DE8709689U1 - Disc-like body - Google Patents
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Description
LuK Lamellen und
Kupplungsbau GmbH
Industriestr. 3LuK slats and
Clutch Construction GmbH
Industriestr. 3
7580 Bühl/Baden 0518 A GM7580 Bühl/Baden 0518 A GM
Scheibenartiger Körper, vie Kupplungsscheibe für Kraftfahrzeuge Disc-like body, like clutch disc for motor vehicles
Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Flansch und Nabe zusammengesetzten scheibenartigen Körper zur Drehmomentübertragung für eine Kupplungsscheibe mit darauf vorzusehenden Reibbelägen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Nabe eine Profilierung, wie insbesondere ein Keilwellenprofil, besitzt zur drehfesten Mitnahme auf einem Gegenprofil, wie einer Getriebewelle. Solche Scheibenkörper können z. B. zwischen einer Schwungscheibe eines Motors und der Druckplatte einer Reibungskupplung im Kraftübertragungsweg zwischen Motor und Getriebe eines Fahrzeuges verwendet werden, auch im Bereich eines Drehmomentwandlers, z. B. im Zusammenhang mit einer Wandlerüberbruckungskupplung oder dergleichen.The invention relates to a disk-like body composed of a flange and a hub for torque transmission for a clutch disk with friction linings to be provided thereon, in particular for motor vehicles, whereby the hub has a profile, such as in particular a splined shaft profile, for rotationally fixed engagement on a counter profile, such as a transmission shaft. Such disk bodies can be used, for example, between a flywheel of an engine and the pressure plate of a friction clutch in the power transmission path between the engine and transmission of a vehicle, also in the area of a torque converter, e.g. in connection with a converter lock-up clutch or the like.
Um bei derartigen Bauteilen, wie sie beispielsweise aus DE-OS 36 01 903 bekannt sind, Verschleiß und Passungsrostbildung zwischen der Verzahnung der Nabe und der der Getriebewelle zu vermeiden, ist für Kupplungsscheiben bereits vorgeschlagen worden, die gesamte Nabe, also den Nabenkörper mitsamt dem Flansch, mit einer Nickelschicht zu überziehen, und zwar durch sogenanntes stromloses Vernickeln. Das stromlose Vernickeln im allgemeinen kann z. B. nach dem sogenannten Blasberg*-Verfahren, dem Durnicoat*-Verfahren, dem Kanigen*- Verfahren oder anderen erfolgen, wobei Schichtdicken in der Größenordnung von ca. 3 0&mgr; aufgebracht werden.In order to avoid wear and fretting corrosion between the teeth of the hub and the gear shaft in components such as those known from DE-OS 36 01 903, it has already been proposed for clutch discs to coat the entire hub, i.e. the hub body including the flange, with a layer of nickel, using so-called electroless nickel plating. Electroless nickel plating in general can be carried out using the so-called Blasberg* process, the Durnicoat* process, the Kanigen* process or others, with layer thicknesses of the order of approx. 3 0μ being applied.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei Gegenständen der eingangs erwähnten Art an dem Verschleiß besonders ausgesetzten Partien einen Verschleißschutz zu gewährleisten bzw. die Bildung von Passungsrost zu verhindern und weiterhin eine preiswertere und technisch einfache Herstellung eines solchen Schutzes zu ermöglichen sowie zu verhindern, daß bei dem dem Vernickeln vorangehenden Arbeitsgang, nämlich der Säurebehandlung zwecks Reinigung, Säure in die Bereiche eintreten wird, an denen die beiden zusammengesetzten Elemente, also Nabe und Flansch, einander berühren bzw. ineinander eingreifen.The aim of the present invention was to ensure wear protection in the areas of objects of the type mentioned at the beginning that are particularly exposed to wear, or to prevent the formation of fretting corrosion, and also to enable such protection to be produced more cheaply and technically simply, and to prevent acid from entering the areas where the two assembled elements, i.e. hub and flange, touch each other or engage with each other during the process preceding nickel plating, namely the acid treatment for cleaning.
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erzielt, daß die Nabe lediglich partiell und im wesentlichen im Bereich der Keilwellenverzahnung mit einem Verschleißschutz versehen wird, insbesondere mit einer metallischen Schicht versehen wird, die durch stromloses, chemisches Metallisieren aufgebracht wird, also durch ein Überziehen mit einer Metallschicht, wie insbesondere durch das sogenannte stromlose Vernickeln.This is achieved according to the present invention in that the hub is only partially and essentially in the area of the spline shaft teeth provided with wear protection, in particular with a metallic layer that is applied by electroless, chemical metallization, i.e. by coating with a metal layer, such as in particular by so-called electroless nickel plating.
Dabei kann diese partielle Nickel-Phosphor-Schicht lediglich im Bereich
der Verzahnung aufgebracht werden und/oder an anderen, dem Verschleiß
besonders ausgesetzten Stellen, wie beispielsweise an denjenigen Partien der Nabe, die - bei der Verwendung innerhalb sogenannter
"gedämpfter" Kupplungsscheiben, bei denen nämlich der NabenflanschThis partial nickel-phosphorus layer can be applied only in the area of the gear teeth and/or in other areas that are particularly exposed to wear, such as those parts of the hub that - when used within so-called
"damped" clutch discs, where the hub flange
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axial zwischen einer Mitnehmerscheibe, an der die Reibbeläge befestigt sind und einer Gegenscheibe vorgesehen ist und wobei zwischen Flansch einerseits und Mitnehmer- und Gegenscheibe andererseits Kraftspeicher in fensterförmigen Ausnehmungen vorgesehen sind und einer Relativverdrehung entgegen wirken und wobei weiterhin Verbindungsmittel die Mitnehmer- und Gegenscheibe miteinander verbinden und die sich am Ende der Relativverdrehung an Anschlagkonturen von fsnsterförmigen Ausnehmungen des Nabenflansches anlegen können - von Kraftspeichern bzw. Abstandsbolzen beaufschlagt werden, also z.8. an den Nabenfenstern bzw. den Bolzenfenstern.axially between a drive plate to which the friction linings are attached and a counter plate, and between the flange on the one hand and the drive and counter plates on the other hand, energy storage devices are provided in window-shaped recesses and counteract relative rotation, and furthermore, connecting means connect the drive and counter plates to one another and which, at the end of the relative rotation, can rest against stop contours of window-shaped recesses in the hub flange - are acted upon by energy storage devices or spacer bolts, i.e. e.g. on the hub windows or the bolt windows.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung beträgt die Schichtdicke zwischen 5-20 M, vorzugsweise zwischen 8 - 15 Li und kann zwischen 2 bis 15 % Phosphorgehalt aufweisen.According to an advantageous feature of the invention, the layer thickness is between 5-20 M, preferably between 8 - 15 Li and can have between 2 to 15 % phosphorus content.
Es kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung diese Nickelschicht, die im Abscheidungszustand eine Härte in der Größenordnung von ca. 550 HV aufweist, durch eine Wärmebehandlung auf eine erheblich höhere Härte gebracht werden und zwar bis in die Größenordnung von 1000 HV.According to a further proposal of the invention, this nickel layer, which in the deposited state has a hardness of the order of magnitude of approximately 550 HV, can be brought to a considerably higher hardness by heat treatment, namely up to the order of magnitude of 1000 HV.
Der Erfindung lag die weitere Aufgabe zugrunde, bei den sogenannten zusammengesetzten Naben Verschleiß und Passungsausbildung zu vermeiden und Verschleiß- bzw. Passungsrost- geschützte Teile zu erhalten, die in besonders preiswerter und wirtschaftlicher und auch in technisch einfacher Weise hergestellt werden können. Bei derartigen zusammengesetzte Naben wird ein scheibenartiger Flansch und ein mit einemThe invention was based on the further task of avoiding wear and fitting in the so-called composite hubs and obtaining parts protected against wear and fretting corrosion, which can be produced in a particularly inexpensive and economical and also technically simple manner. In such composite hubs, a disk-like flange and a
Keilwellenprofil versehener Nabenkörper miteinander befestigt. Eine formschlüssige und drehfeste Verbindung kann z.B. dadurch gebildet werden, daß der Flansch im Bereich seiner zentralen Öffnung mit einer Verzahnung versehen ist, die sich beim Zusammenfügen der beiden Körper in eine Tragschulter der Nabe eingräbt. Die axiale Sicherung des Flansches auf dem Nabenkörper kann auf der einen Seite des Flansches dadurch erfolgen, daß am Nabenkörper eine Anlageschulter vorgesehen ist, gegen die der Flansch beim Aufeinanderschieben aufgelegt wird und auf der anderen Seite kann eine weitere Schulter z.B. durch Verstemmen gebildet werdenHub bodies with a splined shaft profile are fastened together. A positive and rotationally fixed connection can be formed, for example, by providing the flange with a toothing in the area of its central opening, which digs into a supporting shoulder of the hub when the two bodies are joined together. The axial securing of the flange on the hub body can be achieved on one side of the flange by providing a bearing shoulder on the hub body, against which the flange is placed when pushed together, and on the other side a further shoulder can be formed, for example by caulking.
An sich würde sich hier die näher liegende und zunächst einfach erscheinende Möglichkeit anbieten, nämlich das stromlose Vernickeln des gesamten Nabenkörpers vorzunehmen und anschließend das Befestigen des Nabenkörpers und des Flansches miteinander, weil dies bereits eine erhebliche Verbilligung ergeben würde. Diese Möglichkeit scheidet aber bei genauer Betrachtung deshalb aus, weil beim Aufpressen des Flansches auf den Nabenkörper eine Verengung des Verzahnungsprofiles des Nabenkörpers (in einer unzulässigen Größenordnung von etwa 0,1mm) auftritt. Solchen Auswirkungen wird üblicherweise mit einer entsprechenden Toleranzvorhaltung begegnet, was jedoch hier nicht möglich ist, weil die Durchmesserverengung praktisch nur ein Bereich der axialen Erstreckung des Flansches auftritt, während die axiale Länge des Nabenkörpers erheblich größer ist. Hier setzt die weitere Erfindung ein, indem nämlich die Nabe nur im Bereich der Verzahnung mit dem entsprechenden Verschleißschutz versehen ist. Demnach sind insbesondere die Befestigungsbereiche der zusammengesetzten Nabe, nämlich derIn principle, the more obvious and initially seemingly simple option would be to carry out electroless nickel plating of the entire hub body and then to fasten the hub body and the flange together, because this would already result in a considerable reduction in cost. However, on closer inspection, this option is ruled out because when the flange is pressed onto the hub body, the tooth profile of the hub body narrows (in an unacceptable order of magnitude of around 0.1 mm). Such effects are usually counteracted by providing an appropriate tolerance, which is not possible here, however, because the diameter narrowing practically only occurs in one area of the axial extension of the flange, while the axial length of the hub body is considerably larger. This is where the further invention comes in, namely that the hub is only provided with the appropriate wear protection in the area of the toothing. Accordingly, in particular the fastening areas of the assembled hub, namely the
verzahnte Bereich des Flansches und der Verstemmbereich nicht mit dem Verschleißschutz versehen, wodurch neben einer erheblichen Verbilligung auch weiterhin gewährleistet ist, daß die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeit nicht beeinträchtigt werden, nachdem an diesen gefährdeten Stellen keine für das Vernickeln erforderliche Behandlungen, insbesondere Beizbehandlungen, welche eine Wasserstoffversprädung mit sich bringen würden, erforderlich sind.The toothed area of the flange and the caulking area are not provided with wear protection, which, in addition to a significant reduction in price, also ensures that the mechanical properties, in particular the strength, are not impaired, since no treatments required for nickel plating, in particular pickling treatments, which would result in hydrogen embrittlement, are required at these vulnerable points.
Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn die Nabe im Bereich außerhalb der Nickelschicht mit einer Oberflächenschutzschicht, wie insbesondere phosphatiert ist. Zweckmäßigerweise erfolgt dabei das Phosphatieren nach einem Verfahren ohne Beizen, um an den Befestigungsstellen eine Wasserstoffversprödung und eine damit verbundene Festigkeitsreduzierung zu vermeiden.It can also be advantageous if the hub is coated with a surface protection layer, such as phosphate, in the area outside the nickel layer. Phosphating is preferably carried out using a process without pickling in order to avoid hydrogen embrittlement at the fastening points and the associated reduction in strength.
Die Herstellung der partiellen, nach dem stromlosen Vernickeln aufgebrachten Schicht auf die Keilwellenverzahnung kann dadurch : erfolgen, daß die einzelnen Schritte zur Bildung der stromlos partiell aufgebrachten Nickelschicht im Bereich des Verzahnungsprofils der Nabe nach dem Raunen dieses Profiles in der Nabe und bei zusammengesetzten Naben nach dem Befestigen von Nabenkörper und Flansch und nach dem Bäumen des Verzahnungsprofils der Nabe gebildet wird. Dabei kann sich ein Verfahren besonders eignen, wonach eine Mehrzahl von Naben Stirnseite an Stirnseite unter Zwischenlage von Dichtungen zu einer Säule geschichtet und an den Stirnseiten der Säule - gegebenenfalls unter Verwendung von Dichtungen - Zu- und Abfluss für die Behandlungslösungen anger schlossen werden.The partial layer applied to the spline shaft teeth after electroless nickel plating can be produced by : carrying out the individual steps for forming the electroless partially applied nickel layer in the area of the tooth profile of the hub after this profile has been roughened in the hub and, in the case of assembled hubs, after the hub body and flange have been attached and after the tooth profile of the hub has been cut. A method that may be particularly suitable is one in which a plurality of hubs are stacked face to face with seals in between to form a column and inflow and outflow lines for the treatment solutions are connected to the faces of the column - if necessary using seals.
Es hat sich als überaus vorteilhaft erwiesen, wenn die zumindest die die Nickelschicht ergebende Flotte pulsierend durch die Innenbohrungen der Naben geführt wird, da dann eine optimale gleichmäßige Schicht an allen Naben erzielt werden kann. Es kann weiterhin von Vorteil sein, wenn zumindest die die Nickelschicht ergebenden Flotte im Pilgerschrittverfahren durch die Innenbohrungen der Naben geführt wird.It has proven to be extremely advantageous if the liquor that produces at least the nickel layer is passed through the inner bores of the hubs in a pulsating manner, as this allows an optimally uniform layer to be achieved on all hubs. It can also be advantageous if at least the liquor that produces the nickel layer is passed through the inner bores of the hubs in a pilgrim step process.
Ein weiterer Verfahrensschritt zur Herstellung einer Nabe gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Nabe nach der Durchführung der zum Vernickeln der Verzahnungsprofile erforderlichen Verfahrensschritte, zu denen wenigstens einzelne der folgenden gehören:A further process step for producing a hub according to the invention is characterized in that the hub, after carrying out the process steps required for nickel-plating the tooth profiles, which include at least some of the following:
Alkalische Abkochentfettung mindestens einmal Klarspülen Beizen in HCL oder H„ SCL Beize Fließspülen Dekapieren im Säurebad Fließspülen Vernickeln Fließspülen,Alkaline boil-off degreasing at least once Rinse Pickling in HCL or H” SCL pickling Flow rinsing Pickling in acid bath Flow rinsing Nickel plating Flow rinsing,
anschließend noch phosphtiert wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Phosphatierverfahren ohne Beizvorgang angewendet wird.subsequently phosphated. It is advantageous if a phosphating process without pickling is used.
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Anhand der Figuren 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert: Dabei zeigt:
Figur 1 die Erfindung anhand einer Kupplungsscheibe für Kraftfahrzeuge,The invention is explained in more detail with reference to Figures 1 and 2:
Figure 1 shows the invention using a clutch disc for motor vehicles,
Figur 2 eine Anordnung von Naben während eines der Verfahrensschritte zur Herstellung desselben.Figure 2 shows an arrangement of hubs during one of the process steps for manufacturing the same.
Die Kupplungsscheibe 1 gemäß Figur 1 besitzt eine sogenannte zusammengesetzte Nabe 2, bestehend aus Nabenkörper 3 und aufgepreßtem Flansch 4. Dieser Flansch hat in an sich bekannter Weise ein Verzahnungsprofil, mit dem er auf die Tragschluter 5 in Achsrichtung bis zur Anlage an eine Schulter 6 auf den Nabenkörper 3 aufgeschoben ist. Auf der der Schulter abgekehrten Seite des Flansches 4 ist eine Schulter 7 in eine ringförmige Auskehlung des Flansches in an sich ebenfalls bekannter Weise hineingedrückt. Der Nabenflansch ist zwischen einer Mitnehmerscheibe 8, die die Reibbeläge 9 trägt und einer Gegenscheibe 10 angeordnet. Mitnehmer -und Gegenscheibe 8 und 10 sind durch Verbindungsmittel in Form von Absstandsbolzen 11 miteinander verbunden. Die Abstandsbolzen 11 greifen hier in fensterförmige Ausnehmungen 12 des Nabenflansches ein und die Seitenwandungen dieser fensterförmigen Ausnehmungen 12 dienen als Anschlag für die Abstandsbolzen 11 und begrenzen somit die Relativverdrehung von Mitnehmerund Gegenscheibe gegenüber der Nabe. Dieser Relativverdrehung wirkenThe clutch disc 1 according to Figure 1 has a so-called composite hub 2, consisting of a hub body 3 and a pressed-on flange 4. This flange has a toothed profile in a manner known per se, with which it is pushed onto the support sleeve 5 in the axial direction until it rests against a shoulder 6 on the hub body 3. On the side of the flange 4 facing away from the shoulder, a shoulder 7 is pressed into an annular groove in the flange in a manner also known per se. The hub flange is arranged between a drive disc 8, which carries the friction linings 9, and a counter disc 10. The drive and counter discs 8 and 10 are connected to one another by connecting means in the form of spacer bolts 11. The spacer bolts 11 engage in window-shaped recesses 12 in the hub flange and the side walls of these window-shaped recesses 12 serve as a stop for the spacer bolts 11 and thus limit the relative rotation of the driver and counter disk relative to the hub. This relative rotation is counteracted by
/to/to
Kraftspeicher 13 entgegen, die sowohl in fensterförmigen Ausnehmungen 14,15 und Mitnehmer- und Gegenscheibe 8 bzw. 10 als auch in fensterförmigen Ausnehmungen 16 des Nabenflansches vorgesehen sind.Energy storage devices 13 are provided in window-shaped recesses 14, 15 and driver and counter disk 8 and 10 respectively, as well as in window-shaped recesses 16 of the hub flange.
Die Nabe 2 weist im Bereich der zentralen Bohrung des Nabenkörpers 3 ein Keilwellenprofil 17 auf und die Nabe ist partiell und zwar im Bereich der Keilwellenverzahnung, wie dies mit 18 strichliert angedeutet ist, mit einer Nickelschicht versehen, die stromlos aufgebracht ist. Gegenenfalls zusätzlich kann die Nabe an den Fenstern 12 und/oder 16 ebenfalls nur partiell mit einer nach dem erwähnten Verfahren aufgebrachten Nickelschicht versehen sein. Die übrigen, nicht mit einer Nickelschicht versehenen Oberflächenschichten der Nabe 2 können mit einer Phosphatschicht versehen sein.The hub 2 has a spline profile 17 in the area of the central bore of the hub body 3 and the hub is partially provided with a nickel layer, which is applied without current, in the area of the spline toothing, as indicated by dashed lines at 18. If necessary, the hub can also be only partially provided with a nickel layer applied using the method mentioned at the windows 12 and/or 16. The other surface layers of the hub 2 that are not provided with a nickel layer can be provided with a phosphate layer.
In Figur 2 ist eine aus einer Mehrzahl von Stirnseite ans Stirnseite aufeinandergeschichteten Naben 2 gebildete Säule dargestellt. Zwischen den Stirnseiten der einzelnen Naben sind Dichtungen 19 vorgesehen und an den Enden der Säule ist ein Zufluß 20 bzw. Abfluß 21, ebenfalls unter Zwischenführung von Dichtungen 19 vorgesehen. Zumindest diejenige Behandlungsflotte, durch die die eigentliche Nickelschicht aufgebracht wird, wird dabei pulsierend, wie dies durch den Pfeil 22 angedeutet ist, durch die Säule hindurchgeleitet oder aber im Pilgerschritt, wie dies mit 23 angedeutet ist. Dies ergibt eine besonders gleichmäßige Nickelschicht 18 im Bereich des Keilwellenprofils 17.Figure 2 shows a column made up of a plurality of hubs 2 stacked face to face. Seals 19 are provided between the faces of the individual hubs and an inlet 20 and outlet 21 are provided at the ends of the column, also with seals 19 in between. At least the treatment liquor used to apply the actual nickel layer is passed through the column in a pulsating manner, as indicated by arrow 22, or in a pilgrim step, as indicated by 23. This results in a particularly uniform nickel layer 18 in the area of the splined shaft profile 17.
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