DE102013222364A1

DE102013222364A1 - Reibungskupplung und Platte mit teilweise erhabenen Segmentfugen

Info

Publication number: DE102013222364A1
Application number: DE102013222364.1A
Authority: DE
Inventors: Rashid Farahati; Thomas Freshly
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: US9068604B2; DE102013222364B4; US20140124326A1

Abstract

Ein Segment aus Reibungsmaterial beinhaltet ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende eine Kante mit einem ersten Abschnitt mit verringerter Dicke und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke aufweist, die größer als bei dem Abschnitt mit verringerter Dicke ist. Es werden auch eine Reibungsplatte mit einer Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial und eine Nassreibungskupplung sowie ein Verfahren zum Herstellen des Segments aus Reibungsmaterial bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reibungskupplungen und Platten und insbesondere eine Nassreibungskupplung mit einer Vielzahl von Reibungsplatten, wobei jede Platte ein segmentiertes Reibungsmaterial aufweist. Solche Reibungskupplungen können zum Beispiel in Automobilgetrieben verwendet werden.
Das Reibungsmaterial in Nassreibungskupplungen wird im Allgemeinen in Öl eingetaucht betrieben und besteht oft aus Papier, das zum Bilden von Ringen aus Reibungsmaterial verwendet wird. Um den Abfall während der Herstellung zu verringern, kann das Nassreibungsmaterial des Rings in Segmenten ausgestanzt und dann mit der Platte verbunden werden, um die Ringe aus Reibungsmaterial zu bilden. Die Kanten zwischen den Segmenten können jedoch zu einem vorzeitigen Materialversagen führen und die Lebensdauer des Nassreibungsmaterials verringern. Ein Grund für das vorzeitige Materialversagen besteht zum Teil darin, dass es der Flüssigkeit gelingen kann, an der nicht zusammengedrückten Kante in die Stoßfuge einzudringen.
In der US-Patentschrift 6 585 096 wird eine Fuge mit verringerter Dicke und in der US-Patentschrift 7 165 664 ein vertiefter flacher Bereich an der Fuge beschrieben.
Durch starkes Zusammendrücken des gesamten Segments an der Fuge kann zwar die Haltbarkeit verbessert werden, jedoch kann dies auch zu einem Flüssigkeitsstrom zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser des Reibungsmaterials und beim Einkuppeln zum Durchsickern von Öl führen. Darüber hinaus ist der Systemdruck auf die nicht oder gering unter Druck stehenden Flächen umso höher, je größer die mit Druck beaufschlagte Fläche ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Segment aus Reibungsmaterial mit zwei Enden bereit, wobei mindestens eines der Enden eine Kante mit einem ersten Abschnitt, der eine verringerte Dicke aufweist, und einem zweiten Abschnitt aufweist, der eine zweite Dicke aufweist, die größer als die Dicke des Abschnitts mit verringerter Dicke ist.
Durch das Vorliegen einer Kante mit einem zweiten Abschnitt mit einer Dicke, die größer als bei dem Abschnitt mit geringerer Dicke ist, kann der Flüssigkeitsstrom von dem Innendurchmesser zu dem Außendurchmesser verringert werden.
Vorzugsweise ist die zweite Dicke genauso groß wie die Dicke eines Korpus des Segments aus Reibungsmaterial zwischen den beiden Enden in nicht zusammengepresstem Zustand, sodass der zweite Abschnitt auf vorteilhafte Weise die zum Bereitstellen einer Reibungswirkung verfügbare Fläche vergrößern kann.
Bei dem Abschnitt mit verringerter Dicke handelt es sich vorzugsweise um einen zusammengepressten Materialabschnitt, und das Segment aus Reibungsmaterial wird vorzugsweise aus einem Textilfaserverbund-Reibungsbelag hergestellt.
Das Segment aus Reibungsmaterial ist vorzugsweise Teil eines Kreisbogens, und die Kanten sind vorzugsweise gekrümmt, obwohl an den Enden auch andere Formen möglich sind, beispielsweise gerade oder ineinander greifende Formen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Abschnitt an einem Außendurchmesser des Segments aus Reibungsmaterial angeordnet, wodurch der Flüssigkeitsstrom auf vorteilhafte Weise gesperrt werden kann. Der dickere zweite Abschnitt kann jedoch an irgendeiner anderen Stelle entlang der Kante angeordnet und zusätzlich zu dem zweiten Abschnitt können noch weitere dickere Abschnitte bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Reibungsplatte bereit, die eine Trägerplatte und eine Vielzahl an der Trägerplatte angebrachter Segmente aus Reibungsmaterial aufweist, um einen Ring aus Reibungsmaterial zu bilden, wobei die Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial ein erstes Segment aus Reibungsmaterial mit zwei Enden beinhaltet, von denen mindestens ein Ende eine Kante mit einem ersten Abschnitt mit verringerter Dicke und an zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke aufweist, die größer als bei dem Abschnitt mit verringerter Dicke ist, wobei die Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial ferner ein zweites Segment aus Reibungsmaterials aufweist, das in Kontakt mit der Kante des ersten Segments aus Reibungsmaterials steht.
Gemäß einer Ausführungsform weist das zweite Segment aus Reibungsmaterial eine zweite Kante auf, die in Kontakt mit der ersten Kante steht, wobei die zweite Kante eine Dicke aufweist, die über die gesamte Länge hinweg ähnlich der zweiten Dicke ist. Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist die zweite Kante eine verringerte Dicke gegenüber der verringerten Dicke der ersten Kante und eine der zweiten Dicke ähnliche Dicke gegenüber der zweiten Dicke der ersten Kante auf.
Die Anzahl der Segmente aus Reibungsmaterial in dem Ring beträgt vorzugsweise mindestens vier oder mehr, und jede Verbindung zwischen den Segmenten beinhaltet mindestens eine Kante mit einem Abschnitt verringerter Dicke und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke, die größer als bei dem Abschnitt verringerter Dicke ist.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch eine Reibungskupplung, die mindestens eine Reibungsplatte aufweist, welche eine Trägerplatte und eine Vielzahl an der Trägerplatte angebrachter Segmente aus Reibungsmaterial aufweist, um einen Ring aus Reibungsmaterial zu bilden, wobei die Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial ein erstes Segment aus Reibungsmaterial mit zwei Enden beinhaltet, von denen mindestens ein Ende eine Kante mit einem ersten Abschnitt verringerter Dicke und einem zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke beinhaltet, der größer als bei dem Abschnitt mit verringerter Dicke ist, und wobei die Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial ferner ein zweites Segment aus Reibungsmaterial beinhaltet, das in Kontakt mit der Kante des ersten Segments aus Reibungsmaterial steht.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zum Herstellen eines Segments aus Reibungsmaterial, wobei das Verfahren ein Zusammendrücken eines Teil eines Kantenabschnitts eines Segments aus Reibungsmaterial aufweist, während ein weiterer Teil des Kantenabschnitts bei einer ersten Dicke oder nicht zusammengedrückt belassen oder Material zum Verdicken des zusammengedrückten Teils hinzugefügt wird.
Die vorliegende Erfindung wird ohne Einschränkung auf der Grundlage der Zeichnung bevorzugter Ausführungsformen ausführlicher beschrieben, wobei:
1 ein Segment aus Reibungsmaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Reibungsplatte zeigt, die vier der in der Ausführungsform von 1 gezeigten Segmente aufweist;
3 schematisch eine Reibungskupplung mit einer Vielzahl der in 2 gezeigten Reibungsplatten zeigt;
4 eine andere Ausführungsform eines Segments aus Reibungsmaterial gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine weitere Ausführungsform eines Segment aus Reibungsmaterial gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 eine andere Ausführungsform der Reibungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
1 zeigt schematisch ein Segment 10 aus Reibungsmaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Segment 10 aus Reibungsmaterial weist zwei Enden 12, 14 auf. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Ende 12 eine Kante 22 mit einem ersten Abschnitt 28 mit einer verringerten Dicke T1 und einem zweiten Abschnitt 26 mit einer zweiten Dicke T2 auf, die größer als die Dicke des ersten Abschnitts 28 ist. Das Ende 14 weist in dieser Ausführungsform eine Kante 24 mit einer einzigen Dicke T2 auf.
Ein Korpus 16 des Segments 10 zwischen den Enden 12 und 14 weist eine Dicke T3 auf, die gemäß dieser Ausführungsform gleich der Dicke T2 ist. Sowohl der Korpus 16 als auch das Ende 12 am zweiten Abschnitt 26 und das Ende 14 können zum Beispiel aus einem gleichmäßig zusammengedrückten Reibungsmaterial hergestellt werden, während das Ende 12 am ersten Abschnitt 28 durch stark zusammengedrückte Teile des Reibungsmaterials hergestellt werden können, zum Beispiel durch Stanzen unter Verwendung eines Stanzwerkzeugs, sodass das Ende 12 am ersten Abschnitt 28 aus stark zusammengedrücktem Reibungsmaterial besteht.
Der dickere Kantenabschnitt 26 gemäß dieser Ausführungsform kann somit eine Reibungsfläche zum Verringern des Systemdrucks für eine Reibungsplatte bereitstellen, was gleichzeitig dazu beiträgt, dass ein Durchsickern von Öl zwischen einem Innendurchmesser ID und einem Außendurchmesser OD verhindert wird.
2 zeigt zum Beispiel, dass eine Reibungsplatte 100 eine Trägerplatte 120, zum Beispiel eine aus Metall bestehende Platte, und vier Segmente aufweist, darunter das in der Ausführungsform von 1 gezeigte Segment 10 und drei dem Segment 10 ähnliche Segmente 110, 210 und 310, sodass die Segmente 110, 210, 310 Kanten 122, 222 bzw. 322, die der Kante 22 ähnlich sind, und Kanten 124, 224 bzw. 324 aufweisen, die der Kante 24 ähnlich sind. Diese Segmente 10, 110, 210, 310 können zum Beispiel auf die Trägerplatte 120 geklebt oder aufgebracht werden, um einen Reibungsring mit Kanten 22, 124, Kanten 122, 224, Kanten 222, 324 und Kanten 322, 24 zu bilden, die in der gezeigten Weise aneinander stoßen. Die Kanten können gekrümmt sein, um wie gezeigt zusammenzupassen, obwohl andere Kantenformen möglich sind, beispielsweise ineinander greifende Kanten.
Der Flüssigkeitsstrom zwischen dem Außendurchmesser OD und dem Innendurchmesser ID wird somit durch die dickeren Abschnitte am zweiten Abschnitt 26 gesperrt oder verringert, während die inneren zusammengedrückten Kantenabschnitte weiterhin die Haltbarkeit verbessern.
3 zeigt schematisch eine Nassreibungskupplung 50 eines Automobilgetriebes mit einer Vielzahl von Reibungsplatten 100, 200, 300, die alle zum Beispiel der Reibungsplatte 100 von 2 ähnlich sind. Die axial verschiebbaren Platten 100, 200, 300 können durch einen Kolben 52, zum Beispiel einen hydraulisch betätigten Kolben, gegen axial verschiebbare Trennplatten gedrückt werden, um die Reibungskupplung einzurücken.
4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Teils des Segments 60 aus Reibungsmaterial gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das an einer Kante mit einem ähnlich konstruierten Reibungssegment 160 zusammenstößt. Gemäß dieser Ausführungsform bleibt der mittlere Abschnitt beider Kanten 62, 162 dicker als ein stark zusammengedrückter Kantenabschnitt am Außendurchmesser sowie Kantenabschnitte 64, 164 am Innendurchmesser.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Teils eines Segments 70 aus Reibungsmaterial gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer am Innendurchmesser und am Außendurchmesser nicht zusammengedrückten Kante 74, jedoch einem dazwischen zusammengedrückten Abschnitt 78. Die Kante 74 wechselwirkt mit dem anderen Segment 170 aus Reibungsmaterial mit einer durchweg nicht zusammengedrückten Kante 174.
6 zeigt eine andere Ausführungsform der Reibungsplatte 800 gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei Segmenten 202, 204 aus Reibungsmaterial mit nicht zusammengedrückten Kanten und zwei Segmenten 206, 208 aus Reibungsmaterial mit teilweise zusammengedrückten Kanten am Innendurchmesser und am Außendurchmesser, wobei die Mitte nicht zusammengedrückt ist.
Die Abschnitte mit zusammengedrückten Kantenabschnitten können durch Zusammendrückten eines Teil eines Kantenabschnitts eines Segments aus Reibungsmaterial hergestellt werden, wobei ein weiterer Teil des Kantenabschnittes nicht zusammengedrückt bleibt. Zum Beispiel kann ein Textilfaserverbund-Reibungsbelagmaterial des Segments aus Reibungsmaterial mittels eines Stanzwerkzeugs zusammengedrückt werden. Alternativ kann die gesamte Kante zusammengedrückt und dann Material hinzugefügt werden, um den zusammengedrückten Teil an der Kante zu verdicken. Obwohl zum Bilden eines Rings zwei oder mehr Segmente verwendet werden können, werden vorzugsweise mindestens vier Segmente zum Bilden eines Rings verwendet. Weitere Ausführungsformen liegen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6585096 [0003]
US 7165664 [0003]

Claims

Segment aus Reibungsmaterial, wobei das Segment aufweist: ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende eine Kante mit einem ersten Abschnitt verringerter Dicke und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Dicke aufweist, die größer als bei dem Abschnitt mit verringerter Dicke ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, das ferner einen Korpus zwischen den beiden Enden aufweist, wobei die zweite Dicke gleich der Dicke des Korpus des Segments aus Reibungsmaterial zwischen den beiden Enden ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 2, wobei der Korpus und der zweite Abschnitt aus einem ersten Material bestehen und der erste Abschnitt des ersten Materials sich in einem stärker zusammengedrückten Zustand befindet als der Korpus und der zweite Abschnitt.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 3, wobei das Segment aus Reibungsmaterial aus einem Textilfaserverbund-Reibungsbelag besteht.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Segment aus Reibungsmaterial aus einem Textilfaserverbund-Reibungsbelag besteht.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Segment bogenförmig ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Kante zwischen einem Außen- und einem Innendurchmesser gekrümmt ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei sich der zweite Abschnitt an einem Außendurchmesser des Segments aus Reibungsmaterial befindet.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Kante einen dritten Abschnitt mit einer dritten Dicke beinhaltet, die größer als die verringerte Dicke ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Kante einen dritten Abschnitt mit einer dritten Dicke beinhaltet, der der verringerten Dicke ähnlich ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das zweite Ende eine zweite Kante mit einer Dicke aufweist, die der zweiten Dicke ähnlich ist.
Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das zweite Ende eine zweite Kante mit einem dritten Abschnitt mit einer dritten Dicke, die der verringerten Dicke ähnlich ist, und mit einem vierten Abschnitt mit einer vierten Dicke aufweist, die der zweiten Dicke ähnlich ist.
Reibungsplatte, die aufweist: eine Trägerplatte und eine Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial, die auf der Trägerplatte aufgebracht sind, um einen Ring aus Reibungsmaterial zu bilden, wobei es sich bei einem ersten Segment aus Reibungsmaterial aus der Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial um das Segment aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1 handelt.
Reibungsplatte nach Anspruch 13, wobei ein zweites Segment aus Reibungsmaterial aus der Vielzahl von Segmenten des Reibungsrings eine zweite Kante aufweist, die in Kontakt mit der ersten Kante steht, und wobei die zweite Kante eine Dicke aufweist, die über die gesamte Kante hinweg der zweiten Dicke ähnlich ist.
Reibungsplatte nach Anspruch 13, wobei ein zweites Segment aus Reibungsmaterial aus der Vielzahl von Segmenten des Reibungsrings eine zweite Kante aufweist, die in Kontakt mit der ersten Kante steht, und wobei die zweite Kante eine gegenüber der verringerten Dicke der ersten Kante verringerte Dicke und eine Dicke aufweist, die der zweiten Dicke gegenüber der zweiten Dicke der ersten Kante ähnlich ist.
Reibungsplatte nach Anspruch 12, wobei eine Anzahl der Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial in dem Ring aus Reibungsmaterial mindestens vier beträgt.
Nassreibungskupplung, die aufweist: mindestens eine Reibungsplatte nach Anspruch 13.
Verfahren zum Herstellen eines Segments aus Reibungsmaterial, wobei das Verfahren aufweist: Zusammendrücken eines Teils eines Kantenabschnitts eines Segments aus Reibungsmaterial, wobei ein weiterer Teil des Kantenabschnitts bei einer ersten Dicke und nicht zusammengedrückt verbleibt oder Material zum Verdicken des zusammengedrückten Teils hinzugefügt wird.