DE102014225667A1

DE102014225667A1 - Surface, in particular counter surface of a friction pair

Info

Publication number: DE102014225667A1
Application number: DE102014225667.4A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bernhardt; Stefan Steinmetz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fläche, insbesondere eine Gegenfläche einer Reibpaarung, die eine Reibfläche umfasst, die im Betrieb der Reibpaarung mit der Gegenfläche in Kontakt kommt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Fläche, insbesondere in der Gegenfläche, vertiefte Bereiche vorgesehen sind, um eine definierte Nachgiebigkeit eines Gegenflächenkörpers zu erzeugen, an dem die Fläche, insbesondere die Gegenfläche, vorgesehen ist.The invention relates to a surface, in particular a mating surface of a friction pair, which comprises a friction surface which comes into contact with the mating surface during operation of the friction mating. The invention is characterized in that recessed areas are provided in the surface, in particular in the mating surface, in order to produce a defined flexibility of a mating surface body, on which the surface, in particular the mating surface, is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fläche, insbesondere eine Gegenfläche einer Reibpaarung, die eine Reibfläche umfasst, die im Betrieb der Reibpaarung mit der Gegenfläche in Kontakt kommt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplung mit einer derartigen Fläche, insbesondere Gegenfläche. The invention relates to a surface, in particular a mating surface of a friction pair, which comprises a friction surface which comes into contact with the mating surface during operation of the friction mating. The invention further relates to a coupling with such a surface, in particular counter surface.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 205 108 A1 ist eine Anpressplatte für eine Reibungskupplungseinrichtung zur Bildung eines Reibsystems mit einer Kupplungsscheibe bekannt, aufweisend eine ringartige Form mit einer Anpressfläche für die Kupplungsscheibe, wobei die Anpressplatte wenigstens einen Radialschlitz aufweist. From the German patent application DE 10 2013 205 108 A1 a pressure plate for a friction clutch device for forming a friction system with a clutch disc is known, comprising a ring-like shape with a contact surface for the clutch disc, wherein the pressure plate has at least one radial slot.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine unerwünschte Gestaltänderung, insbesondere eine Topfung und/oder Wellung, einer Fläche, insbesondere einer Gegenfläche einer Reibpaarung, die eine Reibfläche umfasst, die im Betrieb der Reibpaarung mit der Gegenfläche in Kontakt kommt, zu reduzieren. The object of the invention is to reduce an undesired change in shape, in particular a cupping and / or corrugation, of a surface, in particular of a mating surface of a friction mating, which comprises a friction surface which comes into contact with the mating surface during operation of the friction mating.

Die Aufgabe ist bei einer Fläche, insbesondere einer Gegenfläche einer Reibpaarung, die eine Reibfläche umfasst, die im Betrieb der Reibpaarung mit der Gegenfläche in Kontakt kommt, dadurch gelöst, dass in der Fläche, insbesondere in der Gegenfläche, vertiefte Bereiche vorgesehen sind, um eine definierte Nachgiebigkeit eines Gegenflächenkörpers zu erzeugen, an dem die Fläche, insbesondere die Gegenfläche, vorgesehen ist. Die Reibfläche ist vorzugsweise an einer Kupplungsscheibe vorgesehen und zum Beispiel mit einem organischen Reibbelag versehen. Die Gegenfläche ist zum Beispiel aus Metall gebildet. Durch die vertieften Bereiche in der Gegenfläche und die damit verbundene definierte Nachgiebigkeit des Gegenflächenkörpers können im Betrieb, insbesondere unter Temperatureinwirkung, an der Gegenfläche beziehungsweise in dem Gegenflächenkörper auftretende Spannungen, zum Beispiel Tangentialspannungen und Biegespannungen, reduziert werden. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Gegenfläche kann die Steifigkeit des Gegenflächenkörpers auf einfache Art und Weise, insbesondere in axialer und in tangentialer Richtung, reduziert werden. Durch die reduzierte Steifigkeit kann beim Aufbringen einer Anpresskraft im Betrieb der Gegenfläche eine Reduzierung beziehungsweise ein Ausgleich von geometrischen Fehlern, insbesondere von thermisch induzierten Fehlern, erfolgen. Dadurch wiederum kann die Flächenpressung beim Aufbringen der Anpresskraft gleichmäßiger verteilt werden. In diesem Zusammenhang spricht man auch von einer Vergleichmäßigung der Flächenpressung. Die vertieften Bereiche können alternativ oder zusätzlich auch in einer von der Gegenfläche abgewandten Fläche vorgesehen sein, zum Beispiel auf der Rückseite des Gegenflächenkörpers. The object is achieved with a surface, in particular a mating surface of a friction pairing, which comprises a friction surface which comes into contact with the mating surface during operation of the friction mating, in that recessed regions are provided in the surface, in particular in the mating surface to generate defined resilience of a counter-surface body, on which the surface, in particular the counter surface, is provided. The friction surface is preferably provided on a clutch disc and provided, for example with an organic friction lining. The counter surface is formed, for example, of metal. By the recessed areas in the mating surface and the associated defined flexibility of the mating surface body stresses occurring during operation, in particular under the influence of temperature, on the counter surface or in the mating surface body, for example tangential stresses and bending stresses can be reduced. The inventive design of the mating surface, the rigidity of the mating surface body in a simple manner, in particular in the axial and tangential direction can be reduced. Due to the reduced rigidity, a reduction or compensation of geometric errors, in particular of thermally induced errors, can take place when a contact force is applied in the operation of the mating surface. In turn, the surface pressure during application of the contact force can be distributed more evenly. In this context, one speaks of a homogenization of the surface pressure. The recessed areas may alternatively or additionally also be provided in a surface facing away from the counter surface, for example on the rear side of the counter surface body.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die vertieften Bereiche in radialen Richtungen erstrecken. Der Begriff radial bezieht sich auf eine Drehachse der Gegenfläche im Betrieb. Radial bedeutet quer zur Drehachse der Gegenfläche. Analog bedeutet axial in Richtung oder parallel zur Drehachse der Gegenfläche. A preferred embodiment of the surface, in particular the mating surface, is characterized in that the recessed regions extend in radial directions. The term radial refers to a rotation axis of the counter surface during operation. Radial means transverse to the axis of rotation of the counter surface. Analog means axially in the direction or parallel to the axis of rotation of the counter surface.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die vertieften Bereiche in Umfangsrichtungen erstrecken. Die sich in Umfangsrichtungen erstreckenden vertieften Bereiche stellen zusammen mit den sich in radialen Richtungen erstreckenden Bereichen eine Vertiefungsstruktur in der Gegenfläche dar. A further preferred embodiment of the surface, in particular the mating surface, is characterized in that the recessed regions extend in circumferential directions. The recessed regions extending in the circumferential direction, together with the regions extending in the radial directions, form a recess structure in the mating surface.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die vertieften Bereiche schneiden. Die vertieften Bereiche können so ähnlich oder genauso wie Nuten, insbesondere Kreuznuten, ausgeführt sein, die in der Gegenfläche vorgesehen sind. A further preferred embodiment of the surface, in particular the mating surface, is characterized in that the recessed regions intersect. The recessed areas may be similar or just like grooves, in particular cross grooves, provided in the mating surface.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass die vertieften Bereiche im Wesentlichen die gleiche Tiefe aufweisen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können die vertieften Bereiche aber auch unterschiedliche Tiefen aufweisen. A further preferred embodiment of the surface, in particular of the mating surface, is characterized in that the recessed regions have substantially the same depth. According to further embodiments, however, the recessed areas may also have different depths.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass die vertieften Bereiche Erhebungen begrenzen, welche die Fläche, insbesondere die Gegenfläche, darstellen. Die Erhebungen können ganz oder teilweise von vertieften Bereichen umgeben sein. Zur Darstellung der Gegenfläche weisen die Erhebungen vorteilhaft eine ebene Oberfläche auf. Die ebenen Oberflächen der Erhebungen sind vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, um die Gegenfläche darzustellen. A further preferred exemplary embodiment of the surface, in particular of the mating surface, is characterized in that the recessed regions delimit elevations which represent the surface, in particular the mating surface. The elevations may be completely or partially surrounded by recessed areas. To illustrate the counter surface, the elevations advantageously have a flat surface. The flat surfaces of the protuberances are preferably arranged in a plane to represent the counterface.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen einstückig mit einem Gegenflächengrundkörper verbunden sind. Dadurch ergibt sich eine relativ stabile Anpressplatte, die aufgrund der vertieften Bereiche jedoch eine definierte Nachgiebigkeit aufweist. A further preferred embodiment of the surface, in particular the mating surface, is characterized in that the elevations are integrally connected to a mating surface main body. This results in a relatively stable pressure plate, which has a defined compliance due to the recessed areas.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen von Gegenflächeneinzelkörpern gebildet werden, die fest mit einem Gegenflächengrundkörper verbunden sind. Die Gegenflächeneinzelkörper können zum Beispiel stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, fest mit dem Gegenflächengrundkörper verbunden sein. A further preferred embodiment of the surface, in particular the mating surface, is characterized in that the elevations are formed by mating surface individual bodies, which are firmly connected to a mating surface main body. The Gegenflächeneinzelkörper can for Example cohesively, for example, by welding, be firmly connected to the mating surface main body.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fläche, insbesondere der Gegenfläche, ist dadurch gekennzeichnet, dass die vertieften Bereiche als Nuten ausgeführt sind. Die Nuten können einen im Wesentlichen rechteckigen Nutquerschnitt aufweisen. Dabei sind die Nutkanten vorteilhaft abgerundet. A further preferred embodiment of the surface, in particular the mating surface, is characterized in that the recessed regions are designed as grooves. The grooves may have a substantially rectangular groove cross-section. The groove edges are advantageously rounded.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Gegenflächenkörper mit einer vorab beschriebenen Fläche, insbesondere mit einer vorab beschriebenen Gegenfläche. The invention further relates to a mating surface body with a previously described surface, in particular with a counter surface described above.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplung mit einer vorab beschriebenen Fläche, insbesondere einer Gegenfläche. Die Fläche, insbesondere die Gegenfläche, ist vorteilhaft an einer vorzugsweise einteiligen Anpressplatte vorgesehen. The invention further relates to a coupling with a previously described surface, in particular a mating surface. The surface, in particular the counter surface, is advantageously provided on a preferably one-piece pressure plate.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:

1 eine stark vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Gegenfläche, die an einem Gegenflächenkörper vorgesehen ist und 1 a greatly simplified representation of a counter surface according to the invention, which is provided on a mating surface body and

2 die Ansicht eines Schnitts durch den Gegenflächenkörper aus 1. 2 the view of a section through the mating surface body 1 ,

In 1 ist eine Anpressplatte 1 für eine Reibungskupplung stark vereinfacht dargestellt. Die Anpressplatte 1 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe 4 mit einem rechteckigen Ringquerschnitt. Die dem Betrachter zugewandte Oberfläche der Kreisringscheibe 4 stellt eine Gegenfläche 6 einer Reibpaarung dar. In 1 is a pressure plate 1 shown greatly simplified for a friction clutch. The pressure plate 1 has essentially the shape of a circular disk 4 with a rectangular ring cross section. The observer facing surface of the circular disk 4 represents a counter surface 6 a friction pair is.

Die Gegenfläche 6 ist im Wesentlichen als Kreisringfläche 8 ausgeführt und im Betrieb der Reibpaarung um eine Drehachse drehbar. Die nicht näher dargestellte Reibungskupplung weist ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil auf. Die Reibungskupplung dient zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinenbetriebenen Kraftfahrzeugs zwischen der Brennkraftmaschine und einem Getriebe, um ein Anfahren und einen Wechsel von Übersetzungsstufen des Getriebes zu ermöglichen. Die Reibungskupplung weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse gehört zu dem Eingangsteil der Reibungskupplung. The counter surface 6 is essentially a circular ring surface 8th executed and rotatable about a rotation axis during operation of the friction pair. The friction clutch, not shown, has an input part and an output part. The friction clutch is used for arrangement in a drive train of an internal combustion engine-powered motor vehicle between the internal combustion engine and a transmission in order to enable a start-up and a change of transmission ratios of the transmission. The friction clutch has a housing. The housing belongs to the input part of the friction clutch.

Die Anpressplatte 1 ist mit dem Gehäuse drehfest, jedoch axial verlagerbar verbunden. Das Ausgangsteil der Reibungskupplung weist eine Kupplungsscheibe mit Reibbelägen auf. Die Reibbeläge dienen zur Darstellung einer Reibfläche der Reibpaarung, die im Betrieb der Reibpaarung mit der Gegenfläche 6 in Kontakt kommt. Die Kupplungsscheibe weist darüber hinaus eine Belagfederung auf und ist zur Übertragung einer mechanischen Leistung zwischen einer Gegendruckplatte und der Anpressplatte 1 einklemmbar. The pressure plate 1 is rotatably connected to the housing, but connected axially displaceable. The output part of the friction clutch has a clutch disc with friction linings. The friction linings are used to represent a friction surface of the friction pair, which in operation of the friction pair with the counter surface 6 comes into contact. The clutch disc also has a pad suspension and is for transmitting mechanical power between a platen and the pressure plate 1 clamped.

Die die Gegenfläche 6 darstellende Kreisringfläche 8 ist gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung nicht durchgehend ausgeführt, sondern mit vertieften Bereichen 11, 12 versehen. Die vertieften Bereiche 11 verlaufen in radialen Richtungen durch die Kreisringscheibe 4, die einen Gegenflächenkörper darstellt. Die vertieften Bereiche 11 schneiden sich in dem Gegenflächenkörper 4 mit den in Umfangsrichtungen verlaufenden vertieften Bereichen 12. The the counter surface 6 performing circular ring surface 8th is according to an essential aspect of the invention is not carried out continuously, but with recessed areas 11 . 12 Mistake. The recessed areas 11 extend in radial directions through the circular disk 4 which represents a mating surface body. The recessed areas 11 intersect in the mating surface body 4 with the recessed areas extending in the circumferential direction 12 ,

Durch die vertieften Bereiche 11, 12 ergeben sich Erhebungen 21 bis 23 und 31 bis 33, welche mit ihren ebenen Oberflächen die Gegenfläche 6 darstellen. Die ebenen Oberflächen der Erhebungen 21 bis 23 und 31 bis 33 sind zur Darstellung der Gegenfläche 6 in einer Ebene angeordnet. Through the recessed areas 11 . 12 arise surveys 21 to 23 and 31 to 33 , which with their flat surfaces, the counter surface 6 represent. The flat surfaces of the elevations 21 to 23 and 31 to 33 are to represent the counter surface 6 arranged in a plane.

In 2 ist ein Schnitt im Bereich der Erhebungen 31 bis 33 durch die Anpressplatte 1 aus 1 dargestellt, wobei der Schnitt in radialer Richtung verläuft. Im dargestellten Schnitt sieht man, dass die Erhebungen 31 bis 33 im Wesentlichen die Gestalt von Rechtecken aufweisen, deren Kanten zur Gegenfläche hin abgerundet sind. In 2 is a section in the area of the elevations 31 to 33 through the pressure plate 1 out 1 shown, wherein the section extends in the radial direction. In the illustrated section you can see that the surveys 31 to 33 essentially have the shape of rectangles whose edges are rounded towards the opposite surface.

Die Erhebungen 31 bis 33 können einstückig mit einem Gegenflächengrundkörper 40 verbunden sein, wie durch eine durchgehende Schraffur in 2 angedeutet ist. Durch eine Linie 42 ist in 2 jedoch auch angedeutet, dass die Erhebungen 31 bis 33 von Gegenflächeneinzelkörpern gebildet werden können, die fest, zum Beispiel stoffschlüssig, mit dem Gegenflächengrundkörper 40 verbunden sind. The surveys 31 to 33 can be integral with a mating surface main body 40 be connected, as by a continuous hatching in 2 is indicated. Through a line 42 is in 2 However, it also indicated that the surveys 31 to 33 may be formed by counter-surface individual bodies, the solid, for example, materially bonded, with the mating surface main body 40 are connected.

Insbesondere bei hochtransienten Vorgängen, wie Hochlastanfahrten, werden die Kupplungskomponenten stark inhomogen erwärmt. Im Bereich des Reibkontakts treten dann hohe Temperaturen und Temperaturgradienten auf. Die inhomogene Temperaturverteilung führt zu einer ungleichmäßigen Wärmedehnung, insbesondere in den metallischen Gegenreibscheiben. Diese Wärmedehnung führt sowohl zu reversiblen als auch irreversiblen Verformungen der Gegenreibscheiben. Particularly in the case of highly transient processes, such as high-load starts, the coupling components are heated inhomogeneously. In the area of the frictional contact, high temperatures and temperature gradients then occur. The inhomogeneous temperature distribution leads to an uneven thermal expansion, especially in the metallic Gegenreibscheiben. This thermal expansion leads to both reversible and irreversible deformation of the Gegenreibscheiben.

Hieraus resultiert eine ungleichmäßige Flächenpressung, die sowohl den lokalen Reibleistungseintrag als auch die Temperaturverteilung im Reibkontakt und damit die Leistungsdichte des Gesamtsystems (zum Beispiel Drehmomentkapazität) negativ beeinflusst. Aufgrund der massiven Ausführung (Bedarf an hoher thermischer Masse) der Gegenreibscheiben und der damit zusammenhängenden hohen Steifigkeit der Bauteile werden die thermisch bedingten Verformungen nur wenig durch die aufgebrachte Anpresskraft beeinflusst. This results in an uneven surface pressure, the both the local friction power input and the temperature distribution in frictional contact and thus the power density of the entire system (for example, torque capacity) negatively influenced. Due to the massive design (need for high thermal mass) of the Gegenreibscheiben and the associated high rigidity of the components, the thermally induced deformations are only slightly influenced by the applied contact pressure.

Die ungleichmäßige thermische Dehnung führt in Kombination mit der Steifigkeit der Gegenreibscheiben zu einer ungleichmäßigen Flächenpressung im Reibkontakt. Durch die erfindungsgemäßen vertieften Bereiche 11 und 12 wird der Querschnitt der Kreisringscheibe beziehungsweise des Gegenflächenkörpers 4 gezielt variiert, um die Steifigkeit der Anpressplatte 1 sowohl in tangentialer als auch radialer Richtung zu reduzieren. Durch die vertieften Bereiche 11, 12 beziehungsweise die Erhebungen 21 bis 23 und 31 bis 33 kann besonders vorteilhaft eine unerwünschte Verknüpfung zwischen der thermischen Masse und der Steifigkeit der Anpressplatte 1 getrennt werden. The uneven thermal expansion, in combination with the rigidity of the counter-friction discs, leads to an uneven surface pressure in frictional contact. By recessed areas according to the invention 11 and 12 is the cross section of the annular disc or the counter-surface body 4 specifically varies to the rigidity of the pressure plate 1 in both tangential and radial directions. Through the recessed areas 11 . 12 or the surveys 21 to 23 and 31 to 33 can be particularly advantageous an undesirable link between the thermal mass and the rigidity of the pressure plate 1 be separated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Anpressplatte pressure plate
44: Gegenflächenkörper Counter sheet
66: Gegenfläche counter surface
88th: Kreisringfläche Annular surface
1111: vertiefter Bereich recessed area
1212: vertiefter Bereich recessed area
2121: Erhebung survey
2222: Erhebung survey
2323: Erhebung survey
3131: Erhebung survey
3232: Erhebung survey
3333: Erhebung survey
4040: Gegenflächengrundkörper Counter-surface body
4242: Linie line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013205108 A1 [0002]

Claims

Surface, especially mating surface ( 6 ) of a friction pairing, which comprises a friction surface, which in operation of the friction pairing with the counter surface ( 6 ) comes into contact, characterized in that in the surface, in particular in the mating surface ( 6 ), recessed areas ( 11 . 12 ) are provided to a defined compliance of a mating surface body ( 4 ), on which the surface, in particular the counter surface ( 6 ), is provided.

Surface, in particular mating surface, according to claim 1, characterized in that the recessed areas ( 11 ) extend in radial directions.

Surface, in particular mating surface, according to one of the preceding claims, characterized in that the recessed regions ( 12 ) extend in circumferential directions.

Surface, in particular mating surface, according to one of the preceding claims, characterized in that the recessed regions ( 11 . 12 ) to cut.

Surface, in particular mating surface, according to one of the preceding claims, characterized in that the recessed regions ( 11 . 12 ) have substantially the same depth.

Surface, in particular mating surface, according to one of the preceding claims, characterized in that the recessed regions ( 11 . 12 ) Surveys ( 21 - 23 . 31 - 33 ), which represent the surface, in particular the counter surface.

Surface, in particular counter surface, according to one of the preceding claims, characterized in that the elevations ( 21 - 23 . 31 - 33 ) in one piece with a mating surface main body ( 40 ) are connected.

Surface, in particular mating surface, according to one of claims 1 to 7, characterized in that the elevations ( 21 - 23 . 31 - 33 ) are formed by counter-surface individual bodies which are fixed to a mating surface main body ( 40 ) are connected.

Surface, in particular mating surface, according to one of the preceding claims, characterized in that the recessed regions ( 11 . 12 ) are designed as grooves.

Coupling with a surface, in particular a mating surface ( 6 ), according to one of the preceding claims.