DE3431185A1 - Kupplungsreibscheibe und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

"Kupplungsreibscheibe und Verfahren zu deren Herstellung"

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsreibscheibe riiit einem Träger und zu beiden Seiten des Trägers angeordneter Reibbelägen, die an verschiedenen Stellen an dem Träger befestigt sind.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine solche Kupplungsreibscheibe, bei der die Reibbeläge an verschiedenen Stellen des Trägers mittels an den Reibbelägen befestigten Vorsprüngen festgelegt sind, wobei die Vorsprünge in Bohrungen in dem Träger eingreifen.

Eine derartige Anordnung gestattet die Verwendung praktisch der gesamten Dicke der Reibbeläge und stellt einen Vorteil bezüglich der Befestigung durch Nieten dar, bei welcher Befestigung die Nieten notwendigerweise eine unbrauchbare Dicke des Reibbelags erfordern, die aus Gründen der Befestigung unvermeidbar ist, jedoch während des Betriebs der Scheibe nicht verwendet werden kann.

: Bayar. Varainsbank MOnch.n, Konto 620404 (BLZ 70020270) - Poitscheckkonto: München 27044-802 (BLZ 70010080)

Zum Befestigen, der Reibbeläge an dem Träger mittels Eingreifens oder Einsetzens der Vorsprünge der Reibbeläge in Bohrungen in dem Träger hat man bereits vorgeschlagen, diese Anordnung im Einpressverfahren nach Art einer Einrastanordnung auszuführen. Diese Verfahrensweise gestattet ohne Zweifel eine sehr einfache Montage, sie erfordert jedoch eine sehr hohe Präzision, die in bestimmten Fällen die Kosten der Herstellung, insbesondere bei einer mechanischen großen Serienfertigung erhöhen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die .Aufgabe zugrunde, eine Reibkupplung zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet und deren Herstellung ohne hohe Präzision möglich ist.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kupplungsreibscheibe mit einem Träger und zu beiden Seiten des Trägers an dessen Umfang angeordneten Reibbelägen vorgeschlagen.

Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Ein Träger weist zur Befestigung der Reibbeläge an seinem Außenumfangsbereich öffnungen auf. Zwei Reibbeläge besitzen fest angebrachte Vorsprünge, die sich von der Innenfläche der Beläge aus erstrecken und die so angeordnet sind, daß sie den jeweiligen Seiten des Trägers zugewandt sind. Die Beläge werden jeweils auf den Träger in die Position gebracht, wobei ihre Vorsprünge die gewählten öffnungen durchdringen; die Querschnitte der Vorsprünge und die der öffnungen sind dabei jeweils so dimensioniert, daß zwischen ihnen ein Spiel vorhanden ist.

Die überstehenden Teile der Vorsprünge, die aus dem Träger bezüglich der Reibfläche hervorragen, bilden Blockierschultern, welche die Ränder der Öffnungen im Träger übergreifen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Kupplungsreibscheibe mit einem beidseitig mit Reibbelägen versehenen Träger vorgeschlagen. Am Außenumfang des Trägers sind Öffnungen ausgebildet, die jeweils von an einer Seite der Reibbeläge vorgesehenen Vorsprüngen durchdrungen werden. Die auf der anderen Seite des Trägers befindlichen Enden der durch die Öffnungen hindurchragenden Vorsprünge sind nach Art eines Nietkopfes gestaucht und weisen somit radial gerichtete Schultern auf, welche den Reibbelag fest mit dem Träger verbinden.

Dank dieser Ausbildung ist die Montage sehr einfach auszuführen, da es genügt,die Vorsprünge der Reibbeläge in die Löcher in dem Träger einzusetzen, wobei ein solches Einsetzen keine hohe Präzision erfordert und stets einfach auszuführen ist, weil für ein solches Einsetzen ein Spiel vorgesehen ist. Es genügt anschließend, das Material der Enden der Vorsprünge seitlich auf den Träger übertreten zu lassen, um die Befestigung herzustellen.

Die Vernietung der Vorsprünge kann in sehr wirkungsvoller Weise durchgeführt werden, vorzugsweise durch einfaches lokales Verschmelzen der Vorsprungsenden, beispielsweise durch Erweichen, was durch eine Schweißtechnik

mittels Ultraschall erzielt wird.

Es ist somit zu bemerken,· daß die Herstellung der erfindungsgemäßen Kupplungsreibscheibe besonders einfach ist, und daß die auf diese Weise hergestellte Scheibe während ihres Einsatzes praktisch bis auf den vollständigen Verschleiß der Reibbeläge verwendet werden kann, ohne daß eine verlorene Dicke vorhanden wäre.

Es ist zwar bekannt, die Vernietung von thermoplastischen Teilen an Metall oder an Teilen aus warmaushärtendem Material mittels Ultraschallerregung durchzuführen, jedoch hat der Durchschnittsfachmann das warmaushärtende Material bis heute als nicht schweißbar erachtet, insbesondere auch hinsichtlich der Verwendung von Ultraschall.

Im Rahmen der Erfindung hat man die Möglichkeit des Durchführens einer Vernietung eines Reibbelags an einer Kupplungsreibscheibe gefunden,wobei der Reibbelag ein . Bindemittel oder Binder und verschiedene Füllmaterialien aufweist. Der Binder umfasst,wie an sich bekannt,einen vulkanisierten Gummi und warmaushärtendes Kunstharz, wie beispielsweise Phenol-Formaldehyd.

Das Füllmaterial umfasst darüber hinaus unter anderem _t wie an sich bekannt,Verstärkungsfasern von üblicherweise dreieckiger Konfiguration,welche abgestuft um die Achse des ringförmigen Reibbelags angeordnet ist. Üblicherweise handelt es sich bei diesen Fasern um Amiant-oder

um Glasfasern.

Vorzugsweise ist die Menge des vulkanisierten Gummis wesentlich größer als diejenige des warmaushärtenden Materials, und des weiteren hat die.Menge des vulkanisierten Gummis ein Gewicht in dem Binder, das höher ist als zumindest 50 % des Harzes.

Üblicherweise weisen die Bestandteile des Binders des Reibbelags, der mittels Ultraschall gemäß der vorliegenden Erfindung nietbar ist, folgende Anteile in Gewichtsprozent auf: 2 % Phenol-Formaldehyd-Harz, 10 % vulkanisierten Gummi, 5 % Phenol-Formaldehyd-Harz und 9 % vulkanisierten Gummi, und 12 % Phenol-Formaldehyd-Harz und 18 % vulkanisierten Gummi auf. ■

Somit besteht der Reibbelag lediglich zwischen 12 % und 30 % seines Gewichts aus organischem Material.

Die Schweißfähigkeit eines solchen Reibmaterials hat alle Erwartungen, übertroffen; der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß es,wie oben erwähnt, lediglich 12 % bis 30 % organisches Material enthält, und da das Füllmaterial fasriger Natur ist.

Somit sind in dem Kompositionstyp des Reibmaterials 12 % bis 30 % des Gewichts Binder, von dem 20 % bis 40 %. aus Harz und 80 % bis 60 % aus vulkanisiertem Gummi bestehen.

Es versteht sich, daß die' Erfindung nicht auf die nachfolgend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen

beschränkt ist, sondern alle AusführungsVarianten und ihre verschiedenen Elemente und Anwendungen umfasst. Es versteht sich, daß auch anderes Reibmaterial verwendet werden kann, insbesondere können andere Binder in dem Materialaufbau der Reibbeläge verwendet werden, ohne den Erfindungsbereich zu verlassen;" dies betrifft insbesondere die relative Menge des warmaushärtenden Materials und des vulkanisierten Gummis_/wie auch, was die Menge betrifft, die Komposition und den Aufbau der Füllmittel.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Teilansicht eines Aufrißes einer erfindungsgemäßen Kupplungsreibscheibe aus Richtung des Pfeils I in Fig.2,

Figur 2 eine Teilansicht dieser Reibscheibe einer Ababwicklung eines Schnitts in ümfangsrichtung entlang der Linie II-II in Fig.1,

Figur 3 eine Darstellung des mit III gekennzeichnenden Details in Fig.2, nachdem ein Vorsprung des Reibbelags in eine Bohrung in dem Träger eingesetzt ist, vor der Vernietung des freien Endes des Vorsprungs auf dem Träger, und

Figur 4 eine Ansicht analog derjenigen in Figur 3 nach der Vernietung zum endgültigen Befestigen der Bauteile miteinander.

In der■als ein die Erfindung nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel in den Figuren 1-4 dargestellten Herstellweise umfasst ein Kupplungsreibscheibe zum einen eine Trägerscheibe 10, im weiteren als Träger bezeichnet, der allgemein eben und ringförmig ausgebildet ist, und zum anderen am Außenumfang der Scheibe zwei ringförmige Reibbeläge.11, die jeweils zu beiden Seiten der Scheibe vorgesehen sind.

Der Träger 10 besteht im wesentlichen aus einem fortlaufend kreisförmigen Abschnitt 12, mittels welchem er an einer Nabe befestigbar ist, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen. Des weiteren weist er zum Aufnehmen der Reibbeläge 11 einen in flügelartige Blätter aufgeteilten Umfangsbereich auf.

Jeder der Reibbeläge ist örtlich an bestimmten Stellen an dem Träger 10 befestigt, genauer gesagt mittels allgemein mit der Bezugsziffer 16 gekennzeichnenden Befestigungsmitteln an den flügelartigen Blättern 13 (vgl.Figur 4).

Bei einem flügelartigen Blatt sind die entsprechenden Befestigungszonen der beiden Reibbeläge in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, um eine Scheibe zu erhalten, die wie an sich bekannt, progressiv eingreift.

Im einzelnen sind die Reibbeläge 11 mittels fest an ihnen angeordneten VorSprüngen 14 örtlich an dem Träger befestigt wobei diese Vorsprünge in Bohrungen 15 in dem Träger ein-

gesetzt sind.

Eine derartige Anordnung gestattetes die Betriebsdauer einer solchen Reibscheibe zu verlängern, bis die Reibbeläge 11 praktisch in ihrer gesamten Dicke abgenutzt sind. '. .

Wie aus Figur 3 erkennbar, ist zwischen den Vorsprüngen 14 und den Bohrungen 15 ein anfängliches Spiel ^J für das Einsetzen vorgesehen. Es ist zu erkennen, daß das Spiel J ein solches Einsetzen erleichtert, ohne daß eine große Präzision vorgesehen werden müßte. Eine derartige Anordnung hat somit nicht nur die Erleichterung der Montage, sondern ebenfalls die Reduzierung der Herstellkosten zum Ergebnis, insbesondere dann, wenn es sich bei der Herstellung um eine automatische oder mechanisierte Massenproduktion handelt.

Nach dem Einsetzen der Vorsprünge 14 in die Bohrungen 15 wird die Befestigung durch einen Nietvorgang bewerkstelligt, wobei das Material der freien Enden 17 der Vorsprünge 16 seitlich über die Fläche 18 des Trägers 10, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft dieses Endes 17 befindet, bei der Bezugsziffer 16 in Figur 4 hinübergezogen wird.

Ein derartiges seitliches Hinüberziehen oder Hinübertreten erhält man vorteilhafterweise aus einer örtlichen Schmelzung der Enden 17 der Vorsprünge 14, vorteilhafterweise mittels Erweichens, daß durch eine Niet- oder Schweißtechnik mittels Ultraschall erzielt wird. Dieses Erweichen wird durch Kontakt des Vorsprungs 14 mit einer

Schallsonde bewerkstelligt, welche leicht auf diesen Vorsprung 14 aufsetzbar ist, da zu diesem Zweck eine Öffnung 19 in dem gegenüberliegenden Reibbelag 11 . (vgl.Figur 3 und 4) ausgebildet ist. Der Vorsprung 14 wird erwärmt.und erschmolzen. Der lokale Schmelzvorgang kann vorteilhafterweise einen Materialfluß indem Loch bewirken, wodurch das Spiel J beseitigt und eine hervorragende .Verankerung ermöglicht wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß durch die Erfindung eine besonders robuste Kupplungsreibscheibe bereitgestellt wird, deren Herstellbedingungen besonders einfach und leicht sind.

Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern alle Alternativen und Abwandlungen hinsichtlich des Aufbaus und des Zusammenbaus der Kupplungsreibscheibe umfasst. Andere Reibmaterialien, insbesondere andere Binder im Aufbau des . Reibmaterials können verwendet werden, ohne den Erfindungsbereich zu verlassen, insbesondere was die relative Menge des warmaushärtenden Harzes und ebenfalls was die Menge, die Komposition und den Aufbau der Füllung betrifft.

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Claims (14)

"Kupplungsreibscheibe und Verfahren zu deren Herstellung" PAT E'N T- ANSPRÜCHE

1) Verfahren zur Herstellung einer Kupplungsreibscheibe mit einem Träger (10) und zu beiden Seiten des Trägers angeordneten Reibbelägen (11), die jeweils an einer ihrer Seitenflächen Vorsprünge (14) tragen, welche mit Spiel durch in dem Träger (10) ausgebildete Öffnungen (15) hindurchragen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorsprünge (14) derart in die Öffnungen (15) einführt, daß sie auf der anderen, dem zugehörigen Reibbelag abgewandten Seite des Träger hervortreten und dann vernietet werden, wobei der Materialüberhang des so hergestellten Vorsprungs Schultern(16) bildet, die über den Umfang der Öffnungen (15) ragen und so die Reibbeläge an dem Träger befestigen.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Nietvorgangs das Spiel zwischen den Vorsprüngen' (14) und den Öffnungen (15) beseitigt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η-zeichne t.daß die Vernietung mittels örtlichem Erweichen unter!Zuhilfenahme einer Erregung der Enden der Vorsprünge (14) durch Ultraschiall geschieht.

4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Ultraschailschwingungen mittels einer Ultraschallsonde auf die Enden jedes Vorsprungs übertragen wird.

5) Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge einen Binder und eine Verstärkungsfüllung faseriger Natur aufweisen, wobei der Binder vulkanisierten Gummi und warmaushärtendes Kunstharz aufweist.

6) Verfahren nach (mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge zwischen 12% und 30 % ihres Gewichts aus organischem Material bestehen,

7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder zwischen 20% und 40% seines Gewichts aus warmaushärtendem Kunstharz besteht, während der Rest vulkanisierter Gummi ist.

8) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das warmaushärtende Kunstharz Phenol-Formaldehyd ist.

9) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des vulkanisierten Gummis größer ist als zumindest 50% des warmaushärtenden Kunstharzes in der Komposition des Binders.

10) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ausgewählt wird aus Amiantfasern und aus Glasfasern.

11) Kupplungsreibscheibe mit einem beidseitig mit Reibbelägen (11) versehenen Träger (10), an dessen Umfang im Bereich der Reibbeläge Öffnungen (15) vorgesehen sind, die jeweils von mit einer Seite der Reibbeläge fest verbundenen Vorsprüngen (14) durchdrungen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (17) jedes bezüglich des zugehörigen Reibbelags auf der anderen Seite des Trägers hervortretenden VorSprungs radiale Schultern (16) nach Art eines Nietkopfes aufweisen, und so den zugeordneten .Reibbelag an dem Träger befestigen.

12) Kupplungsreibscheibe nach Anspruch 11,- dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (14) die Öffnungen (15) des Trägers (10) ohne Spiel durchdringen.

13) Kupplungsreibscheibe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge

(11) aus einem Material bestehen, das aus einem Binder und aus einer Füllung gebildet wird, wobei

der Binder vulkanisierten Gummi und warmaushärtendes Kunstharz beinhaltet'.

14) Kupplungsreibscheibe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung von faden- oder fftserartigern Material wie z.B. Amiantfasern oder Glasfasern gebildet wird.