DE69702999T2

DE69702999T2 - Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE69702999T2
Application number: DE69702999T
Authority: DE
Inventors: Gregory J. Guitar; Oscar E. Stefanutti; John Willerth
Original assignee: Automotive Composites Consortium
Current assignee: Raytech Automotive Components Co
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: CA2233790A1; EP0806586A3; CA2233790C; US5776288A; EP0806586B1; EP0806586A2; DE69702999D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer belegten Kupplungsplatte.
Genauer ausgedrückt, betrifft die vorliegende Erfindung allgemein Kupplungsplatten für Automatikgetriebe, und insbesondere ein Verfahren zum Bilden und Aufbringen gewölbter Segmente aus Reibbelagmaterial an einer Seite eines runden Rings und Anhaften derselben zum Bilden einer Kupplungsplatte.
Kupplungsplatten für Automatikgetriebe sind flache runde Ringe mit einem auf die runden Seiten aufgebrachten Reibbelag. Eine oder beide Seiten sind oft mit einem runden Ring aus Reibungsmaterialbelag bedeckt, der Abmessungen für passendes Ineinandergreifen mit benachbarten, ähnlich belegten Platten aufweist. Ein Schmiermittel so wie Getriebeöl kann mit den belegten äußeren Seiten der Kupplungsplatten in der Kupplungsplattenbaugruppe kommunizieren, um Ineinandergreifen der benachbarten Kupplungsplatten zu steuern. Der Reibbelag war oft ähnlich wie ein runder Ring ausgebildet und der runde Ring wird aus einem Plattenmaterial geschnitten. Die Entfernung eines runden Rings aus einem Plattenmaterial hinterläßt jedoch einen wesentlichen Teil von Plattenmaterialrest, zum Beispiel den kreisförmigen Innenteil und die dreieckigen äußeren Teile des Plattenmaterials. Als ein Ergebnis wird eine wesentliche Menge der Platte des Reibmaterials während der Herstellung und des Zusammenbaus belegter Kupplungsplatten verschwendet.
Ein bereits bekannter Aufbau beseitigt die großen Verschwendungsflächen durch Schneiden des Reibbelags als gewölbte Segmente. Das bereits bekannte Verfahren lieferte jedoch gewölbte Segmente mit ineinandergreifenden Endteilen, so daß die Segmente für richtige Ausrichtung auf den Seiten des die Kupplungsplatte bildenden runden Rings vernetzt waren. Diese Vernetzung und Ausrichtung stellt richtige Installierung des Reibbelags auf der Seitenfläche des Kupplungsplattenrings sicher. Die Vernetzung der Segmente verkompliziert jedoch die Installierung des Belags auf dem Plattenring, da jedes Segment derart behandelt werden muß, daß Lösung der ineinandergreifenden Vorsprünge und Schlitze der Reibbelagsegmente verhindert wird. Die Verbindung bildet einen runden Ring aus trennbaren, jedoch vernetzenden Segmenten, die gleichzeitig auf die Seite des Kupplungsplattenrings übertragen werden müssen. Außerdem muß das Reibungsmaterial vor oder nach Installierung modifiziert werden, um Nuten einzuschließen, zum Beispiel durch Heißformen einer Vielzahl paralleler Nuten in der Reibungsmaterialplatte, um Fliuddurchgänge für Schmierkommunikation zwischen radialen Innen- und Außenkanten der Kupplungsplatte zu schaffen.
Darüber hinaus ist es auch bekannt gewesen, einen langen Strang aus Reibungsmaterial mit einem relativ kleinen Querschnitt zu extrudieren. Der Strang wird dann in mehrere kleine Segmente zerschnitten, die auf einen Kupplungsplattenring aufgebracht werden können. Eine solche Struktur vervielfacht jedoch beträchtlich die Anzahl von Teilen, die ausgebildet, angeordnet und an den Ring angehaftet werden müssen. Dementsprechend kann eine solche Baugruppe die Möglichkeit erhöhen, die Segmente hinsichtlich der runden Form des Rings und den benachbarten Segmenten falsch auszurichten. Außerdem begrenzt eine solche Konstruktion die Fähigkeit, Kommunikationsdurchgänge und Abstände zwischen den geschnittenen Segmenten zu konfigurieren, und begrenzt den Oberflächeninhalt von freiliegendem Reibbelag.
EP 625647A1, angemeldet von Borg-Warner Automotive Inc., offenbart eine Reibkupplungsscheibe vom Naßtyp, auf deren Oberfläche eine große Anzahl geformter "Reibsegmente" getrennt durch Zwischenräume vorgesehen ist, die Kühlfluidfluß zulassen.
US 5094331, überschrieben an Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha offenbart eine Mehrplatten-Kupplung vom Naßtyp, bei der Kupplungsscheiben mit ringförmigen Reibelementen versehen sind, die radiale und Umfangsöldurchgänge begrenzen.
EP 030791, angemeldet durch General Motors Corporation, erläutert den Aufbau, in dem eine Reibscheibe auf einer Kupplungsplatte aus Segmenten aufgebaut ist, die für Formschluß miteinander geformt sind.
Das französische Patent 7344857, Veröffentlichung Nr. 2254984 im Namen der Borg-Warner Corporation, offenbart eine Reibscheibe, die durch Anhaften von Reibungsmaterial an einen Beschlag unter Wärme und Druck aufgebaut wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung überwindet die vorgenannten Nachteile durch Schaffen eines Verfahrens zum Belegen runder Seiten von Kupplungsplatten mit Reibungsmaterial, das umfaßt:
gewölbte Segmente aus einer Platte von Reibungsmaterial auszubilden;
eine Vielzahl der genannten Segmente an beabstandeten, benachbarten Positionen von einer Vielzahl radialer Richtungen auf wenigstens einer Seite eines runden Kupplungsplattenrings aufzubringen, um Zwischenkanäle zwischen den genannten gewölbten Segmenten auszubilden; und
die genannte Vielzahl von Segmenten an den genannten beabstandeten, benachbarten Positionen anzuhaften.
Das Verfahren verbesserte die Herstellung durch Begrenzung von Reibungsmaterialabfall, da die gewölbten Segmente an nahe ausgerichteten Positionen ausgebildet werden können, um die beim Bilden der gewölbten Segmente benötigte Fläche der Platte aus Reibungsmaterial zu verbessern. Außerdem ordnet der Schritt zum Aufbringen einer Vielzahl von Segmenten an einer Seite der Scheibe sie in beabstandeten, benachbarten Positionen an, um Schmierkanäle bereitzustellen, ohne das aufgebrachte Reibungsmaterial vorzuformen oder auf andere Weise zu formen. Außerdem werden die gewölbten Segmente an den beabstandeten, benachbarten Positionen durch einen Klebstoff angehaftet, der vorzugsweise durch den Ring oder das Reibungsmaterial getragen wird, die zum Bilden der Kupplungsplatte zu verwenden sind.
In der bevorzugten Ausführungsform, eine Vielzahl von Formpressen, wobei jede Presse eine Vielzahl von Segmenten durch Stanzen aus einer Platte an eng benachbarten Stellen entlang einer länglichen Platte aus Reibungsmaterial bildet [sic]. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Pressen an einer Stanzstation an getrennten Positionen zum Aufbringen mehrerer Segmente an einem einzigen Ring ausgerichtet. Außerdem teilen die Station oder benachbarte Stationen den Ring ein, so daß zusätzliche Sätze gewölbter Segmente zwischen vorhergehend ausgerichteten Segmenten oder sowohl an der ersten als auch der zweiten Seite des Rings aufgebracht werden können, bevor der Anhaftungsschritt durchgeführt wird, um die gewölbten Segmente an beabstandeten benachbarten Stellen auf dem runden Ring anzukleben.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht Herstellung einer belegten Kupplungsplatte, auf der ein Klebstoff eine Vielzahl beabstandeter benachbarter gewölbter Segmente auf einem runden Ring befestigt, wobei ein Zwischenteil des Rings zwischen gewölbten Segmenten eine Nut für Schmierungskommunikation von der radial inneren Kante zu der radial äußeren Kante der Kupplungsplatte bildet. Die Nuten können wie gewünscht ausgerichtet werden.
Auf diese Weise vermeidet die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit komplexer Vernetzungsverhältnisse zwischen benachbarten gewölbten Belagsegmenten, die an einem Kupplungsplattenring angeordnet sind. Darüber hinaus verbessert die Erfindung die wirksame Verwendung von Reibungsmaterialplatten durch Stanzen dicht beabstandeter, benachbarter gewölbter Segmente.
Außerdem ermöglicht Ausrichtung der Segmentausbildungs- oder Aufbringungsvorrichtung entlang mehrerer Achsen die Installierung mehrere Segmente an getrennten Positionen entlang des runden Rings, und Einteilen des Rings zum Ausrichten mehrerer Sätze gewölbter Segmente an getrennten Positionen.
Die Kupplungsplattenbaugruppe umfaßt Kanäle oder Nuten zwischen Kanten benachbarter gewölbter Segmente, um. Schmierungsdurchgänge zwischen den radial inneren und äußeren Teilen der Kupplungsplatte zu schaffen.
Darüber hinaus können eine oder beide gegenüberliegenden Seiten des Kupplungsplattenrings mit Reibungsmaterial versehen werden, wobei die Anzahl, Größe und Form der gewölbten Segmente einstellbar ist, um Produktionseffizienz zu verbessern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung soll weiter zur Aufführung eines Beispiels unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform gelesen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen gleiche Bezugsziffern sich in den gesamten Ansichten auf die gleichen Teile beziehen und in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kupplungsplatte ist;
Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Kupplungsplatte ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ist, und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von Arbeitsstationen ist, die Verfahrensschritte gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung durchführen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Zuerst bezugnehmend auf Fig. 1, ist dort eine Kupplungsplatte 10 gezeigt, die ein rundes Substrat oder einen runden Ring 12 aufweist, vorzugsweise eine Metallplatte so wie Stahl. Der Ring 12 umfaßt runde Seiten 14 und 16 zwischen einer radialen Innenkante 18 und einer radialen Außenkante 20. Die radiale Innenkante 18 umfaßt eine Vielzahl von Keilzähnen 22 für Eingriff mit Keilnuten in einer gut bekannten Weise für Verwendung in Automatikgetrieben. Wie gut bekannt ist, trägt weiter jede der runden Seiten 14 und 16 des Rings 12 einen Belag 24. Alternativ kann ein Belag nur auf einer Seite vorgesehen werden. Weiter sind in einer alternativen Ausführungsform die Zähne 22 auf der äußeren radialen Kante 20 vorgesehen.
Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, weist ein Belag 24 eine Vielzahl gewölbter Segmente 26 auf. In der bevorzugten Ausführungsform hat jedes Segment 28 solche Abmessungen, um einen Teil der runden Oberfläche abzudecken. Zum Beispiel ist in Fig. 2 eine Segmentlänge von etwas weniger als etwa 1/6 der runden Oberfläche 14 oder 16 gezeigt. Außerdem weist jedes gewölbte Segment 28 radial ausgerichtete Kanten auf, die im wesentlichen parallel zueinander sind, obwohl verstanden werden soll, daß die Umfangskanten 30 unabhängige Kantenbegrenzungen sind, die bei anderen Winkeln ausgerichtet sein können oder bei Winkeln zueinander ausgerichtet sein können, abhängig von der Notwendigkeit von Schmierungsdurchgang, der Anzahl von Plätzen und den Richtungen, in denen die Durchgänge indem. Zwischenraum 32 ausgebildet sind. Zum Beispiel ist ein geneigter Zwischenraum zwischen Segmenten 28 als Phantomlinie bei 34 gezeigt. Außerdem können Schmierungsdurchgänge in das Reibungsmaterial gepreßt oder auf andere. Weise ausgebildet sein, wodurch die unabhängigen Kantenbegrenzungen, das heißt die Segmentenden ohne ineinander verflochtene Vorsprünge und Schlitze aneinander anliegen können.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Ring 12 aus einer beschichteten Metallplatte gestanzt, wobei die Beschichtung 36 vorzugsweise einen im Handel erhältlichen Klebstoff aufweist. Die Schicht aus Klebstoffbeschichtung bildet sowohl eine temporäre Haftung, wenn benachbarte Segmente 28 auf dem Ring positioniert werden, als auch eine permanente Haftung zwischen dem Belag 24 und dem Ring 12, wenn dieser an den Ring in einer im folgenden ausführlicher zu beschreibenden Weise angehaftet wird. Nichtsdestoweniger befinden sich auch andere Verfahren zur Zwischenfügung eines Klebstoffs zwischen den Belag und den Ring 12 auch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, und ein getrennter Klebstoffbeschichtungsschritt könnte während der Montage des Belags auf den Ring durchgeführt werden. Typischerweise kann ein wärmehärtender Klebstoff nach teilweiser Erhitzung klebrig sein, wenn die Segmente 28 an der Oberfläche des Rings ergriffen werden, um die Segmente fest auf den Oberflächen 14 und 16 in Position anzuordnen. Der Anhaftungsschritt liefert vorzugsweise verstärkte Anwendung von Wärme unter Druck für eine Zeitdauer in einer Weise, die mit bekannten Anhaftungsprozessen übereinstimmt, um den Belag 24 dauerhaft an den Ring 12 anzuhaften. Es wird nichtsdestoweniger verstanden werden, daß die Parameter von Zeit, Temperatur und Druck wie erforderlich abhängig Von der Zusammensetzung des Reibungsmaterials, dem Klebstoff und dem Substrat variieren können.
Nun bezugnehmend auf Fig. 4, ist dort eine Arbeitsstation 40 gezeigt, in der ein Schritt zum Ausbilden gewölbter Segmente 28 aus Reibungsmaterial dargestellt ist. Vorzugsweise sind zum Bilden von Segmenten der Größe und Form von Segmenten 28 drei Platten 42, 44 und 46 aus Reibungsmaterial gezeigt, die entlang voneinander beabstandeten, bei 120º zu den benachbarten Wegen ausgerichteten Zuführungswegen 48, 50 und 52 ausgerichtet gezeigt sind. Entlang jedem Weg bildet eine Schneideinrichtung so wie eine Prägerstanze 54 ein gewölbtes Segment 28 aus den jeweiligen Platten 42, 44 und 46. An jeder Segmentschneidestelle kann die Stanzung durch Bewegung der Stanze in Richtung auf den Ring verschoben werden, und in eine feste Stelle auf der runden Oberfläche 14 des Rings 12 gepreßt werden. Während Pressen des ersten Satzes 56 der mehreren Segmente 28, werden die Segmente 28 in Ausrichtung mit der Mittellinie der Wege 48, 50 und 52 positioniert, um getrennte Teile der Oberfläche 14 abzudecken.
Bei Station 60, wie in Fig. 4 gezeigt, ist der erste Satz 56 von Segmenten 28 durch Drehung des Rings eingeteilt gezeigt, wie grafisch durch einen Pfeil 58 gezeigt ist, so daß die nicht belegten Oberflächenteile des Rings 12 entlang der Achsen 48, 50 und 52 ausgerichtet sind. Dementsprechend wird ein zweiter Satz 62 gewölbter Segmente 28 gestanzt und auf die Oberfläche 14 an Stellen zwischen den Segmentstellen des ersten Satzes 56 aufgebracht. Natürlich soll verstanden werden, daß die Stationen 40 und 60 nicht unbedingt physikalisch getrennt sein müssen, und zwei funktionale Modi einer einzigen Arbeitsstation darstellen können. Außerdem ist die Anzahl von Segmenten und die Gesamtzahl von verwendeten Stationen wahlweise.
Außerdem, jedoch wahlweise, sind Ausbildungs- und Aufbringungsschritte bei Station 70 dargestellt, wo ein dritter Satz 72 gewölbter Segmente 28 an der runden Oberfläche 16 der gegenüberliegenden Seite des Rings 12 aufgebracht wird, nachdem ein Einteilungsvorgang die Oberfläche 16 freilegt, wobei zum Beispiel der Ring auf seiner Haltevorrichtung durch schnellen Ruck bewegt wird. In ähnlicher Weise wird bei Station 74 ein vierter Satz 76 gewölbter Segmente 28 nach Dreheinteilung des Rings aufgebracht, vorzugsweise ähnlich zu der unter Bezugnahme zur Station 60 beschriebenen, um einen vierten Satz 76 an Stellen zwischen den Segmentstellen im ersten Satz 72 gewölbter Segmente 28 auf der Oberfläche 16 aufzubringen.
Wenn alle gewölbten Segmente aus Reibungsmaterial aufgebracht worden sind, und zeitweilig an festen Stellen gehalten werden, die vorzugsweise die Schmierungsdurchgänge bildenden Zwischenräume begrenzen, wenn das Reibungsmaterial nicht eingekerbt ist oder während der Anhaftung nicht eingekerbt werden soll, wird die zusammengebaute Kupplungsplatte für Anhaftung durch Beförderung zu einer Station 80 vorbereitet, an der Wärme und Druck auf den Verbund in einer gut bekannten Weise ausgeübt werden. Die zusammengebaute Kupplungsplatte 10 ist dann bereit für Zusammenbau mit anderen Kupplungsplatten in einem Automatikgetriebe in einer gut bekannten Weise.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben worden ist, werden den Fachleuten in diesem Gebiet viele Modifizierungen einfallen, die sie betrifft, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den anliegenden Patentansprüchen definiert ist. Außerdem kann die Größe und Anzahl gewölbter Segmente und die Sequenz von zum Bilden und Aufbringen gewölbter Segmente aus Reibungsmaterial verwendeten Schritte variiert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung wie in den anliegenden Patentansprüchen definiert abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Belegen ringförmiger Seiten (14, 16) von Kupplungsplatten (10) mit Reibungsmaterial, das umfaßt:

gewölbte Segmente (28) aus einer dünnen Platte von Reibungsmaterial auszubilden;

eine Vielzahl der genannten Segmente (28) an beabstandeten, benachbarten Positionen von einer Vielzahl radialer Richtungen auf wenigstens eine Seite (14, 16) eines runden Kupplungsplattenrings (12) aufzubringen, um Zwischenkanäle (33) zwischen den genannten gewölbten Segmenten (28) auszubilden; und

die genannte Vielzahl von Segmenten (28) an den genannten beabstandeten, benachbarten Positionen anzuhaften.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Ausbildungsschritt umfaßt, gewölbte Segmente (28) zu stanzen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die genannten gewölbten Segmente (28) aus dicht benachbarten Streifenteilen (42, 44, 46) der genannten dünnen Platte gestanzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Ausbildungsschritt umfaßt, nacheinander wenigstens einen länglichen Streifen mit dicht benachbarten gewölbten Streifenteilen zu stanzen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Ausbildungsschritt umfaßt, gleichzeitig eine Vielzahl (26) genannter Segmente (28) in Ausrichtung mit den genannten benachbarten, beabstandeten Positionen auszubilden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Aufbringungsschritt umfaßt, eine Vielzahl von Segmenten (28) an voneinander beabstandeten Positionen auf den genannten Kupplungsplattenring (12) zu pressen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die genannten beabstandeten Positionen in einer Vielzahl von Sätzen (56, 62) angeordnet sind und der genannte Aufbringungsschritt umfaßt, einen ersten Satz (56) von Segmenten (28) vor Aufbringen eines zweiten Satzes (62) von Segmenten (28) aufzubringen, wobei jedes Segment des genannten zweiten Satzes an einer Position zwischen und benachbart den genannten Positionen des genannten ersten Satzes (56) aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der genannte erste Satz (56) voneinander getrennte Segmente (28) aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der genannte Aufbringungsschritt umfaßt, eine Vielzahl von Segmenten (28) auf gegenüberliegende Seiten (14, 16) des genannten Kupplungsplattenrings (12) zu drücken.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Anhaftungsschritt enge Anlage der genannten Segmente (28) unter Druck gegen den genannten Kupplungsplattenring (12) umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Preßschritt umfaßt, wenigstens eines der genannten Segmente (28) und den genannten Kupplungsplattenring (12) zu erhitzen.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Preßschritt einschließt, den genannten Preßschritt auf eine vorbestimmte Zeitdauer zu begrenzen.