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Gepreßte Friktionsscheibe, Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung
gepreßter Friktionsscheiben Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gepreßte
Priktionsscheiben und auf das Preßwerkzeug für die gepreßten Friktionsscheiben von
Reibungskupplungen, von Sche-ibenbremsen oder anderer Maschinenteile, bei denen
Reibkörper auf einer oder auf beiden Seiten eines Trägers (z. B. einer Metallscheibe)
angebracht sind.
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Man kennt Reibungsscheiben, bei denen die Reibkörper mittels nichteisenmetallenen
versenkten Hohlnieten oder mit Hilfe von Klebst offen auf der Metallscheibe befestigt
sind.
In diesen Fällen werden die Reibteile einzeln hergestellt und dann auf der Metallscheibe
befestigt.
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Die genietete Friktionsscheibe benötigt eine große Anzahlt¢e nichteisenmetallenen
Nieten und viel Arbeit. Bei den geklebten Friktionsscheiben benötigt man ebenfalls
viel Arbeit, einen teueren Klebstoff und außerdem ist das Verfahren schwierig und
unsichere Die Nachteile der oben erwähnten Friktionsscheiben sind folgende: bei
den genieteten riktionsscheiben ist das Verschleißmaß des Reibungskörpers durch
die Höhe der Nieten begrenzt und bei der Ausführung mit geklebten Reibscheiben gibt
es geringe Betriebssicherheit. Die genieteten Friktionsscheiben sind sehr teuere
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Reibkörper durch Pressen im plastischen
Zustand direkt auf die Metallunterlage hergestellt werden0 Die metallische Unterlagscheibe
ist mit Bohrungen versehen, so daß beim Pressen auoh die Verbindungselemente aus
derselben Masse des Reìbungskörpers entstehen, Dazu sind nur ein einmaliges Erwärmen
und. ein einziges Pressen notwendig, unabhängig davon, ob Reibungsmasse nur auf
einer oder auf beiden Seiten der Scheibe aufgepreßt wird. Verbindungsteile und Klebstoffe
sind nicht mehr nötig.
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Die Herstellung der Friktionsscheibe nach diesem erfindungsgemäßen
Verfahren ist eine Neuerung und ein technischer Fortschritt, konstruktiv und qualitativ
unterschiedlich von all dem, was man bis jetzt auf technischem Gebiet auf der ganzen
Welt kennt, weil diese Erfindung alle Nachteile der existierenden Friktionsscheiben
beseitigt, und zwar dadurch, daß die Reibungskörper direkt auf die Metallscheibe,
auf einer oder auf beiden Seiten, durch eine einzige Freßoperation aufgebracht werden.
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Die Bedeutung der Neuerung wird besonders im Palle des Pressens der
Reibungskörper auf beiden Seiten der Metallscheibe hervorgehoben, denn obwohl der
Reibungskörper auf beiden Seiten der Scheibe verteilt ist, bildet er nach dem Pressen
einen Monolith.
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Im Falle dieser Erfindung wird die Befestigung der Reibungskörper
auf der Metallscheibe folgendermaßen gesichert: a) Durch die Verbindungselemente,
die sich während des pressens durch das Eindringen des Reibungsmaterials durch die
Bohrungen der Metallscheibe bilden. Bei den Priktionsscheiben mit Reibungskörper
auf beiden Seiten der Metallscheibe entsteht durch das Eindringen der Masse in die
Bohrungen der Metallscheibe eine direkte Verbindung zwischen den zwei Reibungskörpern,
so daß nach dem Pressen beide Reibungskörper ein einziges Stück bilden.
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b) Durch das Bindemittel, das im Reibungsmaterial enthalten ist, kommt
beim Erwärmen und Pressen das Haften der Reibungskörper an der Metallscheibe zustande.
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Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 Ansicht und senkrechten Schnitt durch das Presswerkzeug für die Friktionsscheibe
mit Reibungskörpern auf beiden Seiten der Metallscheibe, gegen den Rand der Metallscheibe
ver-teilt; Fig. 2 Ansicht und senkrechten Schnitt durch das Presswerkzeug für die
Friktionsecheibe mit Reibungskörper nur auf einer Seite gegen den Rand der Metallscheibe
verteilt; Fig. 3 Aufriß der Metallscheibe für den Fall der Verteilung des Reibungskörpers
gegen den Rand der Scheibe; Fig. 4 Längsschnitt durch die Metallscheibe für den
Fall des Reibungskörpers gegen den Rand der Scheibe; Fig. 5 Aufriß der Priktionsscheibe
mit Reibungskörpern auf beiden Seiten, gegen den Rand der Scheibe verteilt; Fig.
6 Längsschnitt durch die Friktionsscheie mit gepreßten Heibungskörpern auf beiden
Seiten; Fig. 7 Aufriß der Friktionsscheibe mit aufgepreßtem Reibkörper auf einer
Seite der Scheibe gegen den Rand der Scheibe verteilt; Fig. 8 Längsschnitt durch
die Friktionsscheibe mit Xeibkörper nur auf einer Seite gegen den Rand der Scheibe
gepreßt.
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Fig. 1 stellt das Fresswerkzeug für das Herstellen der Friktionsscheibe
mit gepreßten Reibkörpern auf beiden Seiten der Scheibe entsprechend der Erfindung
dar.
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Nachdem man den Körper 2 in die Grundplatte 1 eingesetzt hat, wird
die Hälfte des Reibungsmaterials vorgepreßt in das Presswerkzeug eingeführt und
darüber kommt die mit den Bohrungen a versehene Metallscheibe 3. Nun werden die
Teile 4 und 5 eingesetzt und die andere vorgepreßte Hälfte des Reibungsmaterials
auf die Metallscheibe gelegt. Darüber kommt die Fressplatte 6, Zwischen den Heizplatten
der Presse wird das Fresswerkzeug erwärmt und durch Pressen auf die Platte 6 entsteht
der Reibungskörper 7. Zu gleicher Zeit mit der Bildung der Reibungskörper auf beiden
Seiten der Metallscheibe entstehen auch die Verbindungselemente 8 in den Bohrungen
a der Scheibe. Die Feder 9 sichert das Festsitzen der Metallscheibe 3 zwischen dem
Oberkörper 4 und dem Unterkörper 2.
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Fig. 2 stellt das Presswerkzeug für das Herstellen der Friktionsscheibe
mit Reibkörper nur auf einer Seite der Metallscheibe gegen dessen Rand verteilt
entsprechend der Erfindung dar. Die Metallscheibe 3 wird auf den mit den Aushöhlungen
b versehenen Grundkörper 10 gelegt. Dann wird der Körper 11 eingesetzt und das vorgepreßte
Reibungsmaterial eingelegt. Auf die Pressplatte 12 wird gepreßt, während die Matrize
von den Heizplatten der Presse erwärmt wird. Es entsteht der Reibungskörper auf
einer Seite der Metallscheibe. Zusammen mit diesem bilden sich auch die Verbindungselemente
durch das Eindringen der
Reibungsmasse in die Bohrungen a und in
die Aushöhlung b.
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Die Feder 9 sichert das Festsitzen der Metallscheibe 3 zwischen dem
Grundkörper 10 und dem Oberkörper 11.
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In den Fig. 4 und 5 wird die Anordnung der Bohrungen für die Bildung
der Verbindungselemente auf die Metallplatte gezeigt, ganz gleich, ob auf beiden
oder nur auf einer Seite der Scheibe Reibkörper gepreßt werden.
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Die Fig. 5 und 6 stellen die fertige Friktionsscheibe mit gegen den
Rand der Metallscheibe gepreßten Reibkörpern auf beiden Seiten dar. Daraus ergibt
sich folgendes: - Die Bildung des Reibungskörpers 7 geschieht durch einmaliges Fressen,
direkt und gleichzeitig auf beiden Seiten der Metallscheibe 3, und gleichzeitig
bilden sich auch die Verbindungselemente 8 in den Bohrungen der Metallscheibe 3.
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- Die Verbindung der Reibkörper 7 zu beiden Seiten der' Metallscheibe
3 durch die Verbindungselemente 8.
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- Die Tatsache, daß die Reibungskörper zu beiden Seiten der Metallscheibe
zu gleicher Zeit bei einem einzigen Pressen und Erwärmen entstehen und einen Monolith
bilden.
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- Die Tatsache, daß dieses Verfahren für jede Friktionsscheibenart
und für jedes Reibmaterial, das auf beiden Seiten der Metallscheibe gepreßt wird,
verallgemeinert werden kann.
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Durch die Fig. 7 und 8, welche die fertiggepreßte Reibscheibe mit
Reibkörper nur auf einer Seite der Metallscheibe gegen dessen Rand darstellen, wird
folgendes hervorgehoben: - Die gleichzeitige Bildung des Reibkörpers 13 direkt auf
dgerMetallscheibe 3 und der Verbindungselemente 14 in den Bohrungen a der Metallscheibe
3.
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- Die Verbindung des Reibungskörpers mit beiden Seiten der Metallscheibe
durch die Verbindungselemente 14.
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- Die Tatsache, daß dieses Verfahren für alle Priktionsscheibenarten
und für alle Reibmaterialien, die nur auf eineeSeite der Metallscheibe gepreßt werden,
verallgsmeinert werden kann.
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Das Haften des Reibkörpers auf dXe Metallplatte kommt beim Pressen
und Erwärmen zustande bzw. während der Herstellung der Reibungskörper direkt auf
d/evMetallplatte.
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Dazu trägt auch noch die Zusammensetzung des Reibmaterials bei. Diese
Erscheinung und die Verbindungselemente sichern eine ausgezeichnete Befestigungsverbindung
der Reibungsscheiben an der Metallscheibe. Pür ein gutes Haften ist das Entfetten
der Metallscheibe notwendig.
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Durch das Vorpressen gibt man dem Reibmaterial eine der Matrizenhöhlung
ähnliche Form, Außerdem erhält man dadurch eine gute Verteilung des Materials in
der Matrize.
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Die Fig. 1 und 2 stellen die geschlossenen Matrizen fijr die Reibungsscheiben
nach Fig. 5 und 6 bzw. 7 und 8 nach
dem Pressen und Erwärmen dar,
wenn alle Umformungen stattgefunden haben und wenn der gepreßte Reibungskörper seine
endgültige Form bekommen hat.
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Für das Öffnen der Formen und für das Herausziehen der Prlktionsscheiben
sind entsprechende automatische oder nichtautomatische Vorrichtungen notwendig.
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Für dieses Verfahren kann man hydraulische Pressen mit einer oder
mehreren elektrisch- oder dampfgeheizten Fressplatten verwenden, um ein Heizungssystem
für jedes Fresswerkzeug extra zu vermeiden. Für andere Typen hydraulischer oder
mechanischer Pressen müssen die Pressen werkzeuge an deren Press- und Heizsystem
entsprechend angepaßt werden.
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Anzahl, Porm (rund, oval, länglich usw.) und Anordnung der Bohrungen
auf die Metallscheibe werden entsprechend dem Verwendungszweck der Friktionsscheibe
festgesetzt.
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Die nach diesem Verfahren erzeugten gepreßten Priktion,sscheiben sind
eine Neuerung und ein technischer Fortschritt, weil sie alle Nachteile der existierenden
Friktionsscheiben beseiti.gen und die folgenden technischen und wirtschaftlichen
Vorteile aufweisen: - Die Herstellung der ReibungskörI)er direkt auf der Metallscheibe,
gleichzeitig aus dcm gleichen Material und gleichzeitig mit den Verbindungselementen
bei einem
einzigen Pressvorgang und Erwärmen.
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- Durch das Ausschalten der Herstellung jedes Reibkörpers extra, des
Bohrens und Nietens bzw. des Klebens wird viel Arbeit gespart.
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- Reibungsmaterial wird gespart.
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- Spezielle Nichteisenmetallnieten sind nicht mehr notwendig.
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- Klebarbeit und Klebstoff werden beseitigt.
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- Durch das Anschaffen der Bohrungen für die Nieten im Reibungskörper
wird Reibungsfläche gewonnen und somit Reibungsmaterial gespart.
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- Die direkt auf der Metallscheibe gepreßten Reibungskörper können
benutzt werden, bis der Verschleiß an die Metallscheibe gelangt, weil es in diesem
Fall kein durch Nietenhöhe oder Arbeitstemperatur begrenztes Verschleißmaß gibt.
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- Durch die Verlängerung der Arbeitszeit bei den gepreßten Friktionsscheiben
wird der Verbrauch von Wechselteilen vermindert und somit auch die zum Abnehmen
der abgenutzten und zum Einsetzen der neuen Scheiben nötige Arbeit.
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- Die für das Auswechseln der abgetragenen Scheiben nötige Stillstehzeit
der Maschine wird bedeutend herabgesetzt.
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- Vollkommene Betriebssicherheit und besondere Festigkeit.
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- Dieses Verfahren gibt die Möglichkeit für die spezialisierte Herstellung
gepreßter Friktionsscheiben in einem Werk.
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Es ist neben dem Preßverfahren aber auch möglich, die Briktionsscheiben
in einem Gießverfahren herzustellen.
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Hier wird so vorgegangen, daß flüssige Kunststoffe, insbesondere Mehrkomponenten-Kunststoffe,
die nach ihrer Vermischung schnell aushärten, mit festen körnigen reibenden Substanzen
vermischt werden und dann in Pormen gefüllt werden, in denen die Reibscheiben bereits
eingelegt sind.
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Dabei kann man Formen verwenden, die in ihrer Mitte geteilt sind,
so daß sich die Reibscheibe gut einlegen lasse.
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Nach dem Einlegen der Reibscheibe wird dann die noch flüssige bzw.
breiartige - denn es handelt sich ja um feste körnige Substanzen, welche mit flüssigen
Kunststoffen gemischt sind und somit breiartig sind - Masse ebenfalls in die Port
ein gebracht und die Porm darauf verschlossen, so daß die Reaktion des Kunststoffes
im Inneren der Form vor sich gehen kann. Nach der Aushärtung des Kunststoffes, die
noch durch Wärmeeinwirkung beschleunigt werden kann, wird die Form geöffnet und
die fertiggestellte Priktionsscheibe herausgenoTE.en. Besonders,intaressant ist
das Arbeiten mit schaumenden Mehrkomiicnenten-Kunststoffen, ,veil hier die Form
so gestaltet erden kann, daß die Xriktionsscheibe ihre exakte.
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Form ohne jegliches Angußstück nach dem Öffnen der Form aufweist.
Auch bei der Verwendung von schäumenden Kunststoffen ist gewährleistet, daß das
Reibmaterial völlig homogen ist und die Verteilung der Reibteilchen völlig gleichmäßig
ist. Bei der Herstellung von Friktionsscheiben, bei denen die Tragscheibe beidseitig
mit einem Reibbelag versehen ist, braucht vor dem Schließen der Form bei diesem
Herstellungsverfahren die breiartige Reibmasse nur auf einer Seite der Scheibe in
die Form eingebracht zu werden, weil unter dem Schaumdruck die breiartige Masse
sich gleichmäßig zu beiden Seiten der Scheibe verteilt, indem die Masse durch-die
in der Scheibe vorgesehenen Löcher hindurchtritt. Hierbei lot es leiejit möglich,
zu den festen körnigen Bestandteilen Metallpulver oder feines Metallgranulat zur
Erhöhung der Wärmeabl£'itungzuzufügen.