DE102021110830B3

DE102021110830B3 - Reibbelagpad, Reiblamelle und Verfahren zum Herstellen einer Reiblamelle

Info

Publication number: DE102021110830B3
Application number: DE102021110830.6A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Baerwald
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2041-04-29
Also published as: CN116917637A; JP2024513017A; US20240191766A1; WO2022228598A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reibbelagpad (5) mit einer Befestigungsfläche und mit einer der Befestigungsfläche abgewandten Reibfläche (9), die eine von einer umlaufenden Schnittkante (11) begrenzte Gestalt aufweist.Um das Reibbelagpad (5) funktionell zu verbessern, weist das Reibbelagpad (5) einen Sockelrand (12) auf, der entlang der umlaufenden Schnittkante (11) verläuft und stärker komprimiert ist als das Reibbelagpad (5) innerhalb des Sockelrands (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibbelagpad mit einer Befestigungsfläche und mit einer der Befestigungsfläche abgewandten Reibfläche, die eine von einer umlaufenden Schnittkante begrenzte Gestalt aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Reiblamelle mit mindestens einem derartigen Reibbelagpad. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Reiblamelle.
EP 2 136 096 A1 offenbart Reibbelag-Segmente einer nasslaufenden Lamellenkupplung, wobei Abschnitte der Segmente eine zum Rand hin, abfallende Dicke aufweisen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2017 124 330 A1 ist eine nasslaufende Lamellenkupplung mit Kupplungslamellen bekannt, die drehfest, aber in axialer Richtung verschiebbar mit einem Lamellenträger verbunden sind, der Fluiddurchtrittsöffnungen aufweist, wobei mindestens eine der Kupplungslamellen radial innen und/oder radial außen mindestens eine Aussparung aufweist, durch die eine Fluidströmung durch eine in der Nähe befindliche Fluiddurchtrittsöffnung in einem der Lamellenträger verbessert wird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 010 651 A1 ist eine Nasskupplungsvorrichtung mit einem geschlossenen Kupplungsgehäuse und zumindest einer in dem Kupplungsgehäuse angeordneten Kupplungslamelle bekannt, die einen Lamellenträger und zumindest zwei auf dem Lamellenträger angeordnete Reibbelagpads aufweist, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind und die einen zumindest im Wesentlichen in Radialrichtung führenden Kühlmittelkanal begrenzen, der zumindest in einem Teilbereich in Umfangsrichtung geneigt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reibbelagpad mit einer Befestigungsfläche und mit einer der Befestigungsfläche abgewandten Reibfläche, die eine von einer umlaufenden Schnittkante begrenzte Gestalt aufweist, funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Reibbelagpad mit einer Befestigungsfläche und mit einer der Befestigungsfläche abgewandten Reibfläche, die eine von einer umlaufenden Schnittkante begrenzte Gestalt aufweist, dadurch gelöst, dass das Reibbelagpad einen Sockelrand aufweist, der entlang der umlaufenden Schnittkante verläuft und stärker komprimiert ist als das Reibbelagpad innerhalb des Sockelrands. Das Reibbelagpad ist vorzugsweise aus einem Reibbelagmaterial gebildet, das Fasern enthält. Das Reibbelagmaterial mit den Fasern ähnelt einem Rohmaterial, wie es zur Papierherstellung dient. Daher wird das Reibbelagmaterial auch als Papiermaterial und verkürzt auch als Papier bezeichnet. Im Betrieb kommt das Reibbelagpad mit einem Kühlmedium, wie Öl, in Kontakt. Daher wird das Reibbelagpad auch als nasslaufendes Reibbelagpad bezeichnet. Analog wird das Papier, aus dem das Reibbelagpad gebildet ist, auch als Nasslaufpapier bezeichnet. Das Reibbelagpad wird entlang seiner Schnittkante aus dem Reibbelagmaterial herausgetrennt, zum Beispiel durch Stanzen. Das Reibbelagpad kann aber auch anderweitig aus dem Reibbelagmaterial herausgeschnitten werden. Beim Herausschneiden oder Stanzen mit zum Beispiel kostengünstigen Werkzeugen kann es passieren, dass das Reibbelagpad in sich einreißt oder Fasern aus dem Nasslaufpapier herausgerissen werden. Wenn sich Teile und/oder Fasern des an einem Trägerelement befestigten Reibbelagpads ablösen, dann wird das auch als Delamination bezeichnet. Durch den stärker komprimierten Sockelrand des Reibbelagpads kann Delamination im Betrieb einer mit dem Reibbelagpad ausgestatteten Reiblamelle wirksam verhindert oder zumindest deutlich reduziert werden. Die Festigkeit der Reibbelagpads kann effektiv erhöht werden, weil der geschädigte Bereich an der Schnittkante durch das umlaufende Prägen verfestigt wird und Fehlstellen geschlossen werden. Darüber hinaus können Schleppmomente im Betrieb der mit dem Reibbelagpad ausgestatteten Reiblamelle reduziert werden, da nicht die fasrige Schnittkante, sondern eine geprägte verrundete Kante mit zum Beispiel einer Stahllamelle in Kontakt kommt. Dabei wird je nach Design bewusst in Kauf genommen, dass eine Grundfläche des Reibbelagpads durch den Sockelrand vergrößert wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibbelagpads ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelrand eine Sockelhöhe aufweist, die mindestens einem Viertel einer Padhöhe des Reibbelagpads entspricht. Als Padhöhe und Sockelhöhe werden Abmessungen des Reibbelagpads quer zur Befestigungsfläche beziehungsweise Reibfläche bezeichnet, wobei die Befestigungsfläche parallel zur Reibfläche angeordnet ist. Mit der beanspruchten Sockelhöhe kann das Reibbelagpad auch im Bereich des Sockelrands ausreichend stabil an dem Trägerelement befestigt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibbelagpads ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelrand eine Sockelbreite aufweist, die mindesten so groß wie die Padhöhe des Reibbelagpads ist. Als Breite wird eine Abmessung des Sockelrands quer zur Schnittkante bezeichnet. Mit der beanspruchten Sockelbreite kann eine ausreichend stabile Befestigung des Reibbelagpads auch im Bereich des Sockelrands an der Trägerlamelle sichergestellt werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sockelrand als umlaufende Stufe ausgeführt ist, die im Querschnitt einen von der Reibfläche abgewinkelten ersten Schenkel aufweist, von dem ein zweiter Schenkel abgewinkelt ist, der den Sockelrand darstellt. Von einem dem ersten Schenkel abgewandten Ende des zweiten Schenkels wiederum ist dann die Schnittkante abgewinkelt, die zum Beispiel beim Stanzen an dem Reibbelagpad erzeugt wird. Die Gestalt des Reibbelagpads kann nahezu beliebig ausgeführt sein. Die umlaufende Stufe erstreckt sich entlang der kompletten Schnittkante an dem Reibbelagpad.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibbelagpads ist dadurch gekennzeichnet, dass Winkel zwischen der Reibfläche und dem ersten Schenkel sowie zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel zwischen neunzig und einhundertzwanzig Grad ausgeführt sind. Das hat sich im Hinblick auf die gewünschte Funktion und im Hinblick auf die Herstellung des Reibbelagpads sowie auf die Herstellung einer Reiblamelle mit dem Reibbelagpad als vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibbelagpads ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reibfläche und dem ersten Schenkel ein Rundungsradius ausgebildet ist. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass an einem Kontaktbereich beziehungsweise einer Kontaktfläche zwischen dem Reibbelagpad und einer Stahllamelle, die im Betrieb einer mit der Reiblamelle sowie dem Reibbelagpad ausgestatteten Reibkupplung in Kontakt kommt, keine fasrige Schnittkante oder scharfe Kante entsteht. Dadurch kann der Verschleiß an dem Reibbelagpad im Betrieb der Reibkupplung, insbesondere einer Lamellenkupplung, wirksam reduziert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibbelagpads ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel ein Rundungsradius ausgebildet ist. Dieser Rundungsradius hat sich im Hinblick auf eine Umströmung des Reibbelagpads mit einem Kühlmedium als vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibbelagpads ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rundungsradius eine Größe zwischen einem Zehntel und einem Millimeter aufweist. Die beanspruchte Größe des Rundungsradius bezieht sich vorteilhaft sowohl auf den Rundungsradius zwischen der Reibfläche und dem ersten Schenkel als auch auf den Rundungsradius zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Reiblamelle mit mindestens einem vorab beschriebenen Reibbelagpad. Die Reiblamelle umfasst vorzugsweise eine Trägerlamelle, auf die eine Vielzahl von vorab beschriebenen Reibbelagpads aufgeklebt ist. Vorteilhaft weisen alle Reibbelagpads einen Sockelrand auf. Es ist aber auch möglich, dass nur einige Reibbelagpads, also nicht alle Reibbelagpads der Reibelamelle, den Sockelrand aufweisen.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Reiblamelle ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass ein Padzwischenprodukt in einem Stanzvorgang aus einem Belagmaterial ausgestanzt wird, bevor das ausgestanzte Padzwischenprodukt in einem nachfolgenden Klebevorgang auf ein Trägerelement aufgeklebt wird, wobei der Sockelrand in dem Klebevorgang in das Padzwischenprodukt geprägt wird. An einer Schnittkante vom Stanzen können beim Stanzen Fasern herausgezogen werden, was an sich unerwünscht ist, weil dadurch eine Vorschädigung des Reibbelagpads erfolgt. Durch das Prägen des Sockelrands wird vorteilhaft genau der vorgeschädigte Bereich so stark komprimiert, dass offene Bereiche in oder an der Schnittkante des Reibbelagpads geschlossen werden. Durch die beim Verkleben erzeugte umlaufende Prägung wird das Reibbelagmaterial, insbesondere eine Nasslaufpapier, in dem beim Stanzen vorgeschädigten Bereich stark komprimiert beziehungsweise verdichtet, was die Festigkeit des Reibbelagpads an dem Trägerelement erhöht. Daraus ergibt sich an der im Betrieb mit der Stahllamelle in Kontakt kommenden Kontaktfläche des Reibbelagpads oder auch an dessen Seitenfläche eine geprägte Kontur ohne scharfe Schnittkanten. So kann das Schleppmoment wirksam reduziert werden, wobei gleichzeitig das Risiko der Delamination verringert wird. Die beanspruchte Lösung liefert unter anderem den Vorteil, dass Nutmuster oder Nutdesigns mit kleineren Reibbelagpads realisiert werden können.
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:

1 eine perspektivische Darstellung einer Reiblamelle mit einem Trägerelement, an dem Reibbelagpads mit einem geprägten Sockelrand befestigt sind; und
2 die Ansicht eines Schnitts entlang einer Linie II-II in 1.

In 1 ist eine Reiblamelle 1 mit einem Trägerelement 2 perspektivisch dargestellt. Das Trägerelement 2 hat die Gestalt einer Kreisringscheibe. Radial innen weist das Trägerelement 2 eine Innenverzahnung 3 auf.
Die Innenverzahnung 3 an dem Trägerelement 2 dient zur Darstellung einer drehfesten Verbindung mit einem in 1 nicht dargestellten Lamellenträger einer Lamellenkupplung, die im Wechsel Reiblamellen 1 und Stahllamellen aufweist. Die Stahllamellen werden zur Übertragung eines Drehmoments mit den Reiblamellen 1 in Reibkontakt gebracht. Aufbau und Funktion von derartigen Lamellenkupplungen sind bekannt.
An dem Trägerelement 2 sind Reibbelagpads 4, 5, 6, 7, 8 angebracht. Die Reibbelagpads 4 bis 8 haben alle die gleiche fünfeckige Gestalt. Dabei sind die Reibbelagpads 4 bis 8 in zwei Reihen angeordnet. Die Reibbelagpads 4 bis 8 sind vorteilhaft so oder so ähnlich angeordnet, wie es in den internationalen Offenlegungsschriften WO 2018/ 171 834 A1 und WO 2018/ 171 835 A1 offenbart ist.
Das Reibbelagpad 5 umfasst eine in 1 oben angeordnete Reibfläche 9. Mit einer der Reibfläche 9 abgewandten Befestigungsfläche 10 ist das Reibbelagpad 5 auf das Trägerelement 2 geklebt. Das Reibbelagpad 5 ist aus einem papierartigen Reibbelagmaterial ausgestanzt.
Eine beim zum Beispiel Stanzen erzeugte Schnittkante 11 begrenzt die fünfeckige Gestalt des Reibbelagpads 5. Entlang der Schnittkante 11 weist das Reibbelagpad 5 einen Sockelrand 12 auf. Im Bereich des Sockelrands 12 ist das Reibbelagpad 5 stärker komprimiert als innerhalb des Sockelrands 12.
In 2 ist die Ansicht eines Schnitts entlang einer Linie II-II in 1 vergrößert dargestellt. In der Schnittansicht der 2 ist durch einen Doppelpfeil 13 eine Sockelhöhe bezeichnet. Durch einen Doppelpfeil 14 ist eine Padhöhe bezeichnet. Durch einen Doppelpfeil 15 ist eine Sockelbreite bezeichnet.
Die Padhöhe 14 ist deutlich größer als die Sockelhöhe 13 im Bereich des Sockelrands 12, der stärker komprimiert ist. Das Reibbelagpad 5 ist zur Darstellung des Sockelrands 12, im Querschnitt betrachtet, mit einer umlaufenden Stufe ausgestattet.
Die Stufe umfasst einen ersten Schenkel 16, der von der Reibfläche 9 abgewinkelt ist. Ein zweiter Schenkel 17 ist von dem ersten Schenkel 16 abgewinkelt. Der zweite Schenkel 17 dient zur Darstellung des Sockelrands 12. Von dem zweiten Schenkel 17 wiederum ist die Schnittkante 11 abgewinkelt.
Die Reibfläche 9 ist parallel zu dem Sockelrand 12 angeordnet. Der zweite Schenkel 17 ist, im dargestellten Querschnitt betrachtet, parallel zur Schnittkante 11 angeordnet. Zwischen der Reibfläche 9 und dem ersten Schenkel 16 ist ein rechter Winkel ausgebildet. Zwischen den beiden Schenkeln 16, 17 ist ebenfalls ein rechter Winkel ausgebildet.
Zwischen der Reibfläche 9 und dem ersten Schenkel 16 ist ein Rundungsradius 18 vorgesehen. Zwischen dem ersten Schenkel 16 und dem zweiten Schenkel 17 ist ein Rundungsradius 19 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Reiblamelle
2: Trägerelement
3: Innenverzahnung
4: Reibbelagpad
5: Reibbelagpad
6: Reibbelagpad
7: Reibbelagpad
8: Reibbelagpad
9: Reibfläche
10: Befestigungsfläche
11: Schnittkante
12: Sockelrand
13: Sockelhöhe
14: Padhöhe
15: Sockelbreite
16: erster Schenkel
17: zweiter Schenkel
18: Rundungsradius
19: Rundungsradius

Claims

Reibbelagpad (5) mit einer Befestigungsfläche (10) und mit einer der Befestigungsfläche (10) abgewandten Reibfläche (9), die eine von einer umlaufenden Schnittkante (11) begrenzte Gestalt aufweist, wobei das Reibbelagpad (5) einen Sockelrand (12) aufweist, der entlang der umlaufenden Schnittkante (11) verläuft und stärker komprimiert ist als das Reibbelagpad (5) innerhalb des Sockelrands (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelrand (12) als umlaufende Stufe ausgeführt ist, die im Querschnitt einen von der Reibfläche (9) abgewinkelten ersten Schenkel (16) aufweist, von dem ein zweiter Schenkel (17) abgewinkelt ist, der den Sockelrand (12) darstellt.
Reibbelagpad (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelrand (12) eine Sockelhöhe (13) aufweist, die mindestens einem Viertel einer Padhöhe (14) des Reibbelagpads (5) entspricht.
Reibbelagpad (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelrand (12) eine Sockelbreite (15) aufweist, die mindestens so groß wie die Padhöhe (14) des Reibbelagpads (5) ist.
Reibbelagpad (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Winkel zwischen der Reibfläche (9) und dem ersten Schenkel (16) sowie zwischen dem ersten Schenkel (16) und dem zweiten Schenkel (17) als Winkel zwischen neunzig und einhundertzwanzig Grad ausgeführt sind.
Reibbelagpad (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reibfläche (9) und dem ersten Schenkel (16) ein Rundungsradius (18) ausgebildet ist.
Reibbelagpad (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Schenkel (16) und dem zweiten Schenkel (17) ein Rundungsradius (19) ausgebildet ist.
Reibbelagpad (5) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundungsradius (18,19) eine Größe zwischen einem Zehntel und einem Millimeter aufweist.
Reiblamelle (1) mit mindestens einem Reibbelagpad (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen einer Reiblamelle (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Padzwischenprodukt in einem Stanzvorgang aus einem Belagmaterial ausgestanzt wird, bevor das ausgestanzte Padzwischenprodukt in einem nachfolgenden Klebevorgang auf ein Trägerelement (2) aufgeklebt wird, wobei der Sockelrand (12) in dem Klebevorgang in das Padzwischenprodukt geprägt wird.