JPH05209639A - 複合体の形の摩擦体及びその製造方法 - Google Patents

複合体の形の摩擦体及びその製造方法

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JPH05209639A
JPH05209639A JP25775692A JP25775692A JPH05209639A JP H05209639 A JPH05209639 A JP H05209639A JP 25775692 A JP25775692 A JP 25775692A JP 25775692 A JP25775692 A JP 25775692A JP H05209639 A JPH05209639 A JP H05209639A
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layer
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friction layer
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Heiner Willerscheid
ヴィラーシャイト ハイナー
Karl Wurm
ヴルム カール
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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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    • Y10T83/0591—Cutting by direct application of fluent pressure to work

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属支持体上に摩擦層が施されている、複合
体の形の摩擦体、例えばブレーキバンド、クラッチ被膜
又は同種のものを提供する。 【構成】 該摩擦体は、少なくとも１つの層が少なくと
も十分にレーザビーム、電子ビーム又は水ビーム等の高
エネルギ−ビームによって切断されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属支持体上に摩擦層
が施されている、複合体の形の摩擦体、例えばブレーキ
バンド、クラッチ被膜又は同種のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の摩擦体は、例えばブレーキバン
ドとしてはドイツ国特許出願公開第４１３２４２１号明
細書又は米国特許第４６０２７０６号明細書から、又は
クラッチ板と結合した摩擦クラッチ被膜としてはドイツ
国特許出願公告第１２１０６８６号明細書から公知であ
る。これらの摩擦体の場合には、摩擦層はそれぞれ例え
ば接着により金属支持体と固定結合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、廉価
に製造すべき部材として、支持体層と固定結合された摩
擦層を有する（該摩擦層は圧着されていてもい）上記形
式の摩擦体を提供することであった。更に、接着された
摩擦層の場合には、特に、未だ薄弱化されていない摩擦
層が簡単に位置決めされることにより、その正確な位置
が保証されるべきである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題は、少なくとも
１つの層が少なくとも十分に高エネルギービーム、例え
ばレーザビーム、電子ビーム又は水ビームによって切断
されていることにより解決される。
【０００５】更に、本発明は、例えば西独国特許出願公
告第１２１０６８６号明細書から公知のように、金属支
持体上に施された摩擦層を有する、クラッチ板のための
円形リング状クラッチ被膜である。この種の支持体板に
接着された摩擦被膜リングを有するクラッチ板は、アッ
センブリを加熱すると、摩擦被膜と金属支持板は異なっ
て膨張し、その結果バイメタル効果が生じ、ひいては著
しい応力が生じるという欠点を有する。この欠点を排除
するという、同様に本発明の課題は、摩擦層が少なくと
も十分に高エネルギー、特にレーザービームにより切断
されているか、又は剥削されていることにより解決され
る。これらの分離を起こす輪郭線を導入することによ
り、異なった熱膨張率の相殺が達成される。
【０００６】この場合、半径方向又は弦状に延びる、円
形リング状摩擦層の切断線が少なくともほぼその半径方
向全長に亙って延びているのが特に有利であることが判
明した。この場合には、切断線又は当該の単数又は複数
の層に設けられた輪郭線を多種多様に構成する可能性が
生じ、従って例えば一定の幾何学的配置により画像もし
くは図形が社名又は商品名まで表示可能である手段を提
供する。
【０００７】更に、本発明は、例えば米国特許第４６０
２７０６号明細書又はドイツ国特許出願第４１３２４２
１号から公知のように、金属支持面に摩擦層が施された
複合体の形の円筒状ブレーキバンドに関する。
【０００８】この種のブレーキバンドは、大抵二重巻ブ
レーキバンドとして構成されており、特にトルクコンバ
ータを備えた自動的に切り換わる自動車トランスミッシ
ョン、いわゆるオートマッチック・トランスミッション
で使用される。このようなトランスミッションでは、ト
ルクコンバータからブレーキバンドが巻かれた１つ以上
のクラッチドラムと共に１つのユニットまで１本の被駆
動軸が延びる。これらのブレーキバンドは、相応する制
御の場合には、ギヤ交換を引き起こしかつギヤの末端駆
動軸の回転方向を制御する機能を有する。
【０００９】本発明の課題は、正確な製作を可能ないし
は簡単にし、更に最適な運転安全性を有しかつ長い耐用
時間を達成する、上記形式のブレーキバンドを開発する
ことであった。
【００１０】更に、極めて小さい間隙幅、ひいては最大
可能な摩擦被膜を達成することができ、したがって例え
ば、ブレーキバンドを正に自由にかつ有害な摩擦を伴わ
ずに取り付けかつ取り外すことができるように間隙寸法
を決定する可能性を提供するすべきであった。
【００１１】前記課題は、本発明により、複合体の少な
くとも１つの層が高エネルギービーム、特にレーザビー
ムによって切断されていることにより達成される。それ
により、例えば一体の、予めスリットが入れられていな
い、従って変形に対して一層抵抗力のある摩擦被膜を支
持体金属に施すことが可能である。
【００１２】この場合には、切断を摩擦層の側から行う
のが、特に有利なこともある。この場合、この少なくと
も１つの層が、例えばブレーキバンドの場合には、レー
ザビームによって半径方向内側から外側に向かって切断
されていてもよい。この種の分離工程では、レーザのレ
ーザヘッド及びフォーカス装置は円筒状構成部材の内部
に置き、かつ高エネルギービームを構成部材の内側の胴
面に向け、次いでそこから材料を剥削するかないしはそ
こから出発する切断部の半径方向内部領域を形成する。
冒頭に記載した形式のブレーキバンドの場合には、この
内側のシリンダ胴面に摩擦層が例えば接着により取り付
けられている。この摩擦層側からの分離により、摩擦層
のスリット又は摩擦層内への輪郭の導入を、金属支持体
の損傷を伴わずにもしくはごく僅かな影響で達成するこ
とができる。
【００１３】冒頭に記載した形式の摩擦体の場合には、
摩擦層が燃焼、溶融又は昇華処理により少なくとも部分
的に剥削されているのが特に有利である。この場合、材
料の昇華の際には、摩擦層は直接的に集合状態からガス
状集合状態に移行せしめられる。この場合、摩擦層の剥
削は不活性雰囲気内で実施するのが有利である。少なく
とも１つの層を少なくとも十分に液状媒体を添加して剥
削するか又は分離するのが有利であることが判明した。
更に、摩擦層の剥削残渣の除去は空気流又は窒素流を用
いて行うのが有利であり、この場合には適当な別の流体
を例えば圧搾ガスとして又は液状で使用することもでき
る。この場合、流体供給は、高エネルギービームの軸に
対して同軸的に並びにまた傾斜して行うことができる。
【００１４】本発明に基づく摩擦体の場合には、まず摩
擦層、その後引き続き複合体の金属体を切断するのが有
利であることが立証された、それというのもこの手段に
より、分離部から残渣を掃除し、さもなければ切断面に
生じ得る堆積を阻止することができるからである。この
場合には、金属支持体が、摩擦層の切断及び分離部の場
合により行う掃除後に、酸素ガスを供給してレーザ燃焼
切断を用いて切断されているのが有利である。補助ガス
ビームによる酸素供給は発熱反応を起こし、該反応は切
断過程を促進し、ひいては送り速度の上昇を可能にす
る。更に、この先鋭に収束されたガスビームは粒子をビ
ーム方向で燃焼帯域から追出し、そうして不完全に切断
間隙から搬出されかつ再固化した材料によりブリッジ形
成を阻止する。
【００１５】複合体の切断は、特に有利なかつまた時間
を節約する方法では、まず摩擦層、次いで金属支持体を
１回の作業工程で２つのレーザビームで切断する形式で
行うことができる、この場合にはレーザビームのフォー
カス装置を周方向で互いに間隔を置いて配置するか又は
ヘッドに組み込む。２つのビームは、ビーム分割により
レーザビーム源からあるいはまた２つの独立した源から
発生させることができる。
【００１６】摩擦層並びにまた金属支持体の切断の全工
程をレーザヘッドもしくはレーザビームを中心とした１
回の回転で行うように複数の工程をまとめ合わせるよう
な加工工程では、一方のレーザビームを別のレーザビー
ムの後方に配置する。同様に、複合体を固定又は張設
し、かつ異なった周角度で、従って周方向で配置されて
いるレーザビームを、摩擦体、例えばブレーキバンドに
対して回転させることも可能である。この場合には、一
方のレーザを先行させ、該レーザの軌跡もしくは軌道を
他方のレーザを追跡させる。
【００１７】しかしながら、別の用途のためには、複合
体の両者の層が一緒に例えば高圧レーザビーム切断によ
り切断されているのが場合により有利であることが判明
した。この場合、このために必要な、プロセスガスの補
助下に構成される圧力は１８〜２０バールであってよ
く、しかしまた３０〜４０バールの圧力を使用すること
もできる。
【００１８】その都度の用途に基づき、本発明による摩
擦体を製造するには、連続的に作動するレーザ又はパル
ス作動するレーザビームを使用するのが有利である。
【００１９】
【実施例】次に、図示の実施例につき本発明を詳細に説
明する。
【００２０】図１に示された複合体１は、金属支持体３
上に施された摩擦層２を有する。この摩擦層２は、例え
ば複合材料からなる、厚さ０．１〜５ｍｍ又はそれ以上
の摩擦被膜からなっていてもよく、該摩擦被膜はフェノ
ール樹脂を有するか又は有しないマトリックスからなり
かつ繊維、摩擦剤、滑剤及び充填剤を含有する、但しこ
の場合にはまた別の有機及び無機材料が金属支持体上に
施されていてもよい。該金属支持体３は合金又は非合金
金属から製作されていてもよくかつ有利には０．１〜６
ｍｍの厚さを有する。数値の表示は本発明の説明に利用
するに過ぎず、かつ該数値を記載の寸法範囲に決して制
限するものではない。
【００２１】摩擦層２は任意の形式で金属支持体３と、
例えば圧着、焼結により、又は接着層４により結合され
ていてもよい、この場合図示の実施例ではフェノール樹
脂をベースとする接着剤を使用するのが有利である。こ
の場合には、該接着剤は溶剤を含有していてもよく、又
は溶剤不含であってよい、かつ例えば液体又は粉末とし
てもしくはまた厚さ０．０１〜０．２ｍｍのフィルムと
して施されていてもよく、かつ室温と例えば３００℃と
の間の温度範囲内で加工することができる。
【００２２】図２には、溝５が示されており、その深さ
は摩擦層２の材料厚さよりも小さい。この剥削は、摩擦
層２の材料厚さのあらゆる任意の厚さまで行うことがで
き、この場合場合により存在する接着層４もまた金属支
持体３の表面も損傷を受けない。この場合、溝又は剥削
は、任意の幅で、但し有利には０．０１ｍｍより広い幅
で製作することができる。
【００２３】図３には、剥削又は切断部５ａが図示され
ており、この場合には実質的に摩擦層２の材料厚さと一
致する。従って、この実施例では、摩擦被膜又は摩擦層
２は完全に切断されているか又は溝５ａの領域内で完全
に除去されており、この場合この領域では存在した接着
層４も一緒に除去されていてもよい、従ってその下にあ
る金属支持体材料３の表面は露出する。
【００２４】図４に示された溝５ｂは、摩擦層２の完全
な剥削もしくは切断及び更に金属支持体材料３の材料厚
さの任意の深さまでの材料剥削により生じる。実施例に
示された全ての溝は、任意の幅で製造可能であり、但し
この場合には、この幅は有利には０．０１ｍｍ以上であ
る。
【００２５】図５には、摩擦層２、接着層４及び金属支
持体３の完全な剥削により形成される複合体１の完全な
切断部５ｃが示されている。この全複合体１の分離は、
図４における溝と同様に、１回の切断並びにまた２つの
連続したレーザビームにより行うことができ、この場合
一方のレーザビームは他方のレーザビームにその軌道内
を追従する。
【００２６】図６は、複合体１及びその摩擦層の区分に
おける剥削部５の例を示す。溝又は切断部５はそれぞれ
任意の直線状又は湾曲した輪郭を有することができるの
で、図６は専ら図例を示すにすぎない。例えば、円形リ
ング状摩擦被膜５の場合には、溝５は半径方向外側に延
びていてもよく（図６のａ）、あるいはまた弦もしくは
円の接線の形で配置されていてもよい（図６のｂ）。更
に、溝は例えば半径方向外側に拡大されていてもよい
（図６のｃ）、即ちその自由横断面は変化していてもよ
い。更に、図６のｄには、湾曲した経路、ここでは円形
リング状経路を有する溝５が示されている。このような
実施態様は、また半径方向外側に向かう可能な横断面拡
大と共に、Ｖ字形に配置された（図６のｅ）、該図面に
おいて別の幾何学的実施例として役立つ切断部と同様に
製造可能である。
【００２７】図７は、例えばドイツ国特許出願第４１３
２４２１号明細書から公知であるようなブレーキバンド
６の原理的構造を概略的に斜視図として示す。このブレ
ーキバンド６は、ほぼ円筒状の領域７を有し、かつ周方
向で互いに間隔を置いて、第１及び第２の作動部材８及
び９を有する。これらの第１及び第２の作動部材は、初
期には一体部材として、例えば溶接を用いて、ブレーキ
バンド６の外側胴面に取り付け、引き続きここの作動部
材を形成するために分離されていてもよい。ブレーキバ
ンド６の円筒状領域７の内側胴面には、摩擦層１０が取
り付けられている。該摩擦層は、既に述べたように、種
々の形式で金属支持体、即ち円筒状領域７と、例えば圧
着、焼結又は接着により結合されていてもよい。そうし
て形成された複合体に、二重巻ブレーキバンドを形成す
るためにスリット１１を設ける。該スリット１１はそれ
ぞれ大きな周角度に亙って第１の作動部材８から第２の
作動部材９まで延びる。第１の作動部材８の領域には、
スリット１１は半径方向に延びるスリット１２によって
結合されている。第２の作動部材９の領域では、スリッ
ト１１はそれぞれ互いに軸方向で離れる方向に向いたス
リット１３に通じており、該スリット１３はブレーキバ
ンド６の円筒状領域７の軸方向境界を分離する。
【００２８】軸方向に延びるスリット１２及び１３は、
第１と第２の作動部材８及び９を周方向で互いに運動で
きるようにするため、ひいてはブレーキバンド直径の縮
小を達成しかつ必要なブレーキ効果を達成するために、
拡大されたスリット幅を有する。スリット１１は同様に
作動部材８及び９の領域が拡大されるように構成するこ
とができる。二重巻ブレーキバンドを形成するために必
要な分離、従ってスリット１１，１２及び１３並びに場
合により作動部材の領域内の必要な切断は、この場合に
は高エネルギービーム、特にレーザビームを利用する切
断法を使用して形成されている。
【００２９】この場合には、レーザビームを用いた分離
は、例えば半径方向内側から半径方向外側に向かって、
即ち摩擦被膜１０の側から半径方向外側に向かってブレ
ーキバンド６の円筒状領域７の外側胴面の切断部まで行
う。このためには周方向でずらされた２つのレーザフォ
ーカス装置を使用することができ、それによって第１の
レーザビームで摩擦被膜１０を切断し、該第１のレーザ
ビームの軌跡を追従する第２のレーザビームで金属支持
体、即ち円筒状領域７を切断する。更に、別の工程で又
は先の工程と結び付けて作動部材８及び９の領域の分離
を行うこともできるが、複合体、即ちブレーキバンド６
の全てのスリットを例えば高圧レーザビーム切断によっ
て一緒に切断することもできる。
【００３０】本発明は、図示しかつ説明した実施例に限
定されるものではなく、特に、例えば一般的記載及び実
施態様並びに特許請求の範囲に記載されたかつ図面に含
まれた個々の特徴もしくは手段又は工程の組み合わせ又
は変更により発明され、かつ組み合わせ可能な特徴によ
り新規の対象又は新規の処理工程もしくは工程順序をも
たらすような変更、手段及び組み合わせも包含するもの
である。
【００３１】例えば、その都度の要求に応じて、高エネ
ルギービームのための出口を不動に固定し、かつ加工さ
れるべき部材をそれに対して相対的に可動に配置する
か、又は部材を固定しかつビームの方向を制御運動でき
るようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合体の部分的断面図である。
【図２】摩擦層が部分的に剥削された、図１の複合体の
部分的断面図である。
【図３】摩擦層が完全に剥削された、図１の複合体の部
分的断面図である。
【図４】摩擦層が完全に切断されかつ金属支持体が部分
的に剥削された、図１の複合体の部分的断面図である。
【図５】摩擦層及び金属支持体が完全に切断された、図
１の複合体の部分的断面図である。
【図６】種々の溝形を有する複合体、例えばクラッチ被
膜の部分的平面図である。
【図７】ブレーキバンドの略示斜視図である。
【符号の説明】
１ 複合体、 ２ 摩擦層、 ３ 金属支持体、 ４
接着層、 ５ 剥削又は切断部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 15/04 7148−4Ｆ Ｆ１６Ｄ 69/00 Ｒ 8009−3Ｊ (72)発明者 ハイナー ヴィラーシャイト ドイツ連邦共和国 ザースバッハ アム ブンゲルト 13 (72)発明者 カール ヴルム ドイツ連邦共和国 ビュール ラインシュ トラーセ ３

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属支持体に摩擦層が施された複合体の
    形の摩擦体において、少なくとも１つの層が少なくとも
    十分にレーザビーム、電子ビーム又は水ビーム等の高エ
    ネルギ−ビームによって切断されていることを特徴とす
    る、複合体の形の摩擦体。
  2. 【請求項２】 金属支持体に摩擦層が施された摩擦層を
    有するクラッチ板用の円形リング状クラッチ被膜におい
    て、摩擦層が少なくとも十分に高エネルギーによって切
    断されていることを特徴とする、円形リング状クラッチ
    被膜。
  3. 【請求項３】 円形リング状摩擦層の半径方向又はアー
    チ状に延びる切断部が少なくともほぼその半径方向全長
    に亙って延びている、請求項２記載のクラッチ被膜。
  4. 【請求項４】 金属支持面上に摩擦層が施された複合体
    の形の円筒状ブレーキバンドにおいて、複合体の少なく
    とも１つの層が高エネルギービームによって切断されて
    いることを特徴とする、円筒状ブレーキバンド。
  5. 【請求項５】 切断を摩擦層の側から行う、請求項１か
    ら４までのいずれか１項記載の摩擦体。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つの層がレーザビームによ
    って内側から半径方向外側に向かって切断されている、
    請求項１、４又は５のいずれか１項記載の摩擦層。
  7. 【請求項７】 摩擦層が昇華又は溶融工程で少なくとも
    部分的に剥削されている、請求項１から６までのいずれ
    か１項記載の摩擦体。
  8. 【請求項８】 摩擦層が不活性ガス雰囲気下で剥削され
    ている、請求項７記載の摩擦体。
  9. 【請求項９】 少なくとも１つの層が液状媒体の添加下
    に少なくとも十分に切断されている、請求項１から８ま
    でのいずれか１項記載の摩擦体。
  10. 【請求項１０】 摩擦層の剥削からの残渣が空気又は窒
    素流によって除去されている、請求項７から９までのい
    ずれか１項記載の摩擦体。
  11. 【請求項１１】 最初に複合体の摩擦層、その後金属体
    が切断されている、請求項１から１０までのいずれか１
    項記載の摩擦体。
  12. 【請求項１２】 金属支持体が酸素供給下にレーザ燃焼
    切断によって切断されている、請求項１１項記載の摩擦
    体。
  13. 【請求項１３】 最初に複合体の摩擦層、その後金属体
    が１加工工程で２つのレーザビームによって切断されて
    いる、請求項１から１２までのいずれか１項記載の摩擦
    体。
  14. 【請求項１４】 複合体の層が高圧レーザビーム切断に
    よって切断されている、請求項１から１２までのいずれ
    か１項記載の摩擦体。
  15. 【請求項１５】 連続的に作動するレーザを使用する、
    請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
  16. 【請求項１６】 パルス化されて作動するレーザを使用
    する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方
    法。
JP25775692A 1991-09-28 1992-09-28 複合体の形の摩擦体及びその製造方法 Pending JPH05209639A (ja)

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DE4132421 1991-09-28
DE4217358.2 1992-05-26
DE4217358 1992-05-26
DE4132421.8 1992-05-26

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