DE102014220552A1

DE102014220552A1 - Kupplungsscheibe mit simulierten Segmenten aus Reibungsmaterial

Info

Publication number: DE102014220552A1
Application number: DE201410220552
Authority: DE
Inventors: Gregory Blough; Jed ACKER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-04-23
Also published as: US20150107951A1; US9523394B2

Abstract

Es wird eine Kupplungsscheibe für einen Drehmomentwandler bereitgestellt. Die Kupplungsscheibe beinhaltet eine Kernplatte und eine an der Kernplatte befestigte Schicht aus Reibungsmaterial. Die Schicht aus Reibungsmaterial beinhaltet einen radial inneren Teil mit einer ersten Dicke und einen radial äußeren Teil mit einer zweiten Dicke, die geringer als die erste Dicke ist. Die Schicht aus Reibungsmaterial beinhaltet in dieser definierte radial verlaufende Kanäle, die sich von einem inneren Umfang des radial inneren Teils zu dem radial äußeren Teil erstrecken. Auch ein Verfahren zum Bilden einer Kupplungsscheibe wird bereitgestellt.

Description

Hiermit werden die Rechte der Provisorischen US-Patentanmeldung 61/894 798, eingereicht am 23. Oktober 2013, beansprucht, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Drehmomentwandler und insbesondere Kupplungsscheiben für Drehmomentwandler.
HINTERGRUND
Bekannt ist, den Außendurchmesser eines Reibungsmaterials über den gesamten Ring hinweg durch einen Schneidprozess abzurichten.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es wird eine Kupplungsscheibe für einen Drehmomentwandler bereitgestellt. Die Kupplungsscheibe beinhaltet eine Kernplatte und eine an der Kernplatte befestigte Schicht aus Reibungsmaterial. Die Schicht aus Reibungsmaterial beinhaltet einen radial inneren Teil mit einer ersten Dicke und einen radial äußeren Teil mit einer zweiten Dicke, die geringer als die erste Dicke ist. Die Schicht aus Reibungsmaterial beinhaltet in dieser definierte radial verlaufende Kanäle, die von einem inneren Umfang des radial inneren Teils zu dem radial äußeren Teil verlaufen.
Auch ein Verfahren zum Bilden einer Kupplungsscheibe wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Anbringen einer Schicht aus Reibungsmaterial an einer Kernplatte, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial in dieser definierte radial verlaufende Kanäle beinhaltet, die von einem inneren Umfang der Schicht aus Reibungsmaterial in die Schicht aus Reibungsmaterial verlaufen; und Zusammendrücken der Schicht aus Reibungsmaterial an radial äußeren Enden der Kanäle.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine Draufsicht einer Kupplungsscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine seitliche Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe entlang der Schnittlinie A-A in 1 zeigt;
3 eine Draufsicht der Kupplungsscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Draufsicht eines Quadranten der Kupplungsscheibe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
die 5 und 6 ein Verfahren zum Bilden einer Kupplungsscheibe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
7 ein Teil eines Drehmomentwandlers zeigt, der die in den 1 und 2 gezeigte Kupplungsscheibe in einer Überbrückungskupplung beinhaltet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Kupplungsscheibe mit Kanälen bereit, die sich in Segmente aus Reibungsmaterial erstrecken. Um eine solche Scheibe mit der vorhandenen Ausrüstung herzustellen, wird zuerst ein kompletter Ring aus Reibungsmaterial mit radial verlaufenden Streifen auf die Scheibe geklebt. Nach dem Aufkleben wird der äußere Ring zusammengedrückt, um zwischen den Streifen einen Strömungspfad unterhalb der Reibungsfläche zu den Kanälen zu erzeugen.
1 zeigt eine Draufsicht einer Kupplungsscheibe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der Kupplungsscheibe 10 entlang der Schnittlinie A-A in 1. Die Kupplungsscheibe 10 beinhaltet eine ringförmige Kernplatte 12, die gemäß dieser Ausführungsform aus Metall, vorzugsweise aus gestanztem Stahl besteht, wobei auf ihre beiden Seiten ein Reibungsmaterial aufgebracht ist. Insbesondere beinhaltet die Kernplatte 12 eine erste Schicht 14 aus Reibungsmaterial, die auf eine erste Fläche 16 der Kernplatte 12 aufgebracht ist, und eine zweite Schicht 18 aus Reibungsmaterial, die auf eine zweite Fläche 20 der Kernplatte 12 angebracht ist, die der ersten Fläche 16 gegenüberliegt. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial einander identisch (demgemäß gilt jede Beschreibung der Schicht 14 aus Reibungsmaterial auch für die Schicht 18 aus Reibungsmaterial) und jeweils aus einem einzigen Segment gebildet, das durch einen durchgehenden Ring gebildet ist.
Gemäß anderen Ausführungsformen können die Schichten aus Reibungsmaterial jeweils aus einer Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial gebildet sein, die auf jede der Flächen 16, 20 aufgebracht sind. 3 zeigt eine Draufsicht der Kupplungsscheibe 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kupplungsscheibe 110 beinhaltet eine Schicht 114 aus Reibungsmaterial, die durch vier über den Umfang hinweg beabstandete bogenförmige Segmente 119 aus Reibungsmaterial gebildet ist, und eine identische Schicht aus Reibungsmaterial auf der anderen Seite der Kernplatte 12. 4 zeigt eine Draufsicht eines Quadranten der Kupplungsscheibe 210 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kupplungsscheibe 110 beinhaltet eine Schicht 214 aus Reibungsmaterial, die aus zwanzig über den Umfang hinweg beabstandeten plattenförmigen Segmenten 219 aus Reibungsmaterial gebildet ist, und eine identische Schicht aus Reibungsmaterial auf der anderen Seite der Kernplatte 12.
Wiederum in den 1 und 2 beinhaltet jede Schicht 14, 18 aus Reibungsmaterial einen radial inneren Teil 22 mit einer ersten Dicke X₁ und einen radial äußeren Teil 24 mit einer zweiten Dicke X₂, die geringer als die erste Dicke X₁ ist. Sowohl der radial innere Teil 22 als auch der radial äußere Teil 24 weisen dieselbe anfängliche Dicke auf; der radial äußere Teil 24 ist jedoch in der axialen Richtung zusammengedrückt worden, um dessen Dicke zu verringern. Demgemäß weist der radial äußere Teil 24 eine höhere Dichte als der radial innere Teil auf, die eine Funktion des Verhältnisses der Dicken X₁ und X₂ ist.
Das Reibungsmaterial 14 beinhaltet eine Vielzahl in diesem definierten radial verlaufenden Kanäle 26, die sich von einem inneren Umfang 28 des radial inneren Teils 22 zu dem radial äußeren Teil 24 erstrecken. Durch die radial verlaufenden Kanäle 26 wird die Schicht 14 aus Reibungsmaterial in eine Vielzahl von Streifen 27 aufgeteilt, die zum inneren Umfang 31 der Kernplatte 12 hin radial nach innen verlaufen und sich am radial äußeren Teil 24 an den radial äußeren Enden 29 der Kanäle 26 vereinigen. Der innere Umfang 31 der Kernplatte 12 liegt radial innerhalb des inneren Umfangs 28 des radial inneren Teils 22. Sowohl der radial innere Teil 22 als auch der radial äußere Teil 24 sind im Wesentlichen ringförmig mit durch die Kanäle darin gebildeten Unterbrechungen. Die radial verlaufenden Kanäle 26, die auch in der Umfangsrichtung verlaufen, erstrecken sich über einen inneren Umfang 30 des radial äußeren Teils 24 hinaus, der auch ein äußerer Umfang 32 des radial inneren Teils 22 ist, bis in den radial äußeren Teil 24. Durch die Kanäle 26 kann eine Flüssigkeit des Drehmomentwandlers entlang der Kernplatte 12, die an den Kanälen 26 nicht mit Reibungsmaterial bedeckt ist, vom inneren Umfang 28 des radial inneren Teils 22 durch das Reibungsmaterial zum äußeren Umfang 32 des radial inneren Teils 22 fließen.
Zum Bilden der Kupplungsscheibe 10 unter Verwendung eines standardmäßigen Stanzprozesses werden Schichten aus Reibungsmaterial in zwei Ringe geschnitten und in die Ringe Kanäle 26 geschnitten, um die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial zu bilden. Sodann werden die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial auf den Flächen 16 beziehungsweise 20 der Kernplatte 10 angebracht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial durch Kleben auf den Flächen 16, 20 angebracht. Die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial können gleichzeitig an den radial äußeren Teilen 24 zusammengedrückt werden, während die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial mittels Klebstoffs auf die Kernplatte 12 aufgeklebt werden. Die 5 und 6 zeigen schematisch eine Querschnittsansicht eines Beispiels von Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial, die während des Klebeprozesses zusammengedrückt werden. In 5 weisen die beiden Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial über ihre Länge hinweg eine konstante Dicke X₁ auf. Der Klebstoff 34 wird an den der Kernplatte 12 zugewandten Seiten auf die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial aufgebracht. Gemäß 6 werden während des Andrückens oder nach dem Andrücken der Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial zusammen mit dem Klebstoff 34 gegen die Kernplatte 12 zwei ringförmige Stempel 36, 38 gegen die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial auf entgegengesetzten Seiten der Kernplatte 12 gedrückt, um die Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial an den radial äußeren Enden 29 der Kanäle 26 (siehe die 1 bis 4) zusammenzudrücken und so radial äußere Teile 24 mit einer im Vergleich zu den radial inneren Teilen 22 verringerten Dicke X₂ zu bilden, deren anfängliche Dicke X₁ unverändert bleibt. Durch das Zusammendrücken der Schichten 14, 18 an den radial äußeren Enden 29 der Kanäle 26 können die Kanäle 26 einen Strömungspfad für eine Flüssigkeit von dem inneren Umfang der Schichten 14, 18 aus Reibungsmaterial zu dem äußeren Umfang der Schichten aus Reibungsmaterial definieren. Das gleiche Verfahren zum Anbringen und Zusammendrücken kann für die Kupplungsscheiben 110, 210 angewendet werden.
7 zeigt einen Teil eines Drehmomentwandlers 50, der eine Kupplungsscheibe 10 in einer Überbrückungskupplung 52 innerhalb eines Vorderdeckels 54 beinhaltet. Ein Kolben 56 drückt gegen den radial inneren Teil 22 der Kupplungsscheibe 10. Durch das Zusammendrücken des radial äußeren Teils 24 bleibt am Rand 58 des Kolbens 54 ein Spalt frei, sodass sich der Rand 58 nicht in die Schicht 18 aus Reibungsmaterial einschneidet, wenn der Kolben 54 gegen die Kupplungsscheibe 10 gedrückt wird, um die Kupplungsscheibe 10 mit dem Vorderdeckel 54 einzukuppeln.
In der obigen Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle beispielhafte Ausführungsformen und deren Beispiele beschrieben worden. Es ist jedoch klar, dass daran verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom umfassenden Wesensgehalt und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen dargelegt sind. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind demgemäß nicht als Einschränkung, sondern nur als Veranschaulichung anzusehen.

Claims

Kupplungsscheibe für einen Drehmomentwandler eines Kraftfahrzeugs, die umfasst: eine Kernplatte; und eine auf der Kernplatte befestigte Schicht aus Reibungsmaterial, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial einen radial inneren Teil mit einer ersten Dicke und einen radial äußeren Teil mit einer zweiten Dicke beinhaltet, die geringer als die erste Dicke ist, und wobei die Schicht aus Reibungsmaterial in dieser definierte radial verlaufende Kanäle beinhaltet, die sich von einem inneren Umfang des radial inneren Teils zu dem radial äußeren Teil erstrecken.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei sich die radial verlaufenden Kanäle in den radial äußeren Teil erstrecken.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei sich die radial verlaufenden Kanäle auch in der Umfangsrichtung erstrecken.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei der radial äußere Teil eine höher Dichte aufweist als der radial innere Teil.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 4, wobei der radial äußere Teil dieselbe anfängliche Dicke wie der radial innere Teil aufweist und dann zusammengedrückt wurde.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei ein innerer Umfang der Kernplatte radial innerhalb des inneren Umfangs des radial inneren Teils der Schicht aus Reibungsmaterial liegt.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial aus einem einzigen zusammenhängenden Ring gebildet ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial durch mindestens zwei bogenförmige Segmente gebildet ist, die über den Umfang hinweg voneinander beabstandet sind, um einen Ring zu bilden.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, die ferner eine weitere Schicht aus Reibungsmaterial umfasst, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial auf einer ersten Fläche der Kernplatte und die weitere Schicht aus Reibungsmaterial auf einer zweiten Fläche der Kernplatte befestigt ist, die der ersten Fläche gegenüberliegt.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial durch Klebstoff auf die Kernplatte aufgeklebt ist.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei die Kernplatte an den Kanälen nicht mit der Schicht aus Reibungsmaterial bedeckt ist und freiliegt.
Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, wobei die Kanäle streifenförmig sind.
Drehmomentwandler, der die Kupplungsscheibe nach Anspruch 1 umfasst.
Verfahren zum Bilden einer Kupplungsscheibe, wobei das Verfahren umfasst: Anbringen einer Schicht aus Reibungsmaterial auf einer Kernplatte, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial in dieser definierte radial verlaufende Kanäle beinhaltet, die sich von einer inneren Umfangsfläche der Schicht aus Reibungsmaterial in die Schicht aus Reibungsmaterial erstrecken; und Zusammendrücken der Schicht aus Reibungsmaterial an radial äußeren Enden der Kanäle.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei durch das Zusammendrücken der Schicht aus Reibungsmaterial an radial äußeren Enden der Kanäle in den Kanälen ein Strömungspfad für eine Flüssigkeit von einem inneren Umfang der Schicht aus Reibungsmaterial zu einem äußeren Umfang der Schicht aus Reibungsmaterial definiert werden kann.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Zusammendrückens ein Drücken eines ringförmigen Stempels gegen einen radial äußeren Teil der Schicht aus Reibungsmaterial beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Anbringen der Schicht aus Reibungsmaterial an der Kernplatte ein Ankleben der Schicht aus Reibungsmaterial mittels Klebstoffs an die Kernplatte beinhaltet und das Ankleben während des Drückens des ringförmigen Stempels gegen den radial äußeren Teil des Reibungssegments erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend ein Anbringen einer weiteren Schicht aus Reibungsmaterial an einer Kernplatte auf einer der Schicht aus Reibungsmaterial entgegengesetzten Fläche der Kernplatte, wobei die weitere Schicht aus Reibungsmaterial in dieser definierte radial verlaufende Kanäle beinhaltet, die sich von einer inneren Umfangsfläche der weiteren Schicht aus Reibungsmaterial in die weiter Schicht aus Reibungsmaterial erstrecken; und Zusammendrücken der weiteren Schicht aus Reibungsmaterial an den radial äußeren Enden der Kanäle.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial vor dem Schritt des Zusammendrückens eine konstante Dicke aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Schicht aus Reibungsmaterial durch einen einzigen zusammenhängenden Ring oder mindestens zwei bogenförmige Segmente gebildet ist, die über den Umfang hinweg voneinander beabstandet sind, um einen Ring zu bilden.