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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Reibbelaglamellen, die jeweils einen Reibbelagträger umfassen, an dem eine Vielzahl von ausgestanzten Reibbelagelementen angebracht wird.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 218 111 A1 ist ein Verfahren zum Anbringen von Reibbelagelementen an einem Reibbelagträger bekannt, wobei die Reibbelagelemente gleichzeitig auf zwei entgegengesetzte Seiten des Reibbelagträgers aufgebracht werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Herstellen von Reibbelaglamellen, die jeweils einen Reibbelagträger umfassen, an dem eine Vielzahl von ausgestanzten Reibbelagelementen angebracht wird, zu vereinfachen.
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Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen von Reibbelaglamellen, die jeweils einen Reibbelagträger umfassen, an dem eine Vielzahl von ausgestanzten Reibbelagelementen angebracht wird, dadurch gelöst, dass ein Stanzarbeitsschritt, in welchem die Reibbelagelemente ausgestanzt werden, von mindestens einem weiteren Arbeitsschritt entkoppelt ist, in welchem die ausgestanzten Reibbelagelemente auf dem Reibbelagträger positioniert und/oder befestigt werden. Bei den Reibbelagelementen handelt es sich vorzugsweise um sogenannte Reibbelagpads, die, zum Beispiel durch eine Klebverbindung, auf oder an dem Reibbelagträger befestigt werden. Der Reibbelagträger ist zum Beispiel aus einem Stahlblechmaterial gebildet. Dabei hat der Reibbelagträger vorzugsweise im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe. Radial innen oder radial außen ist der Reibbelagträger vorzugsweise mit einer Verzahnung ausgestattet. Die Verzahnung dient dazu, eine drehfeste Verbindung zwischen der Reibbelaglamelle und einem Lamellenträger in einer Lamellenkupplung herzustellen. Zum Befestigen der Reibbelagelemente an dem Reibbelagträger können die Reibbelagelemente, vorzugsweise unter Hitzeeinwirkung, mit dem Reibbelagträger verpresst werden. Die Reibbelagelemente sind auf dem Reibbelagträger vorzugsweise voneinander beabstandet, um Nuten zwischen den Reibbelagelementen darzustellen. Die Nuten dienen zum Durchführen eines Mediums, insbesondere eines Öls, das zum Kühlen und/oder Schmieren der Reibbelaglamellen dient. Durch das Entkoppeln des Stanzarbeitsschritts wird die Herstellung von Reibbelaglamellen mit aufwendigeren Nutmustern vereinfacht. Durch die aufwendigeren Nutmuster wird eine effizientere Kühlung und somit eine höhere Leistungsfähigkeit der Belaglamellen erreicht. In dem entkoppelten Stanzarbeitsschritt können besonders vorteilhaft sehr kleine Reibbelagelemente, zum Beispiel in einer Größe im Bereich von dreimal drei Millimetern, hergestellt werden. Diese nicht so einfach zu handhabenden Reibbelagelemente können in dem weiteren Arbeitsschritt sehr genau und prozesssicher auf den Reibbelagträger positioniert werden. Darüber hinaus kann ein unerwünschter Verschnitt in dem entkoppelten Stanzarbeitsschritt auf ein Minimum reduziert werden. Darüber hinaus werden in dem von dem Stanzarbeitsschritt entkoppelten weiteren Arbeitsschritt die Freiheitsgrade beim Positionieren der ausgestanzten Reibbelagelemente erhöht. Dadurch wird die Flexibilität beim Herstellen von Reibbelagelementen deutlich verbessert. Der Stanzarbeitsschritt und der davon entkoppelte weitere Arbeitsschritt können jeweils für sich in Bezug auf Kosten und Technik optimiert werden. Ein zum Durchführen des Stanzarbeitsschritts angewendeter Stanzprozess kann mit einer sehr hohen Geschwindigkeit und mit unterschiedlichen stanztechnologischen Ausführungen, insbesondere im Hinblick auf zum Stanzen verwendete Stempel, Matrizen und/oder Hohlstempel, mit sehr hohen Geschwindigkeiten ausgeführt werden. Dabei kann gleichzeitig die Stanzqualität verbessert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbelagelemente aus einem Papiercoil ausgestanzt und gesammelt aufbewahrt werden, bevor die ausgestanzten Reibbelagelemente auf dem Reibbelagträger positioniert und befestigt werden. Die Reibbelagelemente aus dem Papiercoil sind einfach und kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbar.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestanzten Reibbelagelemente als Schüttgut in einem Behälter aufbewahrt werden. Dadurch wird das Herstellen von Reibbelaglamellen mit unterschiedlichen Reibbelagelementen erheblich vereinfacht. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestanzten Reibbelagelemente in mindestens einem Stapel aufbewahrt werden. Dadurch wird das Zuführen von unterschiedlichen Reibbelagelementen beim Positionieren auf einem Reibbelagträger vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestanzten Reibbelagelemente in einem von dem Stanzarbeitsschritt entkoppelten Positionierarbeitsschritt auf dem Reibbelagträger positioniert werden. Das Positionieren der ausgestanzten Reibbelagelemente wird separat ausgeführt, zum Beispiel durch eine geeignete Pick and Place-Technologie. Zum Positionieren kann zum Beispiel eine Handhabungseinrichtung oder ein Bestückungsautomat verwendet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Positionieren der ausgestanzten Reibbelagelemente auf dem Reibbelagträger überwacht wird. Das Positionieren der ausgestanzten Reibbelagelemente kann zum Beispiel mit mindestens einer Kamera überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden. Falsch positionierte Reibbelagelemente können, zum Beispiel mit Druckluftimpulsen, richtig auf dem Reibbelagträger positioniert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich große oder unterschiedlich gestaltete Reibbelagelemente auf dem Reibbelagträger angebracht werden. Damit können besonders vorteilhaft nahezu beliebige Nutgeometrien dargestellt werden. So kann die Reibbelaglamelle besonders flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich dicke Reibbelagelemente auf dem Reibbelagträger angebracht werden. Als Dicke wird eine Abmessung der Reibbelagelemente quer zu einer Reibfläche bezeichnet. Durch die unterschiedlich dicken Reibbelagelemente kann das Luftspiel einer mit den Reiblamellen ausgestatteten Lamellenkupplung vorteilhaft erhöht werden. Durch dickere Reibbelagelemente kann eine Parketttrennung in einer Reibfläche, die mit den Reibbelagelementen dargestellt wird, unterstützt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Reibbelagelemente aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus unterschiedlichen Papierqualitäten, auf dem Reibbelagträger angebracht werden. Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien können Reibenergien über einen Radius der Reibbelaglamelle eingestellt werden. Des Weiteren kann durch die unterschiedlichen Materialien eine Wärmeableitung in besonders relevanten Bereichen der Reibbelaglamelle erhöht beziehungsweise verbessert werden. Durch die unterschiedlichen Materialien, insbesondere Reibbelagmaterialien, kann die Performance der Reibbelaglamelle insgesamt verbessert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestanzten Reibbelagelemente an den Reibbelagträger angeheftet werden. Das Anheften der ausgestanzten Reibbelagelemente an den Reibbelagträger kann nach dem Positionieren oder beim Positionieren erfolgen. Zum Anheften kann ein haftvermittelndes Medium auf die Reibbelagelemente aufgebracht werden, bevor die Reibbelagelemente auf dem Reibbelagträger positioniert werden. Das Anheften der Reibbelagelemente, die vorzugsweise als Papierpads ausgeführt sind, kann über einen zusätzlichen Kleber realisiert werden. Das Anheften der Reibbelagelemente beziehungsweise Papierpads kann aber auch wärme- und/oder lösemittelinduziert erreicht werden. Wärmeinduziert bedeutet, dass die Reibbelagelemente beziehungsweise der Reibbelagträger zum Anheften erwärmt beziehungsweise erhitzt werden. Lösemittelinduziert bedeutet, dass den Reibbelagelementen zum Beispiel ein Lösemittel oder Lösungsmittel injiziert wird, bevor sie an den Reibbelagträger angeheftet werden. Das Anheften der Reibbelagelemente an den Reibbelagträger wird auch als Tacken oder Antacken bezeichnet.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine Anlage zum Herstellen von Reibbelaglamellen, die jeweils einen Reibbelagträger umfassen, an dem gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren eine Vielzahl von ausgestanzten Reibbelagelementen angebracht wird. Dabei können die ausgestanzten Reibbelagelemente auf einer Seite oder auf zwei entgegengesetzten Seiten des Reibbelagträgers angebracht werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Reibbelaglamelle mit einem Reibbelagträger, an dem eine Vielzahl von ausgestanzten Reibbelagelementen angebracht ist, die unterschiedlich dick und/oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, wobei die Reibbelaglamelle insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
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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.
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Die einzige beiliegende Figur zeigt eine Reibbelaglamelle mit einer Vielzahl von ausgestanzten Reibbelagelementen in einer Draufsicht.
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Die beiliegende Figur zeigt eine Reibbelaglamelle 1 einer Lamellenkupplung in der Draufsicht. Die Reibbelaglamelle 1 umfasst einen Reibbelagträger 4, der im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe 6 aufweist. Der Reibbelagträger 4 ist zum Beispiel aus einem Stahlblechmaterial gebildet.
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Die Reibbelaglamelle 1 ist als Innenlamelle ausgeführt und wird in der Lamellenkupplung in einem Lamellenpaket mit weiteren Innenlamellen und mit Außenlamellen kombiniert. Der Reibbelagträger 4 weist radial innen eine umlaufende Innenverzahnung 8 auf.
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Die Innenverzahnung 8 dient zum Einhängen der Reibbelaglamelle 1 in der Lamellenkupplung. Dabei kommt die Innenverzahnung 8 der Reibbelaglamelle 1 mit einer Außenverzahnung eines (nicht dargestellten) Lamellenträgers in Eingriff. Die ineinandergreifenden Verzahnungen schaffen eine drehfeste Verbindung zwischen der Reibbelaglamelle 1 und dem Lamellenträger.
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Auf den Reibbelagträger 4 der Reibbelaglamelle 1 sind eine Vielzahl von Reibbelagelementen 11 bis 14 aufgeklebt. Die Reibbelagelemente 11 bis 14 sind zur Darstellung einer im Wesentlichen kreisringscheibenartigen Reibfläche so voneinander beabstandet, dass zwischen den Reibbelagelementen 11 bis 14 Nuten gebildet werden.
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Die Nuten ermöglichen eine Durchströmung mit einem Kühl- und/oder Schmiermedium in der Lamellenkupplung. Das Kühl- und/oder Schmiermedium wird zum Beispiel radial innen zugeführt und durchströmt die Nuten 15 von radial innen nach radial außen.
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Das Reibbelagmaterial, aus dem die Reibbelagelemente 11 bis 14 gebildet sind, umfasst zum Beispiel mindestens eine Unterschicht und eine Oberschicht. Dabei sind die Reibbelagelemente 11 bis 14 bedarfsabhängig aus unterschiedlichen Reibbelagformulierungen hergestellt. Der Reibwert der Reibbelagelemente 11 bis 14 wird zum Beispiel durch unterschiedliche Füllstoffe bedarfsabhängig erhöht oder verringert.
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Die Reibbelaglamelle 1 mit den Reibbelagelementen 11 bis 14 wird vorzugsweise für nasslaufende Anwendungen verwendet. Nasslaufend bedeutet, dass die Reibbelaglamelle 1 im Betrieb mit einem flüssigen Schmier- und/oder Kühlmedium, wie Öl, in Kontakt kommt.
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Die Reibbelaglamelle 1 wird bevorzugt im Bereich Doppelkupplungsgetriebe und Automatikgetriebe eingesetzt. Die Reibbelaglamelle 1 kann aber auch in nasslaufenden Hybridkupplungen oder in Differentialgetrieben vorteilhaft eingesetzt werden. Darüber hinaus wird die Reibbelaglamelle 1 vorteilhaft in Wandlerüberbrückungskupplungen eingesetzt.
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Bei der Herstellung der Reibbelaglamelle 1 werden zunächst in einem separaten Stanzarbeitsschritt die Reibbelagelemente 11 bis 14 ausgestanzt. Das Ausstanzen der Reibbelagelemente 11 bis 14 erfolgt in einer separaten Stanzanlage mit geeigneten Stanzautomaten.
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Beim Stanzen der Reibbelagelemente 11 bis 14, die auch als Reibbelagpads oder verkürzt als Pads bezeichnet werden, sind Hubzahlen bis zu eintausend Stück pro Minute möglich. Die ausgestanzten Pads fallen in der Stanzanlage zum Beispiel als Schüttgut an.
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Ein Stanzbild zum Ausstanzen der Pads ist per Simulationen vorteilhaft so berechenbar, dass ein unerwünschter Verschnitt minimal ist. Daraus ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung.
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Der Stanzarbeitsschritt ist vorteilhaft von einem Positionierarbeitsschritt und einem Tackarbeitsschritt entkoppelt. Beim Positionieren werden die ausgestanzten Reibbelagelemente oder Pads 11 bis 14 auf dem Reibbelagträger 4 positioniert. Beim Tacken werden die ausgestanzten und positionierten Reibbelagelemente 11 bis 14 an den Reibbelagträger 4 angeheftet oder angetackt.
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Das Entkoppeln der Arbeitsschritte Stanzen, Positionieren und Tacken liefert unter anderem den Vorteil, dass die einzelnen Arbeitsschritte für sich in Bezug auf Kosten und Technik optimierbar sind. Das bedeutet zunächst, dass der Stanzarbeitsschritt beziehungsweise der Stanzprozess mit sehr hoher Geschwindigkeit in unterschiedlichsten stanztechnologischen Ausführungen durchgeführt werden kann.
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So können beim Stanzen zum Beispiel unterschiedliche Stempel oder Matrizen verwendet werden. Je nach Bedarf ist beim Stanzen zum Beispiel ein Hohlstempel vorteilhaft. Dadurch kann der Stanzprozess in Bezug auf den Verschnitt und die Stanzqualität der Pads, insbesondere eine Kantengeometrie der Pads, optimiert werden.
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Das Positionieren der Pads 11 bis 14, die vorzugsweise als Papierpads ausgeführt sind, auf dem Reibbelagträger 4, der auch als Trägerlamelle bezeichnet wird, erfolgt separat durch eine geeignete Pick and Place-Technologie.
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Eine Lageorientierung der positionierten Reibbelagelemente 11 bis 14 wird vorteilhaft mit einem geeigneten Kamerasystem überwacht. Dabei können gegebenenfalls falsch positionierte Reibbelagelemente erfasst werden. Bei den falsch positionierten Reibbelagelementen kann, zum Beispiel mit Hilfe von Druckluftimpulsen, eine gewünschte Lageveränderung herbeigeführt werden.
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Das Heften/Tacken kann gegebenenfalls mit dem Positionierarbeitsschritt kombiniert werden. Das Heften oder Tacken der Reibbelagelemente an dem Reibbelagträger kann aber auch in einem separaten Arbeitsschritt erfolgen.
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Beim Heften oder Tacken können verschiedene Heftkonzepte zum Einsatz kommen. So kann zum Beispiel ein auf den Reibbelagträger aufgebrachter Kleber durch Wärme aktiviert werden, wenn die Reibbelagelemente positioniert sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein in den Reibbelagelementen enthaltener Kleber durch ein Lösemittel aktiviert werden. Darüber hinaus kann ein Zusatzkleber, zum Beispiel als Spirale, auf den Reibbelagträger und/oder auf die Reibbelagelemente aufgebracht werden.
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Durch die Entkopplung der einzelnen Arbeitsschritte, insbesondere durch die Entkopplung des Stanzarbeitsschritts, wird besonders vorteilhaft eine Kombination unterschiedlicher Papierdicken und Papierqualitäten auf einer Reibbelaglamelle 1 wirtschaftlich möglich. Damit können sowohl Schleppmomente reduziert als auch die Leistungsfähigkeit der Reibbelaglamelle 1 erfüllt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibbelaglamelle
- 4
- Reibbelagträger
- 6
- Kreisringscheibe
- 8
- Innverzahnung
- 11
- Reibbelagelement
- 12
- Reibbelagelement
- 13
- Reibbelagelement
- 14
- Reibbelagelement
- 15
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013218111 A1 [0002]
