gegenfläche 26 zur Anlage an den axialen Stirnflächen 24, 28 zweier benachbarten Reibringe 10, und jeder Werkzeugkonus 34 umfasst die Werkzeug-Konusfläche 30 zur Anlage am Reibbelag 32 des Reibrings 10. Der Werkzeugkonus 34 und das Abstützelement 36 sind jeweils ringförmig ausgebildet, bezüglich der Ringachse X konzentrisch angeordnet und relativ zueinander axial verstellbar.
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Gemäß den Details in den 3, 5, 8 und 10 ist zwischen dem Werkzeugkonus 34 und dem Abstützelement 36 jeweils ein separater Abstandshalter 38 vorgesehen, welcher im vorliegenden Fall als Distanzring ausgebildet ist.
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Ferner ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jede Werkzeug-Zwischenform 20 als starre, vormontierte Baugruppe ausgebildet. Gemäß den 4, 5, 9 und 10 sind hierzu Befestigungsmittel 40 vorgesehen, welche den Werkzeugkonus 34 und das Abstützelement 36 in einem durch den Abstandshalter 38 vorgegebenen axialen Abstand fest miteinander verbinden. Als Befestigungsmittel 40 sind beispielhaft Schrauben vorgesehen, welche sich durch den Abstandshalter 38 erstrecken und das Abstützelement 36 lösbar mit dem Werkzeugkonus 34 verbinden. Auf diese Weise können Abstandshalter 38 mit unterschiedlicher axialer Abmessung einfach ausgetauscht werden, um den Werkzeugkonus 34 relativ zum Abstützelement 36 axial zu verstellen.
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Das Verfahren zur Herstellung der Reibringe 10, insbesondere für Synchrongetriebe von Kraftfahrzeugen, wird im Folgenden anhand der 1 bis 10 beschrieben.
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Zunächst werden konusförmige Trägerringe 42 mit einer Ringachse X bereitgestellt, welche jeweils eine erste axiale Stirnfläche 24 sowie eine entgegengesetzte zweite axiale Stirnfläche 28 aufweisen. Außerdem werden Reibbeläge 32 zur Beschichtung von Konusflächen 50 der Trägerringe 42 bereitgestellt, wobei die Reibbeläge 32 insbesondere Karbonbeläge oder Sinterbeläge sind, jedoch prinzipiell auch aus anderen geeigneten Materialien hergestellt sein können.
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Anschließend wird ein geeignetes Haftmittel auf Klebeflächen der Trägerringe 42 und/oder der Reibbeläge 32 aufgebracht, wobei die zu beschichtenden Konusflächen 50 der Trägerringe 42 und/oder die entsprechenden Gegenflächen der Reibbeläge 32 als Klebeflächen fungieren.
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Daraufhin werden die Reibringe 10 zusammengesetzt, indem an jedem Trägerring 42 wenigstens ein Reibbelag 32 positioniert und durch das Haftmittel vorfixiert wird.
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Nach dem Zusammensetzen der einzelnen Reibringe 10 wird ein Reibring-Stapel 52 gebildet, indem abwechselnd eine Werkzeugform und ein Reibring 10 axial aufeinander gesteckt werden, sodass die Reibringe 10 in axialer Richtung jeweils zwischen einer ersten Werkzeugform und einer zweiten Werkzeugform angeordnet sind. Jeder Reibring 10 stützt sich dabei über die erste axiale Stirnfläche 24 des Trägerrings 42 an der ersten Werkzeug-Gegenfläche 22 der angrenzenden ersten Werkzeugform und über die durch den Reibbelag 32 beschichtete Konusfläche 50 des Trägerrings 42 an der entsprechenden Werkzeug-Konusfläche 30 der angrenzenden zweiten Werkzeugform axial ab (siehe 2 bis 5).
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die Reibbeläge 32 durch Aufbringen einer axialen Druckkraft P komprimiert, wobei der Reibring-Stapel 52 axial so weit zusammengedrückt wird, bis eine gewünschte axiale Kompressionsstellung des Reibring-Stapels 52 erreicht ist. Diese auf den lose zusammengesteckten Reibring-Stapel 52 aufzubringende Druckkraft P ist in 2 durch Pfeile angedeutet.
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Anschließend wird der Reibring-Stapel 52 in axialer Richtung fixiert, wobei der Reibring-Stapel 52 im Wesentlichen axial unelastisch und starr in seiner axialen Kompressionsstellung gehalten wird. Hierzu ist die Spannvorrichtung 14 vorgesehen, welche vorzugsweise einen Zugstab 54, ein erstes Lagerelement 56 und ein zweites Lagerelement 58 umfasst. Gemäß den 2 und 4 erstreckt sich der Zugstab 54 durch den Reibring-Stapel 52, wobei das erste Lagerelement 56 axial am Zugstab 54 fixiert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zugstab 54 ein Hohlstab mit Innengewinde, und das erste Lagerelement 56 ist eine in den Hohlstab eingedrehte Schraube mit Beilagscheibe. Um den Reibring-Stapel 52 nach dem Aufbringen der Druckkraft P axial unelastisch und starr in seiner axialen Kompressionsstellung zu halten, wird das zweite Lagerelement 58 axial so am Zugstab 54 fixiert, dass der Reibring-Stapel 52 auch nach Entfernen der axialen Druckkraft P zwischen den beiden Lagerelementen 56, 58 in seiner axialen Kompressionsstellung fixiert ist (7 und 9). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Lagerelement 58 eine in den Hohlstab eingedrehte Gewindestange mit aufgeschraubter Mutter.
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Auf diese Weise ergibt sich ein kompakter, in seiner axialen Kompressionsstellung im Wesentlichen axial unelastisch und starr fixierter Reibring-Stapel 52, der nach dem Aufbringen der Druckkraft P einer Presse entnommen und problemlos transportiert werden kann.
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Nachfolgend wird der komprimierte Reibring-Stapel 52 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, um das Haftmittel auszuhärten und damit eine hohe Haftkraft zwischen den Trägerringen 42 und den Reibbelägen 32 zu erreichen. Zum Erwärmen wird der komprimierte Reibring-Stapel 52 beispielsweise hängend durch einen Ofen bewegt, wodurch sich ein einfacher und kontinuierlicher Ablauf des Herstellungsverfahrens ergibt. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch eine induktive Erwärmung des Reibring-Stapels 52 denkbar. In einer speziellen Verfahrensvariante wird der Reibring-Stapel 52 bereits vor dem Komprimieren der Reibbeläge 32 im Schritt f) vorerwärmt, wobei die Vorwärmtemperatur deutlich unterhalb der Temperatur zum Aushärten des Haftmittels liegt.
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Der Reibring-Stapel 52 wird schließlich in einem letzten Verfahrensschritt demontiert, sodass die fertiggestellten Reibringe 10 entnommen werden können. Die Werkzeugeinheit 12 lässt sich dann im Folgenden wieder zur Bildung eines neuen Reibring-Stapels 52 einsetzen.
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Wie in den 7 bis 10 dargestellt, wird der Reibring-Stapel 52 im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Druckkraft P so weit zusammengedrückt, bis sich jeder Reibring 10 in der Kompressionsstellung des Reibring-Stapels 52 zusätzlich über die zweite axiale Stirnfläche 28 des Trägerrings 42 an der zweiten Werkzeug-Gegenfläche 26 der angrenzenden zweiten Werkzeugform abstützt. Mit anderen Worten wird der Reibring-Stapel 52 axial „auf Block“ gefahren. Die Kompressionsstellung des Reibring-Stapels 52 ist folglich durch axiale Anschläge definiert, sodass die Reibbeläge 32 in der Kompressionsstellung selbst bei weiter ansteigender Druckkraft P nicht mehr weiter verformt werden. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Reibring-Stapel 52 beim Aufbringen der Druckkraft P weggesteuert auf eine vorbestimmte axiale Abmessung zusammengedrückt wird.
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Insbesondere in Ausführungsvarianten, bei denen die Kompressionsstellung des Reibring-Stapels 52 durch axiale Anschläge definiert ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest die Werkzeug-Zwischenformen 20 mehrteilig ausgeführt sind. Auf diese Weise ist eine axiale Relativposition der Werkzeug-Konusfläche 30 und der zweiten Werkzeug-Gegenfläche 26 der mehrteiligen Werkzeugform veränderbar und kann vor der Bildung eines Reibring-Stapels 52 angepasst bzw. eingestellt werden. In gewissen Grenzen lassen sich dadurch mit einer einzigen Werkzeugeinheit 12 Abweichungen der Trägerringgeometrie kompensieren oder unterschiedliche Reibbelagdicken einstellen.
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Besonders bevorzugt werden die komprimierten Reibring-Stapel 52 nach der zur Aushärtung des Haftmittels erforderlichen Erwärmung wieder abgekühlt, um eine rasche Demontage der Reibring-Stapel 52 zu ermöglichen. So ist im Anschluss an den Durchlaufofen zum Erwärmen der Reibring-Stapel 52 beispielsweise eine luftgekühlte Transportstrecke vorgesehen, an deren Ende die Reibring-Stapel 52 demontiert und die fertiggestellten Reibringe 10 entnommen werden können.
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Mit der ersten Ausführungsform der Werkzeugeinheit 12 werden gemäß den 1 bis 10 Reibringe 10 hergestellt, welche ausschließlich auf einer radial äußeren Konusfläche 50 des Trägerrings 42 mit einem Reibbelag 32 versehen sind.
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Die 11 bis 14 zeigen einen Reibring-Stapel 52 bei dem die Werkzeugeinheit 12 gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Einsatz kommt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform werden mit dieser zweiten Ausführungsform der Werkzeugeinheit 12 Reibringe 10 hergestellt, welche ausschließlich auf einer radial inneren Konusfläche 50 des Trägerrings 42 mit einem Reibbelag 32 versehen sind.
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In den 11 und 12 ist der lose zusammengesteckte Reibring-Stapel 52 vor dem Komprimieren des Reibbelags 32 durch die axiale Druckkraft P dargestellt. Hingegen zeigen die 13 und 14 den Reibring-Stapel 52 in seiner axialen Kompressionsstellung nach dem Komprimieren des Reibbelags 32 durch die axiale Druckkraft P.
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In dieser zweiten Ausführungsform ist lediglich die Geometrie Werkzeugeinheit 12, insbesondere die Geometrie der Werkzeugkonen 34 und Abstützelemente 36 der Werkzeugeinheit 12 an die geänderte Reibring-Konstruktion angepasst. So ist beispielsweise die Werkzeug-Konusfläche 30 zur Anlage am Reibbelag 32 des Reibrings 10 an einer radialen Außenseite der Werkzeugkonus 34 ausgebildet.
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Abgesehen von solchen geringfügigen Konstruktionsanpassungen der Werkzeugeinheit 12 bleibt das allgemeine Funktionsprinzip sowie das Verfahren zur Herstellung der Reibringe 10 weitgehend unverändert, sodass hierzu explizit auf die obigen Erläuterungen zur ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 10 verwiesen wird.
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Die 15 bis 18 zeigen einen Reibring-Stapel 52, bei dem die Werkzeugeinheit 12 gemäß einer dritten Ausführungsform zum Einsatz kommt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform werden mit dieser dritten Ausführungsform der Werkzeugeinheit 12 Reibringe 10 hergestellt, welche beidseits, das heißt sowohl auf einer radial inneren Konusfläche 50 als auch auf einer radial äußeren Konusfläche 50 des Trägerrings 42 mit einem Reibbelag 32 versehen sind.
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In den 15 und 16 ist der lose zusammengesteckte Reibring-Stapel 52 vor dem Komprimieren des Reibbelags 32 durch die axiale Druckkraft P dargestellt. Hingegen zeigen die 17 und 18 den Reibring-Stapel 52, nachdem der Reibbelag 32 durch die axiale Druckkraft P komprimiert und der Reibring-Stapel 52 mittels der Spannvorrichtung 14 in seiner axialen Kompressionsstellung fixiert wurde.
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Die Werkzeugeinheit 12 ist in diesem Fall an die geänderten Reibringe 10 angepasst. Insbesondere ist das Abstützelement 36 mehrteilig ausgebildet und umfasst eine erste Komponente 60, welche die erste Werkzeug-Gegenfläche 22 aufweist, eine zweite Komponente 62, welche die zweite Werkzeug-Gegenfläche 26 sowie eine zusätzliche Werkzeug-Konusfläche 64 aufweist, und einen zusätzlichen, separaten Abstandshalter 66, der zwischen der ersten Komponente 60 und der zweiten Komponente 62 des Abstützelements 36 vorgesehen ist.
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Analog zum Abstandshalter 38 zwischen dem Werkzeugkonus 34 und dem Abstützelement 36 ist auch der zwischen den beiden Komponenten 60, 62 des Abstützelements 36 angeordnete, zusätzliche Abstandshalter 66 gemäß den 11 bis 14 als Distanzring ausgebildet.
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In der dritten Ausführungsform der Werkzeugeinheit 12 stützt sich der Reibring 10 im lose aufeinander gesteckten Zustand des Reibring-Stapels 52 gemäß den 15 und 16 ausschließlich über die jeweils durch einen Reibbelag 32 beschichteten Konusflächen 50 des Trägerrings 42 an den Werkzeug-Konusflächen 30, 64 der angrenzenden Werkzeugformen axial ab, sodass sowohl die erste axiale Stirnfläche 24 als auch die zweite axiale Stirnfläche 28 des Trägerrings 42 von ihren jeweiligen Werkzeug-Gegenflächen 22, 26 beabstandet sind. Erst beim Komprimieren der Reibbeläge 32 durch Aufbringen der axialen Druckkraft P wird der Reibring-Stapel 52 soweit zusammengedrückt, bis sich jeder Reibring 10 in der axialen Kompressionsstellung des Reibring-Stapels 52 gemäß den 17 und 18 sowohl über die erste axiale Stirnfläche 24 des Trägerrings 42 an der Werkzeug-Gegenfläche 22 der angrenzenden ersten Werkzeugform als auch über die zweite axiale Stirnfläche 28 des Trägerrings 42 an der Werkzeug-Gegenfläche 26 der angrenzenden zweiten Werkzeugform abstützt.
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Genau wie in den anderen Ausführungsformen bildet auch in der dritten Ausführungsform gemäß den 15 bis 18 jede Werkzeug-Zwischenform 20 eine starre, vormontierte Baugruppe. Dies ist in 15 beispielhaft durch eine Verschraubung 68 dargestellt, welche die erste Komponente 60 des Abstützelements 36, den zusätzlichen Abstandshalter 66, die zweite Komponente 62 des Abstützelements 36, den Abstandshalter 38 und den Werkzeugkonus 34 fest miteinander verbindet. Auf diese Weise können sowohl Abstandshalter 38 mit unterschiedlichen axialen Abmessungen als auch Abstandshalter 66 mit unterschiedlichen axialen Abmessungen einfach ausgetauscht werden, um den Werkzeugkonus 34 relativ zum Abstützelement 36 bzw. die zweite Komponente 62 relativ zur ersten Komponente 60 axial zu verstellen.
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Abgesehen von diesen Konstruktionsanpassungen der Werkzeugeinheit 12 bleibt das allgemeine Funktionsprinzip sowie das Verfahren zur Herstellung der Reibringe 10 weitgehend unverändert, sodass hierzu explizit auf die Erläuterungen zur ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 10 verwiesen wird.
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Da die zusammengesteckten Reibring-Stapel 52 durch die Werkzeugeinheit 12 im Wesentlichen axial unelastisch und starr in ihrer axialen Kompressionsstellung fixiert werden, entstehen durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren besonders maßhaltige Reibringe 10. Sofern die Werkzeugformen, insbesondere die Werkzeug-Zwischenformen 20, mehrteilig ausgebildet sind, ergibt sich durch die Werkzeugeinheit 12 darüber hinaus auch die Möglichkeit zur Feinjustierung der Reibringgeometrie.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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