DE112013005659B4

DE112013005659B4 - Reibungsplatte mit verdichteten überlappenden Abschnitten

Info

Publication number: DE112013005659B4
Application number: DE112013005659.3T
Authority: DE
Inventors: Rashid Farahati; Patrick Lindemann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN104813051A; US9279459B2; US20140144746A1; WO2014085470A1; JP2015536425A; DE112013005659T5; CN104813051B

Abstract

Bauteil aus Reibungsmaterial, wobei das Bauteil umfasst:ein erstes Segment und ein zweites Segment, wobei ein Ende des ersten Segments ein Ende des zweiten Segments überlappt, um eine Fuge zu bilden, die stärker als dazwischen liegende Abschnitte des ersten und des zweiten Segments verdichtet ist,wobei die verdichtete Fuge ungefähr so dick ist wie die dazwischen liegenden Abschnitte des ersten und des zweiten Segments,wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial aus einem textilen Faserverbundwerkstoff besteht,wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial bogenförmig ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reibungskupplungen und -scheiben und insbesondere eine Nassreibungskupplung mit einer Vielzahl von Reibungsplatten, wobei jede Platte ein in Segmente aufgeteiltes Reibungsmaterial aufweist. Solche Reibungskupplungen können zum Beispiel in Getrieben von Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Das Reibungsmaterial in Nassreibungskupplungen wird im Allgemeinen in Öl getaucht eingesetzt und besteht oft aus einem Material auf der Grundlage von Papier, das zu Ringen aus Reibungsmaterial gebildet ist. Damit bei der Herstellung möglichst wenig Abfall entsteht, kann das Nassreibungsmaterial in Form von Segmenten ausgestanzt und dann auf die Platte geklebt werden, um Ringe aus Reibungsmaterial zu bilden. Die Ränder zwischen den Abschnitten führen jedoch zu vorzeitiger Materialschädigung und verringern die Lebensdauer des Nassreibungsmaterials. Eine Ursache für die vorzeitige Materialschädigung besteht zum Teil darin, dass die Flüssigkeit am nicht verdichteten Rand der Schnittstelle eindringen kann.
In der Patentschrift US 6 585 096 B2 wird eine Fuge mit verringerter Dicke beschrieben, und in der Patentschrift US 7 165 664 B2 weist die Fuge eine vertiefte Fläche an der Fuge auf. Die Druckschrift DE 695 16 105 T2 zeigt Bauteil aus Reibungsmaterial, wobei das Bauteil ein erstes Segment und ein zweites Segment umfasst, wobei ein Ende des ersten Segments ein Ende des zweiten Segments überlappt, um eine Fuge zu bilden.
Durch starkes Zusammenpressen des gesamten Segmentes an der Fuge kann die Haltbarkeit verbessert werden, jedoch kann die durch Zusammenpressen an der Fuge bewirkte geringere Dicke dazu führen, dass die Flüssigkeit zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser des Reibungsmaterials hindurchfließt und beim Einkuppeln zum Austreten von Öl führt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Bauteil aus Reibungsmaterial bereit, das ein erstes Segment und ein zweites Segment umfasst, wobei ein Ende des ersten Segments ein Ende des zweiten Segments überlappt, um eine Fuge zu bilden, die stärker verdichtet ist, als Zwischenbereiche des ersten und des zweiten Segments, wobei die verdichtete Fuge ungefähr so dick ist wie die dazwischen liegenden Abschnitte des ersten und des zweiten Segments, wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial aus einem textilen Faserverbundwerkstoff besteht und wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial bogenförmig ist.
Die vorliegende Erfindung wird in einer nicht einschränkenden Weise auf der Grundlage der Zeichnung bevorzugter Ausführungsformen näher beschrieben, wobei:

die 1a, 1b und 1c schematisch einen Prozess zum Bilden eines Bauteils aus Reibungsmaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
2 eine Reibungsplatte zeigt, die vier der in der Ausführungsform der 1a, 1b und 1c dargestellten Segmente umfasst; und
3 schematisch eine Reibungskupplung mit einer Vielzahl der in 2 gezeigten Reibungsplatten zeigt.

Die 1a, 1 b und 1c zeigen schematisch einen Prozess zum Bilden eines Bauteils 10 aus Reibungsmaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Bauteil 10 aus Reibungsmaterial aus einem Reibungsbelag aus einem textilen Faserverbundwerkstoff. In einer schematischen Seitenansicht von 1a sind zwei getrennte Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial gezeigt, die jeweils entsprechende erste Enden 12a, 14a und zweite Enden 12b, 14b enthalten. Die Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial sind so aufeinander ausgerichtet, dass ein zweites Ende 12b und ein erstes Ende 14a einander überlappen, wobei das zweite Ende 12b auf dem ersten Ende 14a liegt. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform weisen die Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial ein und dieselbe Dicke T auf, und beide Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial weisen über ihre gesamte Länge hinweg eine gleichmäßige Dicke auf. Die Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial können auf ihren gesamten unteren Flächen einen Leim oder einen anderen Klebstoff enthalten. Zum Beispiel können die Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial aus einer Rolle Reibungsmaterial ausgeschnitten und der Klebstoff auf die Rückseite des gesamten Materialstreifens aufgebracht werden, für gewöhnlich bevor der gesamte Materialstreifen von der Rolle Reibungsmaterial in Segmente 12, 14 geschnitten wird (d.h. die Rolle Reibungsmaterial wird abgewickelt, Klebstoff wird auf die Rückseite aufgebracht, dann wird jedes Segment ausgeschnitten und auf die Platte aufgebracht, zum Beispiel auf den in 2 gezeigten Träger). Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Klebstoff auf die Platte selbst aufgebracht werden. Dann können die überlappenden Enden 12b, 14a an einem Verbindungsbereich 16 durch starkes Zusammenpressen der überlappenden Enden 12b, 14a miteinander verbunden werden, wobei sie durch den Klebstoff ein Bauteil 10 aus Reibungsmaterial bilden, das in der schematischen Seitenansicht von 1b und in der schematischen perspektivischen Ansicht von 1c gezeigt ist. Gemäß alternativen Ausführungsformen können die überlappenden Enden 12a, 14b stark zusammengepresst werden, bevor oder nachdem sie durch den Klebstoff angeklebt werden. Die überlappenden Enden 12a, 14b können zum Beispiel durch Pressen mit einer Pressmatrize stark zusammengepresst werden, sodass die Fuge 18 durch Zusammendrücken der überlappenden Enden 12a, 14b aus einem stark verdichteten Reibungsmaterial besteht. Die getrennten Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial können vorher bis zu einem gewissen Maße zusammengepresst werden, bevor sie zusammengesetzt, angeklebt und stark gestaucht werden. Demgemäß ist im vorliegenden Zusammenhang unter starkem Zusammenpressen ein Verdichtungsgrad zu verstehen, der stärker als gegebenenfalls das vorherige Zusammenpressen der getrennten Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial ist, bevor diese zusammengesetzt werden.
Segmente 10 aus Reibungsmaterial weisen zwei Enden 12a, 14b auf, wobei Enden 12b, 14a aus Reibungsmaterial mit ihnen verbunden werden, um eine Fuge 18 zu bilden. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Bauteil 10 aus Reibungsmaterial eine gleichmäßige Dicke auf, wobei die Enden 12a, 14b dieselbe Dicke wie die Fuge 18 aufweisen. Durch das Zusammenpressen der Enden 12b, 14a während des Anklebens der Segmente 12, 14 aus Reibungsmaterial wird eine haltbare Fuge 18 bereitgestellt, während durch die gleichmäßige Dicke des Bauteils 10 aus Reibungsmaterial verhindert wird, dass an der Fuge 18 eine Flüssigkeit durch das Reibungsmaterial fließt.
Somit kann durch die dicke zusammengepresste Fuge 18 gemäß dieser Ausführungsform ein Reibungsbereich bereitstellt werden, wodurch der spezifische Druck für eine Reibungsplatte verringert und verhindert wird, dass Flüssigkeit zwischen einem Innendurchmesser ID und einem Außendurchmesser OD hindurchsickert.
Gemäß dem in 2 gezeigten Beispiel umfasst die Reibungsplatte 100 einen Träger 120, zum Beispiel eine Metallplatte, und eine aus vier Segmenten gebildete Reibungsfläche auf, die die in der Ausführungsform der 1a, 1b und 1c gezeigten Segmente und zwei weitere Segmente 112, 114 enthält, die den Segmenten 12, 14 vergleichbar sind. Die Segmente 12, 14, 112, 114 werden an benachbarte Segmente geklebt, um einen Reibungsring 150 mit vier Fugen 18, 118, 218, 318 zu bilden. Die beiden Enden jedes Segments 12, 14, 112, 114 werden an den entsprechenden Fugen 18, 118, 218, 318 stark zusammengepresst und mit einem Klebstoff zusammengeklebt. Diese Segmente 12, 14, 112, 114 können zum Beispiel angeklebt oder auf andere Weise am Träger 120 angeheftet werden, um den Reibungsring 150 der Reibungsplatte 100 zu bilden. Die Enden der Segmente 12, 14, 112, 114 können gekrümmt sein, damit sie in der gezeigten Weise zusammenpassen, obwohl auch andere Randformen wie beispielsweise ineinandergreifende Ränder möglich sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Segmente 12, 14, 112, 114 ringförmig so ausgerichtet werden, dass Enden der Segmente 12, 14, 112, 114 entsprechende Enden benachbarter Segmente überlappen. Zum Beispiel überlappen gemäß 1a die Enden 14a, 12b einander, desgleichen überlappen jeweils die Enden 114a, 14b, die Enden 112a, 114b beziehungsweise die Enden 12a, 112b einander. Klebstoff kann wie oben unter Bezug auf die Segmente 12, 14 beschrieben auf die Segmente 12, 14, 112, 114 aufgebracht werden. Dann können gleichzeitig alle einander überlappenden Enden durch Pressen unter Verwendung einer Pressmatrize zusammengepresst werden, sodass die Enden 14a, 12b eine Fuge 18, die Enden 114a, 14b eine Fuge 118, die Enden 112a, 114b eine Fuge 218 und die Enden 12a, 112b eine Fuge 318 und die überlappenden Enden eingeebnet werden. Gemäß alternativen Ausführungsformen können die Fugen 18, 118, 218, 318 nacheinander oder paarweise gebildet werden. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die Enden auch nacheinander überlappt und durch Klebstoff zusammengefügt und dann gleichzeitig zusammengepresst werden.
Nachdem die stark zusammengepressten Fugen 18, 118, 218, 318 gebildet und die Segmente 12, 14, 112, 114 zu einem Reibungsring 150 verbunden sind, weist der Reibungsring 150 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine gleichmäßige Dicke auf. Somit wird der Flüssigkeitsstrom zwischen dem Außendurchmesser OD und dem Innendurchmesser ID durch die Fugen 18, 118, 218, 318 hindurch unterbunden oder verringert, wodurch eine verbesserte Haltbarkeit bereitgestellt werden kann. Wie oben erwähnt weisen die Segmente 12, 14, 112, 114 gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ein und dieselbe Dicke auf, bevor sie zusammengefügt und zusammengepresst werden. Demgemäß werden die Enden der Segmente 12, 14, 112, 114 durchschnittlich um ungefähr fünfzig Prozent zusammengepresst, um die Fugen 18, 118, 218, 318 zu bilden, sodass die Enden der Segmente 12, 14, 112, 114 doppelt so dicht sind wie die dazwischen liegenden Abschnitte 12c, 14c, 112c, 114c, die sich zwischen den Fugen 18, 118, 218, 318 erstrecken. Gemäß alternativen Ausführungsformen brauchen die Segmente 12, 14, 112, 114 keine gleichmäßige Dicke aufzuweisen. Zum Beispiel kann das Segment 12 je nach gewünschtem Verdichtungsgrad und je nach Dichte der Enden 12a, 12b nach dem Zusammenfügen, um die Fugen 18, 318 zu bilden, so gebildet sein, dass die Enden 12a, 12b dicker oder dünner als der dazwischen liegende Abschnitt 12c sind, bevor die Enden 121a, 12b stark verdichtet werden. Wenn gewünscht ist, dass die Fugen 18, 318 und dementsprechend die Enden 12a, 12b weniger als doppelt so dicht wie der dazwischen liegende Abschnitt 12c sind, können die Enden 12a, 12b dünner als der dazwischen liegende Abschnitt 12c sein, bevor die Enden 12a, 12b mit den Enden 112b beziehungsweise 14a überlappt und eingeebnet werden. Wenn gewünscht ist, dass die Fugen 18, 318 und dementsprechend die Enden 12a, 12b mehr als doppelt so dicht wie der dazwischen liegende Abschnitt 12c sind, können die Enden 12a, 12b dicker als der dazwischen liegende Abschnitt 12c sein, bevor die Enden 12a, 12b mit den Enden 112b beziehungsweise 14a überlappt und eingeebnet werden.
3 zeigt schematisch eine Nassreibungskupplung 50 des Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit einer Vielzahl von Reibungsplatten 100, 200, 300, wobei die Reibungsplatten 200, 300 der zum Beispiel in 2 beschriebenen Reibungsplatte vergleichbar sind. Die axial verschiebbaren Platten 100, 200, 300 können durch einen Kolben 52, zum Beispiel durch einen hydraulisch betätigten Kolben, gegen axial verschiebbare Trennscheiben gedrückt werden, um eine Reibungskopplung zu bewirken.
Die stark verdichteten Enden können durch Zusammenpressen der Enden eines Segments aus Reibungsmaterial hergestellt werden, während ein anderer Teil des Segments aus Reibungsmaterial unverdichtet bleibt. Es können zwar zwei oder mehr Segmente zum Bilden eines Rings verwendet werden, jedoch werden vorzugsweise mindestens vier Segmente zum Bilden eines Rings verwendet. Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche.

Claims

Bauteil aus Reibungsmaterial, wobei das Bauteil umfasst: ein erstes Segment und ein zweites Segment, wobei ein Ende des ersten Segments ein Ende des zweiten Segments überlappt, um eine Fuge zu bilden, die stärker als dazwischen liegende Abschnitte des ersten und des zweiten Segments verdichtet ist, wobei die verdichtete Fuge ungefähr so dick ist wie die dazwischen liegenden Abschnitte des ersten und des zweiten Segments, wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial aus einem textilen Faserverbundwerkstoff besteht, wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial bogenförmig ist.
Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die verdichtete Fuge dichter ist als die dazwischen liegenden Abschnitte des ersten und des zweiten Segments.
Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 2, wobei die verdichtete Fuge ungefähr zweimal so dicht ist wie die dazwischen liegenden Abschnitte.
Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die überlappenden Enden an der verdichteten Fuge durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind.
Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Bauteil aus Reibungsmaterial ringförmig ist.
Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1, das ferner mindestens ein weiteres Segment umfasst, wobei ein zweites Ende des ersten Segments ein erstes Ende des mindestens einen weiteren Segments überlappt, um eine zweite verdichtete Fuge zu bilden, und wobei ein zweites Ende des zweiten Segments ein zweites Ende des mindestens einen weiteren Segments überlappt, um eine dritte verdichtete Fuge zu bilden.
Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine weitere Segment ein drittes Segment und ein viertes Segment enthält, ein erstes Ende des dritten Segments das erste Ende des mindestens einen weiteren Segments bildet, ein erstes Ende des weiteren Segments das zweite Ende des mindestens einen weiteren Segments bildet und sich ein zweites Ende des dritten Segments und ein zweites Ende des vierten Segments überlappen, um eine vierte verdichtete Fuge zu bilden.
Reibungsplatte, die umfasst: einen Träger und eine Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial, die auf dem Träger angebracht sind, um einen Ring aus Reibungsmaterial zu bilden, wobei zwei Segmente aus Reibungsmaterial aus der Vielzahl von Segmenten aus Reibungsmaterial durch das Bauteil aus Reibungsmaterial nach Anspruch 1 gebildet sind.
Reibungsplatte nach Anspruch 8, wobei die verdichtete Fuge ungefähr so dick ist wie dazwischen liegende Abschnitte des ersten und des zweiten Segments.
Reibungsplatte nach Anspruch 9, wobei die verdichtete Fuge dichter ist als die dazwischen liegenden Abschnitte des ersten und des zweiten Segments.
Reibungsplatte nach Anspruch 8, wobei die überlappenden Enden an der verdichteten Fuge durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind.
Nassreibungskupplung, die umfasst: mindestens eine Reibungsplatte nach Anspruch 8.