Die Erfindung betrifft eine Lamelle für ein kraftschlüssiges Schaltelement. Die Erfindung betrifft ferner ein kraftschlüssiges Schaltelement mit einer solchen Lamelle, sowie ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen kraftschlüssigen Schaltelement.

Die internationale Anmeldung WO 2009/021569 A1 beschreibt ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibflache, die einen Innenrand und einen Außenrand aufweist, wobei in der Reibflache eine umlaufende erste Nut, die sich Zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden Umlenkpunkten erstreckt, mehrere zweite Nuten, die sich ausgehend von dem Innenrand zu den innenliegenden Umlenkpunkten erstrecken, und mehrere dritte Nuten vorgesehen sind, die sich ausgehend von dem Außenrand im Wesentlichen in radialer Richtung in die umlaufende erste Nut erstrecken und an Einmündungspunkten in die umlaufende erste Nut münden. Die zweiten Nuten erstrecken sich dabei entlang einer Radialen des Reibteils.

Wird einem solchen drehenden Reibteil als Bestandteil eines kraftschlüssigen Schaltelements, also einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse, Kühlöl von radial außen zu den dritten Nuten zugeführt, so fließt das Öl von den dritten Nuten in die umlaufende erste Nut. Ein überwiegender Anteil des Öls wird durch die Fliehkräfte über die dritten Nuten wieder ausgeschleudert, ohne in die zweiten Nuten einzudringen. Dies führt zu einer über den Radius der Reibfläche ungleich verteilten Kühlwirkung, sodass der radial äußere Bereich der Reibfläche erheblich besser gekühlt wird als der radial innere Bereich der Reibfläche. Dies ist unerwünscht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Nutbild für eine Lamelle anzugeben, welches bei einer Kühlölzuführung von radial außen eine verbesserte Kühlung des radial inneren Bereichs der Reibfläche ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.

Erfindungsgemäß wird das im Stand der Technik bekannte Nutbild derart modifiziert, dass die Ausrichtung zumindest jenes Abschnitts der zweiten Nuten, welcher an den radial innenliegenden Umlenkpunkten mündet, und eine Linie zwischen einem Dreh- Mittelpunkt der Lamelle und dem der jeweiligen zweiten Nut zugeordneten Umlenkpunkt einen Winkel zwischen 35 und 75 Grad einschließt, vorzugsweise einen Winkel zwischen 45 und 65 Grad. In anderen Worten verlaufen die zweiten Nuten gegenüber dem Stand der Technik nun nicht mehr in radialer Richtung, sondern schräg dazu. Bei Drehung der Lamelle um ihre Achse verläuft eine durch die umlaufende erste Nut fließende Kühlflüssigkeit entlang der ersten Nut. An den innenliegenden Umlenkpunkten erfolgt aufgrund der nun schräg angeordneten zweiten Nuten eine Strömungsaufteilung, wobei ein Teil der Kühlflüssigkeit weiter entlang der umlaufenden ersten Nut strömt, und der verbleibende Teil in die zweite Nut strömt. Dadurch erfolgt eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Kühlung des radialen Innenbereichs der Reibfläche.

Vorzugsweise sind die zweiten Nuten geradlinig ausgebildet. Dadurch ist der Strömungsverlust der Kühlflüssigkeit durch die zweiten Nuten gering, wodurch die Kühlwirkung des radialen Innenbereichs der Reibfläche weiter verbessert wird.

Bevorzugt erstrecken sich die zweiten Nuten ausgehend von den radialen innenliegenden Umlenkpunkten jeweils paarweise zum Innenrand der Reibfläche. Dadurch ist die verbesserte Kühlwirkung des radialen Innenbereichs der Reibfläche unabhängig von der Drehrichtung der Lamelle erzielbar.

Bei einer paarweisen Ausgestaltung der zweiten Nuten schließt vorzugsweise jede Nut eines Nutenpaares den gleichen Winkel zur Linie zwischen dem Dreh-Mittelpunkt der Lamelle und dem Nutenpaar zugeordneten Umlenkpunkt ein. Dadurch wird eine gleichmäßige Kühlwirkung unabhängig von der Drehrichtung der Lamelle erzielt. Die dritten Nuten erstrecken sich im Wesentlichen in radialer Richtung vom Außenrand der Lamelle zu den Einmündungspunkten in die umlaufende erste Nut. Unter dem Begriff„im Wesentlichen" wird eine Ausrichtung der dritten Nuten verstanden, welche maximal 10 Grad, bevorzugt maximal 5 Grad von der Radialrichtung der Lamelle abweicht. Diese Abweichung kann in beide Richtungen erfolgen, also plus 10 Grad oder minus 10 Grad. Die Abweichung von der Radialrichtung kann keine, alle, oder nur einen Teil der dritten Nuten betreffen. Eine derartige im Wesentlichen radiale Ausrichtung der dritten Nuten begünstigt ein Eindringen von Öl ausgehend vom Außenrand der Lamelle hin zur umlaufenden ersten Nut, und zwar unabhängig von der Drehrichtung der Lamelle.

Weicht die Ausrichtung der dritten Nuten von der Radialrichtung ab, so ist die Ausrichtungs-Abweichung von zueinander benachbarten dritten Nuten vorzugsweise gegengleich. Beträgt die Ausrichtungs-Abweichung einer dritten Nut beispielsweise plus 5 Grad, so beträgt die Ausrichtungs-Abweichung einer zu dieser dritten Nut unmittelbar benachbarten dritten Nut minus 5 Grad. Dadurch ist eine symmetrische Ausbildung des Nutbilds erreichbar, sodass bei der Montage der Lamelle keine Rücksicht auf die Einbaurichtung zu nehmen ist.

Vorzugsweise ist die Lamelle als Belaglamelle ausgebildet. Eine Belaglamelle weist üblicherweise einen ringförmigen Stahlkörper auf. Auf den Stirnseiten des Stahlkörpers sind Belagkörper angebracht. Die vom Stahlkörper abgewandte Oberfläche der Belagkörper bildet die Reibfläche der Lamelle. Die Nuten der Lamelle können entweder durch Nuten in den Belagkörpern gebildet sein, oder durch Aussparungen zwischen den Belagkörpern. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Nuten erlaubt dabei eine Beschränkung auf lediglich vier verschiedenartige Belagkörperformen. Somit kann die Lamelle trotz dem gegenüber dem Stand der Technik komplexeren Nutbild ohne vergrößerten Aufwand hergestellt werden.

Vorzugsweise sind die Einmündungspunkte der dritten Nuten zwischen den Umlenkpunkten der umlaufenden ersten Nut angeordnet. Alternativ dazu können die Einmündungspunkte mit den radial äußeren Umlenkpunkten der ersten Nut zusammenfallen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante können die Einmündungspunkte der dritten Nuten mit den radial inneren Umlenkpunkten der ersten Nut zusammenfallen, also deckungsgleich sein. Dadurch kann die Strömung ausgehend von den dritten Nuten in die zweiten Nuten verbessert werden.

Vorzugsweise ist die Breite der umlaufenden ersten Nut, der zweiten Nuten sowie der dritten Nuten gleich. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Breite der zweiten Nuten größer als die Breite der umlaufenden ersten Nut. Dadurch wird der Strömungswiderstand der zweiten Nuten im Vergleich zum Strömungswiderstand der umlaufenden ersten Nut reduziert, sodass ein Eindringen des Öls von radial Außen zum Innenrand der Lamelle hin begünstigt wird.

Die erfindungsgemäße Lamelle kann Bestandteil eines kraftschlüssigen Schaltelements sein, beispielsweise einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse. Dabei sind mehrere Außenlamellen und mehrere Innenlamellen in axialer Richtung alternierend hintereinander angeordnet. Die Außenlamellen sind mit einem Außenlam- ellenträger drehfest und axial verschieblich verbunden. Die Innenlamellen sind mit einem Innenlamellenträger drehfest und axial verschieblich verbunden. Die erfindungsgemäßen Lamellen bilden entweder die Innenlamellen oder die Außenlamellen. Das kraftschlüssige Schaltelement weist dabei eine Vorrichtung auf, welche zur Zuleitung von Flüssigkeit von radial außen zum Außenrand der erfindungsgemäßen Lamellen hin ausgebildet ist. Das derart ausgebildete kraftschlüssige Schaltelement kann Bestandteil eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug sein. Dabei wirkt das kraftschlüssige Schaltelement als Anfahrelement im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. Ein solches Anfahrelement ermöglicht einen Schlupfzustand zwischen der Antriebsquelle und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs während des Anfahrvorgangs. Dabei kann es besonders bei einem Anfahrvorgang mit hoher Last, beispielsweise bergauf und mit beladenem Kraftfahrzeug-Anhänger zu einem hohen Energieeintrag in das Anfahrelement kommen. Durch die verbesserte, über den Radius der Reibfläche gleichmäßigere Kühlwirkung ist das kraftschlüssige Schaltelement besonders für die Anwendung als Anfahrelement geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen Lamelle;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der stirnseitigen Ansicht;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer isometrischen Ansicht der erfindungsgemäßen

Lamelle;

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamelle;

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt der stirnseitigen Ansicht von Fig. 4;

Fig. 6 bis 9 stirnseitige Ansichten von Nutbildern alternativer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lamelle;

Fig. 10 eine Schnittansicht eines kraftschlüssigen Schaltelements; und

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug.

Fig. 1 zeigt eine stirnseitige Ansicht einer Lamelle 1 , angeordnet um einen Drehmittelpunkt 44 der Lamelle 1. Die Lamelle 1 weist eine ringförmige Reibfläche auf, die einen Innenrand 21 und einen Außenrand 22 aufweist. In der Reibfläche ist ein symmetrisches Nutbild vorgesehen, bestehend aus einer umlaufenden ersten Nut 31 , mehreren zweiten Nuten 32 und mehreren dritten Nuten 33. Die erste Nut 31 erstreckt sich zick-zack oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden Umlenkpunkten 41 und radial außenliegenden Umlenkpunkten 42 in Umfangsrichtung der Lamelle 1. Die zweiten Nuten 32 erstrecken sich jeweils paarweise ausgehend vom Innenrand 21 zu den radial innenliegenden Umlenkpunkten 41. Die dritten Nuten 33 erstrecken sich ausgehend vom Außenrand 22 in die umlaufende erste Nut 31 , und sind in radialer Richtung ausgerichtet. Mündungspunkte 43 der dritten Nuten 33 in die umlaufende erste Nut 31 befinden sich zwischen den Umlenkpunkten 41 , 42.

In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt der in Fig. 1 abgebildeten stirnseitigen Ansicht dargestellt. Die zweiten Nuten 32 sind im Wesentlichen geradlinig ausgebildet. Der Winkel 46a, 46b jeder der zweiten Nuten 32 zu einer Linie 45, welche zwischen dem Drehmittelpunkt 44 und dem der Nut 32 zugeordneten Umlenkpunkt 41 verläuft, beträgt zwischen 35 und 75 Grad, im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 55 Grad. Die Breite 31t der ersten Nut 31 , die Breite 32t der zweiten Nuten 32 sowie die Breite 33t der dritten Nuten 33 sind gleich. Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer isometrischen Ansicht der Lamelle 1 , worin die erfindungsgemäße Wirkungsweise gut erkennbar ist. Ein Kühlölstrom C tritt ausgehend vom Außenrand 22 in die dritten Nuten 33 ein. Bei gegebener Rotationsrichtung R der Lamelle 1 fließt der Kühlölstrom C bezogen auf die Lamelle 1 entgegen der Rotationsrichtung R durch die umlaufende erste Nut 31. Aufgrund der Fliehkraft tritt ein Teil des Kühlölstroms C bei der in Umfangsrichtung folgenden dritten Nut 33 wieder aus, während der verbleibende Teil des Kühlstroms C weiter durch die umlaufende erste Nut 31 strömt. Der Kühlölstrom C trifft nun auf einen der innenliegenden Umlenkpunkte 41. Durch die erfindungsgemäße Ausrichtung der zweiten Nuten 32 erfolgt eine Aufteilung des Kühlölstroms C zwischen der ersten Nut 31 und der ausgehend vom Umlenkpunkt 41 entgegen der Drehrichtung R ausgerichteten zweiten Nut 32. Ist die Drehrichtung R der Lamelle 1 stets die gleiche, so genügt eine einzige Nut 32 ausgehend von jedem Umlenkpunkt 32 zum Innenrand 21 , wobei diese Nuten 32 entgegen der Drehrichtung R auszurichten sind. Soll die verbesserte Kühlfunktion der Lamelle 1 unabhängig von der Drehrichtung R erfolgen, so ist die paarweise Ausbildung der zweiten Nuten 32 zu bevorzugen, so wie im Ausführungsbeispiel dargestellt.

In Fig. 3 ist zudem gut erkennbar, dass es sich bei der Lamelle 1 um eine Belaglamelle handelt. Die Nuten 31 , 32, 33 sind durch Aussparungen zwischen den Belagkörpern ausgebildet. Die Lamelle 1 weist dabei genau vier verschiedenartige Belagkörperformen B1 , B2, B3, B4 auf.

Fig. 4 zeigt eine stirnseitige Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamelle 1 , welche im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entspricht. Die rautenförmigen Belagkörper wurden dabei radial weiter außen angeordnet, wodurch die dritten Nuten 33 nun eine größere Breite aufweisen als die umlaufende erste Nut.

Fig. 5 zeigt eine Detailansicht der Lamelle 1 gemäß der zweiten Ausführungsform. Darin ist die vergrößerte Breite 32t der zweiten Nuten 32 im Vergleich zur nun kleine- ren Breite 31t der umlaufenden ersten Nut 31 gut erkennbar. Die Breite 33t der dritten Nuten 33 ist unverändert.

Fig. 6 zeigt ein Nutbild einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 , welches im Wesentlichen der in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform entspricht. Lediglich die Ausrichtung der dritten Nuten 33 wurde verändert, sodass diese um 5 Grad von der Radialrichtung der Lamelle 1 abweicht. Die Abweichung zueinander benachbarter dritter Nuten 33 ist dabei gegengleich ausgerichtet, sodass ein symmetrisches Nutbild entsteht.

Fig. 7 zeigt ebenso ein Nutbild einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 mit von der Radialrichtung der Lamelle 1 abweichenden Ausrichtung der dritten Nuten 33. Die Abweichung zueinander benachbarter dritter Nuten 33 ist erneut gegengleich ausgerichtet, sodass ein symmetrisches Nutbild entsteht. Im Vergleich zum in Fig. 6 dargestellten Nutbild wurde die Winkelausrichtung verändert, sodass die den innenliegenden Umlenkpunkten 41 zugeordneten Belagkörper breiter sind als in der Ausführung gemäß Fig. 6.

Fig. 8 zeigt ein Nutbild einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 mit von der Radialrichtung der Lamelle 1 abweichenden Ausrichtung der dritten Nuten 33. Die Winkelausrichtung entspricht dem Nutbild gemäß Fig. 6, jedoch mit einem Winkel von 10 Grad ausgehend von der Radialrichtung der Lamelle 1.

Fig. 9 zeigt ebenso ein Nutbild einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 mit von der Radialrichtung der Lamelle 1 abweichenden Ausrichtung der dritten Nuten 33. Die Winkelausrichtung entspricht dem Nutbild gemäß Fig. 7, jedoch mit einem Winkel von 10 Grad ausgehend von der Radialrichtung der Lamelle 1.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht eines kraftschlüssigen Schaltelements K, in welchem die erfindungsgemäßen Lamellen 1 als Innenlamellen ausgebildet sind. Das kraftschlüssige Schaltelement K wirkt beispielhaft als Bremse. Die Innenlamellen sind axial hintereinander und alternierend mit Außenlamellen angeordnet. Die Außenlamellen sind als Stahllamellen ausgebildet. Das kraftschlüssige Schaltelement K weist eine Vorrichtung zum Zuleiten von Flüssigkeit auf, beispielsweise Kühlöl. Die Flüssigkeit wird von radial außen zu dem Lamellenpaket zugeführt. Dadurch kann den Innenlamellen 1 von radial außen Flüssigkeit zugeführt werden.

Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes G für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebe G weist eine Eingangswelle GW1 , eine Ausgangswelle GW2 sowie einen Gangwechselabschnitt GW auf. Die Eingangswelle GW1 dient als Schnittstelle zu einer getriebeexternen Antriebseinheit, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs. Die Ausgangswelle GW2 dient als Schnittstelle zu einem Achsgetriebe des Fahrzeugs, über welches die an der Ausgangswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder des Fahrzeugs verteilt wird. Der Gangwechselabschnitt GW ist dazu eingerichtet verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle GW1 und der Ausgangswelle GW2 darzustellen. Zwischen der Eingangswelle GW1 und dem Gangwechselabschnitt GW ist das kraftschlüssige Schaltelement K angeordnet. Durch das kraftschlüssige Schaltelement K ist ein Schlupfzustand zwischen der Eingangswelle GW1 und der Ausgangswelle GW2 darstellbar, beispielsweise bei einem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs. Das kraftschlüssige Schaltelement K kann auch Bestandteil des Gangwechselabschnitts GW sein.

Bezugszeichen

1 Lamelle

1 Innenrand

2 Außenrand

31 Erste Nut

31t Breite der ersten Nut

32 Zweite Nuten

32t Breite der zweiten Nuten

33 Dritte Nuten

33t Breite der dritten Nuten

41 Radial innenliegende Umlenkpunkte

42 Radial außenliegende Umlenkpunkte

43 Einmündungspunkte

44 Drehmittelpunkt

45 Linie

46a/b Winkel

R Drehrichtung

C Kühlölstrom

B1 Belagkörperform

B2 Belagkörperform

B3 Belagkörperform

B4 Belagkörperform

K Kraftschlüssiges Schaltelement

G Getriebe

GW1 Eingangswelle

GW2 Ausgangswelle

GW Gangwechselabschnitt