DE3609879C2

DE3609879C2 -

Info

Publication number: DE3609879C2
Application number: DE19863609879
Authority: DE
Inventors: Hermann 8920 Schongau De Puetz; Ulrich Dipl.-Ing. Dr. 8000 Muenchen De Wollenteit
Original assignee: Hoerbiger and Co
Current assignee: Hoerbiger and Co
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1991-09-05
Also published as: DE3609879A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibring für Kupplungen oder Bremsen, der aus einem Reibringkörper aus Metall mit wenigstens einer zylindrischen oder konischen Reibfläche besteht, die mit einem Streusinter-Reibbelag versehen ist.

Streusinter-Reibbeläge werden seit längerer Zeit bei Kupplungen und Bremsen erfolgreich angewendet, weil sie gute Reibeigenschaften besitzen, haltbar und temperaturbeständig sind und verhältnismäßig einfach mit großer Genauigkeit gefer tigt werden können. Derartige Streusinter-Reibbeläge werden entsprechend in geschmierten Lamellenkupplungen und Bremsen verschiedener Art erfolgreich eingesetzt. Sie haben sich auch in automatischen Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen und ande ren Antriebsmaschinen aller Art bewährt. So zeigt die DE-PS 34 17 813 einen Reibring der eingangs genannten Art mit einem Reibkörper aus einem Streusinter-Reibbelag und einem Träger blech. Auf dieses zunächst ebene Trägerblech wird das Sinter pulver aufgestreut und anschließend aufgesintert, wobei durch ein- oder mehrmaliges Verdichten die erforderliche Material dichte erreicht und die gewünschte kalibrierte Dicke herge stellt werden kann. Der so entstandene serienmäßig herstellba re ebene Reibkörper aus dem Trägerblech mit aufgebrachtem Streusinter-Reibbelag stellt aber nicht den Reibring dar. Hierfür wird vielmehr dieses Teil in ein Formteil mit nicht ebener bzw. nicht abwickelbarer Reibfläche überführt und form schlüssig auf einen das Trägerblech erst abstützenden Basis körper aufgebracht. Der hieraus bekannte Reibring besteht also aus einem Basiskörper mit entsprechend nicht ebener bzw. nicht abwickelbarer Ausnehmung zur Aufnahme des streubesinterten Trägerblechs. Dieses wird separat gefertigt. Anschließend wird es durch Löten oder Schweißen mit dem Basiskörper verbunden. Das Trägerblech kann zur Ausbildung von streifenförmigen Sicken zur punktuellen Abstützung am Basiskörper auch als tiefziefähiges Stahlblech ausgeführt sein. Der aus der DE-PS 34 17 813 bekannte Reibring ist somit aus Einzelteilen zusam mengesetzt, so daß sich die Herstellungstoleranzen summieren, was sich auf Einbauverhältnisse und Funktion nachteilig aus wirken kann. Überdies ist das Aufbringen, passende Verformen und haltbare Befestigen der separat gefertigten Reibkörper in Gestalt des besinterten Trägerbleches auf den nicht ebenen Reibflächen des Basiskörpers verhältnismäßig aufwendig und er fordert zusätzliche Arbeitsgänge.

Dieser aufwendig herzustellende separat zu fertigende Reibkörper aus besintertem Trägerblech wurde noch vor wenigen Jahren vorgeschlagen, obwohl bereits seit einem halben Jahr hundert aus den US-PS 21 98 253 und 21 98 254 für die Herstel lung von Kupplungen oder Bremsen in Kraftfahrzeugen das Besin tern ebener Trägerbleche, ihr anschließendes Aufrollen zu gro ßen Spulen, dann das Aufschneiden und Aufdrehen in die benö tigte zylindrische oder sonstige Form bekannt sind. Auch hier sind die mit dem Streusinter-Reibbelag belegten Trägerbleche durch Stützkörper abzustützen.

Ganz allgemein ging die Fachwelt davon aus (Dr. Manfred Drozda "Eigenschaften und Anwendung von Sinterreibwerkstoffen" in antriebstechnik 22, 1983, Seite 35), daß nur derartige dünne Trägerbleche oder Lamellen nach dem Streusinterverfahren mit Reibbelägen versehen werden können, während dies bei den Segmenten oder Reibringen von Kupplungen oder Bremsen selbst nicht möglich ist und dabei auf zu Formlingen vorverpreßte Pulvermischungen zurückgegriffen werden muß. Daß mit dem Streuverfahren nur plane bzw. ebene Flächen besintert werden können, ist physikalisch bedingt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anwendung des Streusinterverfahrens für nicht ebene Reib flächen von Reibringen zu ermöglichen und damit deren Herstel lung zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Reibring der ein gangs genannten Art schlägt die Erfindung vor, den Streusin ter-Reibbelag unmittelbar auf die zylindrische oder konische Reibfläche des Reibringkörpers aufzusintern, ohne daß auf die Reibflächen separat gefertigte Reibkörper oder Trägerbleche aufgebracht und hier befestigt werden müssen. Dies klingt zu nächst widersinnig. Denn das Streusinterverfahren ist nun ein mal für zylindrische oder konische Flächen nicht unmittelbar anwendbar. Die Erfindung geht deshalb hier noch einen Schritt weiter und schlägt ergänzend vor, den Reibring für die Kupp lungen oder Bremsen so zu fertigen, daß seine Reibflächen zu nächst eben sind, worauf die noch ebenen Reiblächen mit dem Streusinter-Reibbelag versehen und anschließend der jetzt an den Reibflächen besinterte Reibringkörper durch spanloses Ver formen in einem Umforwerkzeug in die Endform mit zylindrischen oder konischen Reibflächen umgeformt wird, worauf ggf. der Reibbelag noch endverdichtet bzw. der Reibring kalibriert wer den kann.

Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, daß die zuvor in zunächst ebenem Zustand der Reiblächen mit Streusin ter-Reibbelägen versehenen Reibkörper noch durch spanloses Verformen umgeformt werden können, wenn bei der Herstellung mit Umsicht vorgegangen wird, so daß die Streusinter-Reibbelä ge durch die an ihnen unmittelbar angreifenden Werkzeuge nicht beschädigt, nachteilig verdichtet oder deformiert werden.

Bei einem so unmittelbar mit dem Streusinter-Reibbelag versehenen und nach der vorstehenden Erläuterung ausgebildeten Reibring entfällt die Notwendigkeit, einen Reibkörper aus Trägerblech und Streusinter-Reibbelag separat herzustellen, zu verformen und auf einem Basiskörper zu befestigen. Vielmehr bilden die nach der Erfindung unmittelbar auf dem Reibringkör per aufgesinterten Streusinter-Reibbeläge zusammen mit diesem einen homogenen Maschinenteil, der einfach und genau herge stellt werden kann, sich durch lange Lebensdauer auszeichnet und bei Bremsen, Kupplungen und Synchronisiereinrichtungen vorteilhaft angewendet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des oben erläuterten Reibringes ist durch die folgenden Verfahrens schritte gekennzeichnet:

- Herstellen eines an seiner Oberseite und/oder an seiner Unterseite mit einer ebenen Reibfläche versehenen Reib ringkörpers aus Metall,
- Aufbringen eines Streusinter-Reibbelages auf die ebene(n) Reibfläche(n) des Reibringkörpers selbst, einschließlich Vorverdichten und gegebenenfalls gleichzeitigem Einpres sen einer Rillierung, und
- Umformen des streubesinterten Reibringkörpers durch Prä gen, Tiefziehen oder dergleichen in eine Form. in der die streugesinterten Reibflächen zylindrisch oder konisch sind.

Mit diesem Herstellungsverfahren können Reibringe, die auf einer oder auf beiden Seiten mit Streusinter-Reibbelägen versehen sind, nach ihrer Besinterung praktisch in einem einzigen Verfahrensschritt in ihre Endform gebracht werden.

Wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, tritt dabei in überraschender Weise keine unzulässige Verdichtung des porösen Streusinter-Belages auf, und zwar auch nicht im Bereich der Kanten der Reibbeläge. Durch abschließendes Kalibrieren und Endverdichten kann sogar noch eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Reibbelages erzielt werden. Dieses Kalibrie ren und Endverdichten kann allenfalls mit dem Umformen des streubesinterten Reibringkörpers in einem Arbeitsgang er folgen.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens können schon beim Herstellen des Reibringkörpers vor Auf bringen des Streusinter-Reibbelages am Außenrand oder am In nenrand desselben Nocken oder Nuten als Mitnehmer ausgebildet werden. Diese Mitnehmer können axial in Fortsetzung zur Man tellinie verlaufen oder radial nach außen oder innen vorragen. Vorteilhaft werden die Mitnehmer schon als entsprechendes Pro fil an den planen Stahlgrundkörpern vorgesehen und nach der Besinterung in den Umformvorgang mit einbezogen. Sie können gefräst, gestanzt oder geprägt sein. Die Herstellung des fla chen Reibringkörpers durch Stanzen oder Feinschneiden ist grundsätzlich möglich.

Für das Umformen des bereits streubesinterten, ebenen Reibringkörpers muß ein massives Umformwerkzeug mit Matrize und zugehörigem Stempel verwendet werden. Dabei hat es sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, die Formfläche des Stempels und/oder der Matrize mit höckerartig vorragenen Leisten zu versehen, die ein abgerundetes Profil aufweisen können. Dadurch kommen beim Umformen des besinterten Reibring körpers zuerst die Leisten des Formwerkzeuges mit dem Streu sinter-Reibbelag in Berührung, der an diesen Stellen mehr verdichtet wird. Es entstehen dadurch aber lediglich Rillen, die im Betrieb des Reibringes eher nützlich als nachteilig sind. Der Streusinter-Reibbelag zwischen den Rillen bleibt da gegen unverändert, so daß es dort weder zu Beschädigungen noch zu einer eventuell ungünstigen Verdichtung kommt. Es ist also mit dieser Vorrichtung eine einwandfreie Umformung des vorab unmittelbar besinterten Reibringkörpers möglich, ohne daß der Streusinter-Reibbelag bei der Umformung nachteilig beeinflußt wird.

Bei einem Streusinter-Reibbelag mit Rillen oder Nuten können die vorragenden Leisten vorteilhaft so angeordnet sein, daß sie in die Rillen oder Nuten eingreifen. Auch diese Maß nahme hat den Zweck, eine Beschädigung des Streusinter-Reibbe lages beim Umformvorgang zu vermieden. Dabei sind die Leisten zweckmäßig schmäler als die Rillen oder Nuten im Reibbelag, so daß die Rillen oder Nuten während des Umformens des Reibring körpers zusammengeschoben werden können, ohne daß sie durch die Leisten behindert werden. Zweckmäßig sind die Leisten höher als die in den Reibbelag eingeprägten Rillen oder Nuten. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Leisten etwas niedri ger zu wählen, damit zwischen den Leisten eine Kalibrierung oder Nachverdichtung des Reibbelages erreicht werden kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 einen ebenen Reibringkörper in axialem Mit telschnitt und in Draufsicht,

Fig. 3 und 4 dazu den zum Reibring umgeformten Reibring körper nach den Fig. 1 und 2 in entsprechenden Ansich ten,

Fig. 5 und 6 ein anderes Ausführungsbeispiel eines ebe nen Reibringkörpers,

Fig. 7 und 8 dazu den aus dem Reibringkörper umgeformten Reibring,

Fig. 9 und 10 eine weitere Variante des ebenen Reibring körpers,

Fig. 11 und 12 wiederum den daraus durch Umformen herge stellten Reibring,

Fig. 13 teilweise aufgerissen und im Schnitt eine Vor richtung zum Herstellen von Reibringen in zwei Funk tionsstellungen, und

Fig. 14 eine Einzelheit des Umformwerkzeuges.

Die Reibringe bestehen aus einem Reibringkörper 1 aus Metall, der auf zwei Seiten Reibflächen 2 aufweist, die je mit einem Streusinter-Reibbelag 3 versehen sind. In den Fig. 1 und 2 ist der Reibringkröper 1 ein ebener, flacher Ring mit ebenen Reibflächen 2. Zur Herstellung der Reibbeläge wird das Sinter pulver auf die ebenen Reibflächen 2 aufgestreut, anschließend in an sich bekannter Weise gesintert, gepreßt und allenfalls kalibriert, so daß ein für den jeweiligen Anwendungsfall ge eigneter Streusinter-Reibbelag 3 erhalten wird.

Der Streusinter-Reibbelag 3 kann auf beiden Seiten des Reibringkörpers 1 vorgesehen sein, wie in den Ausführungsbei spielen dargestellt, oder es kann auch nur auf einer Seite ein Streusinter-Reibbelag 3 vorhanden sein, wenn beim betreffenden Anwendungsfall ein Reibring mit nur einer Reibfläche erforder lich ist.

Sobald die Streusinter-Reibbeläge 3 fertiggestellt sind, wird der Reibringkörper 1 zusammen mit den unmittelbar auf ihm aufgebrachten Streusinter-Reibbelägen 3 durch Prägen, Tief ziehen oder dergleichen in eine zylindrische oder, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, leicht konische Form gebracht. Dieses Umformen des Reibringkörpers 1 ist möglich, ohne daß die Streusinter-Reibbeläge 3 deformiert werden, abplatzen oder auf nachteilige Weise ungleichmäßig verdichtet werden.

Fig. 5 und 6 zeigen gleichfalls einen zunächst ebenen Reibringkörper 1 für den Reibring. Auch hier sind die zunächst ebenen Reibflächen 2 mit den Streusinter-Reibbelägen 3 verse hen. Die Streusinter-Reibbeläge 3 sind waffelförmig rilliert, wie insbesondere in Fig. 6 deutlich zu erkennen. Außerdem sind Mitnehmernuten 4 vorgesehen und zwischen diesen vorragende Mitnehmernocken 5. Die Mitnehmernuten 4 können zusammen mit dem ebenen Reibringkörper 1 hergestellt werden, beispielsweise durch Stanzen. Sie können aber auch nachträglich ausgestanzt, geräumt oder gefräst werden. Die Mitnehmernuten 4 können nicht nur am Außenumfang des Reibringkörpers 1 vorgesehen sein, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist. sondern sie können auch am Innenumfang liegen. Die waffelförmige Rillierung wird zweckmäßig beim Pressen des Streusinter-Reibbelages herge stellt, wie dies an sich bekannt ist.

Fig. 7 und 8 zeigen den mit den Streusinter-Reibbelägen 3 versehenen Reibringkörper 1 nach den Fig. 5 und 6 nach sei ner Umformung in eine leicht konische Form. Die waffelförmige Rillierung ist schematisch in der Schnittdarstellung nach Fig. 7 an der Innenseite des Reibringkörpers 1 zu erkennen.

Fig. 9 und 10 zeigen ebenfalls einen zunächst ebenen Reibringkörper 1, der mit Streusinter-Reibbelägen 3 versehen ist, in denen Radialrillen 6 ausgespart sind. Die Fig. 11 und 12 zeigen den in eine leicht konische Form umgeformten Reib ringkörper 1. Auch dort sind Mitnehmernuten 4 und zwischen diesen vorragende Mitnehmernocken 5 vorgesehen.

Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung zum Umformen des streube sinterten Reibringkörpers 1. Die linke Hälfte zeigt die Vor richtung in offener Stellung, also vor der Bearbeitung des Reibringkörpers 1. Die rechte Hälfte der Fig. 13 zeigt die Vorrichtung geschlossen, also nach Beendigung der Umformung des Reibringkörpers 1. Die Vorrichtung besteht aus einem Um formwerkzeug mit einer Matrize 9 und einem Stempel 10, der in Achsrichtung gegen die Matrize verschiebbar ist. Die Matrize 9 ist an ihrem oberen Rand mit einer ringförmigen Abstufung 11 versehen, in die der Reibringkörper 1 mit seinem Außenumfang eingesetzt ist. In ihrem Inneren weist die Matrize 9 eine ko nisch verlaufende Formfläche 12 auf.

Der Stempel 10 besitzt dagegen an seinem unteren Ende eine zur Formfläche 12 der Matrize 9 passende konische Form fläche 13. Wenn der Stempel 10 aus der in der linken Hälfte der Fig. 13 gezeigten geöffneten Stellung verschoben wird, wird der Reibringkörper 1 unter Einwirkung der Formfläche 13 des Stempels 10, die den Reibringkörper 1 gegen die Formfläche 12 der Matrize 9 drückt, konisch umgeformt.

Fig. 14 zeigt eine Ausführung, bei der der Stempel 10 im Bereich der Formfläche 13 mit über diese vorragenden höckerar tigen Leisten 18 versehen ist, die über die Formfläche 13 verteilt angeordnet sind. Der so ausgebildete Stempel 10 greift nur im Bereich der Leisten 18, die ein abgerundetes Profil aufweisen können, am Streusinter-Reibbelag des umzufor menden Reibringkörpers 1 an. Dadurch wird erreicht, daß das Umformen den Streusinter-Reibbelag 3 jedenfalls über den gröt ten Teil seiner Oberfläche nicht beeinträchtigen kann. Ist der Streusinter-Reibbelag 3 mit Radialrillen 6 versehen, wie dies im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 12 gezeigt ist, dann können die Leisten 18 so angeordnet und dimensioniert sein, daß sie beim Umformen des Reibringkörpers 1 in die Ra dialrillen 6 eingreifen.

Bezugszeichenliste

1 Reibringkörper
2 Reibfläche
3 Streuinter-Reibbelag
4 Mitnehmernuten
5 Mitnehmernocken
6 Radialrillen
9 Matrize
10 Stempel
11 konische Formfläche
13 konische Formfläche
15 Endanschlag
16 Schraube
17 Einsatz
18 Leisten

Claims

1. Reibring für Kupplungen oder Bremsen, der aus einem Reibringkörper (1) aus Metall mit wenigstens einer zylindri schen oder konischen Reibfläche (2) besteht, die mit einem Streusinter-Reibbelag (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streusinter-Reibbelag (3) unmittelbar auf den Reibring körper (1) selbst aufgesintert ist, der samt dem oder den auf die zunächst ebenen Reibflächen (2) aufgebrachten Streusinter- Reibbelägen (3) durch spanloses Verformen wie Prägen, Tiefzie hen oder dergleichen in die zylindrische oder konische Form gebracht ist.

2. Verfahren zum Herstellen eines Reibringes nach An spruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschrit te:

- Herstellen eines an seiner Oberseite und/oder an seiner Unterseite mit einer ebenen Reibfläche (2) versehenen Reibringkörpers (1) aus Metall,
- Aufbringen eines Streusinter-Reibbelages (3) auf die ebene(n) Reibfläche(n) (2) des Reibringkörpers (1) selbst, einschließlich Vorverdichten und gegebenenfalls gleichzeitigem Einpressen einer Rillierung, und
- Umformen des streubesinterten Reibringkörpers (1) durch Prägen, Tiefziehen oder dergleichen in eine Form, in der die streubesinterten Reibflächen (2) zylindrisch oder konisch sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß schon beim Herstellen des Reibringkörpers (1) vor Aufbringen des Streusinter-Reibbelages (3) am Außenrand oder am Innenrand desselben Nocken (5) und Nuten (4) als Mitnehmer ausgebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der flache Reibringkörper (1) durch Stanzen her gestellt wird.

5. Vorrichtung zum Umformen des nach Anspruch 2 herge stellten streubesinterten ebenen Reibringkörpers (1) mit einem eine Matrize (9) und einen zugehörigen Stempel (10) aufweisen den Umformwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die zum span losen Umformen auf den geschlossenen Reibringkörper einwirken de Formfläche (12, 13) des Stempels (10) und/oder der Matrize (9) mit höckerartig vorragenden Leisten (18) versehen ist, die ein abgerundetes Profil aufweisen können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Streusinter-Reibbelag (3), der mit Rillen (6) oder Nuten versehen ist, die vorragenden Leisten (18) zu den Rillen (6) oder Nuten passend ausgebildet und angeordnet sind, wobei sie beim Umformen in diese eingreifen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (18) schmäler sind als die Rillen (6) oder Nuten.