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Title:
FRICTION LINING PLATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/028907
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to friction lining plates (1), rotating in the assembled state without a preferred direction, for a wet friction element, comprising at least one annular, friction surface (4), for frictional engagement, which has grooves (5, 6), through which coolant can flow. The grooves (5, 6) form two overlapping groove sets. The friction surfaces (4) have no groove edges arranged perpendicular to the direction of rotation. Each groove (5) of the first groove set runs at a first angle inclined radially backwards to a first rotational direction (n_1), forming a groove passage from the friction surface inner diameter (d_i) to the friction surface outer diameter (d_a). Each groove (6) of the second groove set runs at a second angle inclined radially forwards to a first rotational direction (n_1), forming a groove passage from the friction surface inner diameter (d_i) to the friction surface outer diameter (d_a). Each groove (6) of the second groove set intersects with a groove (5) of the first groove set, such that a groove intersection (8) lies at the friction surface inner diameter (d_i), or a groove intersection (7) lies at the friction surface outer diameter (d_a). The total groove cross-sectional area at the friction surface inner diameter (d_i) and/or the friction surface outer diameter (d_a) is thus smaller than the total groove cross-sectional area at a friction surface diameter between the friction surface inner diameter (d_i) and the friction surface outer diameter (d_a).

Inventors:
EPPLE THOMAS (DE)
BECKMANN JOERG (DE)
CAMPANER BRUNO (FR)
DONGES ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/009284
Publication Date:
March 31, 2005
Filing Date:
August 19, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
EPPLE THOMAS (DE)
BECKMANN JOERG (DE)
CAMPANER BRUNO (FR)
DONGES ANDREAS (DE)
International Classes:
F16D13/64; F16D55/00; F16D69/00; (IPC1-7): F16D65/12
Foreign References:
US2816630A1957-12-17
GB916856A1963-01-30
US4207969A1980-06-17
US6119828A2000-09-19
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. ReibbelagLamelle für ein naßlaufendes Reibschalt element, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche (4), die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten (5,6) aufweist, wobei die Nuten (5,6) zwei sich überlagernde Nutensätze bilden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ReibbelagLamelle (1) im eingebauten Zustand ohne Vorugsdrehrichtung rotiert, daß die Reibfläche (4) keine senkrecht zur Drehrichtung ausgerichteten Nutkanten aufweist, daß sich jede der Nuten (5) des ersten Nutensatzes in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung (nul) zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel als Durch gangsnut vom ReibflächenInnendurchmesser (d_i) zum Reib flächenAußendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes in einem bezüglich der ersten Drehrichtung (n_l) zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durch gangsnut vom ReibflächenInnendurchmesser (d_i) zum Reib flächenAußendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt (8) am ReibflächenInnendurch messer (d_i) liegt, und daß die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen Innendurchmesser (d_l) kleiner ist als die gesamte Nutquer schnittsfläche an einem ReibflächenDurchmesser zwischen ReibflächenInnendurchmesser (d_i) und ReibflächenAußen durchmesser (da).
3. ReibbelagLamelle nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kühlmittel den Nuten (5,6) der ReibbelagLamelle (1) vom Reibflächen Innendurchmesser (di) her zugeführt wird.
4. ReibbelagLamelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nuten satzes derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnitt punkt (7) am ReibflächenAußendurchmesser (d_a) liegt.
5. ReibbelagLamelle für ein naßlaufendes Reibschalt element, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche (4), die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten (5,6) aufweist, wobei die Nuten (5,6) zwei sich überlagernde Nutensätze bilden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ReibbelagLamelle (1) im eingebauten Zustand ohne Vorzugsdrehrichtung rotiert, daß die Reibfläche (4) keine senkrecht zur Drehrichtung ausgerichteten Nutkanten aufweist, daß sich jede der Nuten (5) des ersten Nutensatzes in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung (nl) zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel als Durch gangsnut vom ReibflächenInnendurchmesser (di) zum Reib flächenAußendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes in einem bezüglich der ersten Drehrichtung (nul) zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durch gangsnut vom ReibflächenInnendurchmesser (d_i) zum Reib flächenAußendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt (7) am ReibflächenAußendurch messer (d_a) liegt, und daß die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen Außendurchmesser (d_a) kleiner ist als die gesamte Nutquer schnittsfläche an einem ReibflächenDurchmesser zwischen ReibflächenInnendurchmesser (di) und ReibflächenAußen durchmesser (d_a).
6. ReibbelagLamelle nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kühlmittel den Nuten (5,6) der ReibbelagLamelle (1) vom Reibflächen Außendurchmesser (d_a) her zugeführt wird.
7. ReibbelagLamelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nuten satzes derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnitt punkt (8) am ReibflächenInnendurchmesser (d_i) liegt.
8. ReibbelagLamelle nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnittpunkt (9) im Bereich eines mittleren Reibflächen Durchmessers (dm) liegt.
9. ReibbelagLamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nuten (5) des ersten Nutensatzes und/oder die Nuten (6) des zweiten Nutensatzes eine über ihre jeweilige radiale NutEr streckung konstante Nutbreite oder einen über ihre jeweili ge radiale NutErstreckung konstanten Nutquerschnitt auf weisen.
10. ReibbelagLamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nuten (5) des ersten Nutensatzes und/oder die Nuten (6) des zweiten Nutensatzes eine über ihre jeweilige radiale Nut Erstreckung nicht konstante Nutbreite oder einen über ihre jeweilige radiale NutErstreckung nicht konstanten Nutquer schnitt aufweisen.
11. ReibbelagLamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nuten (5,6) beider Nutensätze die gleiche Nutbreite bzw. den gleichen Nutquerschnitt aufweisen.
12. ReibbelagLamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nuten (5) des ersten Nutensatzes eine andere Nutbreite bzw. einen anderen Nutquerschnitt aufweisen als die Nuten (6) des zweiten Nutensatzes.
13. ReibbelagLamelle nach einem der vorigen An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der gesamte Nutanteil etwa 20 bis 30 % der Reibfläche (4) be trägt.
14. ReibbelagLamelle nach einem der vorigen An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nuten (5,6) des ersten und zweiten Nutensatzes auf dem Umkreis der Reibfläche (4) symmetrisch verteilt sind.
15. ReibbelagLamelle nach einem der vorigen An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die BelagLamelle (1) einen Reibbelag bzw. eine Reibfläche (4) aus einem papierhaltigen Faserwerkstoff oder einem Kohlefaserwerkstoff oder einem Keramikwerkstoff aufweist.
16. ReibbelagLamelle nach einem der vorigen An sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die BelagLamelle (1) als einseitig belegte Lamelle oder als beidseitig belegte Lamelle ausgebildet ist.
Description:
Reibbelag-Lamelle Die Erfindung betrifft eine Reibbelag-Lamelle für ein naßlaufendes Reibschaltelement, mit mindestens einer ring- scheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche, die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten aufweist, wobei die Nuten zwei sich überlagernde Nutensätze bilden.

Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von ringförmigen Lamellen.

Dabei ist eine erste Gruppe mit außenverzahnter Lamellen verdrehfest in einem Lamellenträger angeordnet, und eine zweite Gruppe mit innenverzahnten Lamellen verdrehfest auf einer Nabe. In axialer Richtung des Schaltelementes gese- hen, greifen die Lamellen der beiden Gruppen verzahnungsar- tig ineinander. Die beiden Gruppen sind dabei in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar und dabei paarwei- se in reibschlüssige Verbindung bringbar.

Reibbelag-Lamellen sind üblicherweise sandwichartig aufgebaut, mit einem beispielsweise aus Stahl bestehendem Trägerblech, sowie mit mindestens einem Reibbelag, der auf einer Ringfläche des Trägerblechs angeordnet und im allge- meinen unlösbar mit dem Trägerblech verbunden ist. Der Reibbelag besteht im allgemeinen aus einer Faserstoffmasse, die aus einem papierhaltigen Material hergestellt ist, oder auch aus Carbon.

Praktisch angewendet werden sowohl einseitig als auch beidseitig mit einem Reibbelag belegte Lamellen. Bei ein- seitig belegten Lamellen arbeiten jeweils zwei einander benachbarte Lamellen zusammen, indem der Reibbelag der

einen Lamelle in eingerücktem Zustand des Schaltelementes mit dem Trägerblech der anderen Lamelle in Kontakt gelangt.

Bei doppelseitig belegten Lamellen ist jeweils eine doppel- seitig belegte Lamelle zwischen zwei benachbarten unbeleg- ten Lamellen angeordnet. Diese glatten, unbelegten Lamellen sind üblicherweise aus Stahl gefertigt.

Bekanntlich entstehen beim Schaltvorgang und insbeson- dere im Dauerschlupfbetrieb einer derartigen Lamellenkupp- lung oder Lamellenbremse im Reibflächenkontakt aufgrund der anfallenden Reibarbeit und Reibleistung hohe Temperaturen.

Zur Abführung der entsprechend großen Wärmemenge nach außen ist üblicherweise eine Anströmung der Lamellen mit einem geeigneten Kühl-und Schmiermittel-im allgemeinen Öl- vorgesehen. Zumeist wird der Kühlölstrom den Lamellen radial von derem Innendurchmesser her zugeleitet und durch- strömt das Lamellenpaket durch in dem Reibbelag eingefräste oder eingeprägte Nuten, im allgemeinen von innen nach außen.

Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr sind zahlreiche geometrische Ausbildungen für Reibbelag-Nuten bekannt. Als Nutform-Grundmuster seien hier gruppenparallele Nuten, sogenannte Waffelnuten, Radialnuten und Tangentialnuten genannt. Häufig werden verschiedene Nutform-Grundmuster miteinander kombiniert.

So ist aus der US 5,335, 765 eine naßlaufende Reib- belaglamelle für eine Automatgetriebe-Kupplung bekannt, bei der zwei in die Reibflächen eingeprägte Nutensätze vorgese- hen sind. Die Nuten beider Nutensätze sind auf dem Umfang der Reibfläche symmetrisch verteilt. Jede Nut der beiden Nutensätze erstreckt sich in einem bezüglich der Drehrich-

tung zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten Winkel vom Innenrand der Reibfläche zum Außenrand der Reibfläche.

Das Kühlöl zum Wärmeabtransport wird vom Innendurchmesser der Reibflächen her in die Nuten eingebracht. Zur Erzielung eines schnellen Kühlölflusses von innen nach außen ist der Neigungswinkel der Nuten des zweiten Nutensatzes größer als der Neigungswinkel der Nuten des ersten Nutensatzes, wobei jede der zweiten Nuten in eine erste Nut mündet und sich von dieser Stelle aus zum Außendurchmesser der Reibfläche erstreckt. Die ersten und zweiten Nuten"treffen"sich nahe am Innendurchmesser der Reibfläche, wobei der für den Kühl- öldurchfluß verfügbare Eintritts-Querschnitt für das Kühlöl radial in die Reibbelaglamelle dem freien Querschnitt der ersten Nuten am Reibflächen-Innendurchmesser entspricht.

Der Austritts-Querschnitt für das Kühlöl entspricht der Summe der freien Querschnitte der ersten und zweiten Nuten am Reibflächen-Außendurchmesser und ist in etwa doppelt so groß wie der Kühlöl-Eintritts-Querschnitt. Bezogen auf die Reibbelagfläche ist der Nutanteil insgesamt relativ klein.

Entsprechend der-Ausrichtung der beiden Nutensätze weist diese Reibbelag-Lamelle eine Vorzugs-Drehrichtung auf und ist ohne funktionelle Einbußen nur in diese eine Drehrich- tung betreibbar.

Für die Wandlerüberbrückungskupplung eines Drehmoment- wandlers schlägt die DE 44 32 624 Cl einen auf einem axial verschiebbaren Kolben angebrachten Reibbelag vor, der eine Mehrzahl von Nuten bzw. Vertiefungen zum Durchfluß von Kühlöl aufweist, die sich dem radial äußeren und dem radial inneren Rand des Reibbelags in Umfangsrichtung über einen definierten Winkel mit sich änderndem radialen Abstand zur Drehachse des Reibbelags erstrecken. Dabei ändert jede Nut bzw. Vertiefung zwischen je einem Zulauf und einem Ablauf

für das Kühlöl seine Erstreckungsrichtung zumindest einmal derart, daß deren Radialkomponente entgegengesetzt zu derjenigen vor der Änderung ausgerichtet ist. Am Umfang verteilt sind am Außendurchmesser des Reibbelags nur wenige Einlässe und am Innendurchmesser des Reibbelags nur wenige Auslässe vorhanden. Die Ein-und Auslässe der Nuten verlau- fen dabei senkrecht zur Drehrichtung. Im Nutverlauf jeder Nut vom radial äußeren zum radial inneren Rand des Reib- belags sind im Nutquerschnitt Taschen angeordnet zur Zwischenspeicherung von Kühlöl. Entsprechend erweitert sich der Nutquerschnitt im Nutverlauf abschnittsweise und ver- jüngt sich anschließend im weiteren Nutverlauf wieder. Der Einlaß-und Auslaß-Querschnitt der einzelnen Nuten ist gleich. Durch diese Nutausbildung soll eine möglichst gleichmäßige Kühlung der Reibbelagfläche erzielt werden, ohne dafür einen vergleichsweise großen Kühlöldurchfluß zu benötigen.

Neben dem Kühlöldurchsatz durch das Lamellenpaket des Reibschaltelementes im Schaltvorgang und im Dauerschlupf- betrieb beeinflußt die geometrische Ausgestaltung der Reib- belag-Nuten auch das Drehschwingungsverhalten des Reib- schaltelementes bei der Drehmomentübernahme im Schaltvor- gang. Ungeachtet der Drehungleichförmigkeit des Eingangs- drehmomentes des Reibschaltelementes kann ein ungünstiger Verlauf des zwischen den Kontaktflächen der Lamellen wirk- samen Reibwerts zu selbsterregten, störenden Drehschwingun- gen führen. Ein derartiger ungünstiger Reibwertverlauf kann beispielsweise dadurch entstehen, daß es zu einem diffe- renzdrehzahlabhängigen"Aufschwimm-Effekt"zwischen den glatten Lamellenflächen und den Reibbelagflächen kommt, bei Verwendung von beidseitig mit einem Reibbelag belegten Lamellen also zwischen Stahl-und Belaglamellen. Dieser

Effekt ist in der Praxis insbesondere bei Lamellenkupplun- gen bzw. Lamellenbremsen mit hoher Drehmomentkapazität und reibarbeitsbedingt hohem Kühlölbedarf bekannt.

Zur Kompensation derartiger Aufschwimm-Effekte" schlägt die DE 199 57 511 A1 eine Reibbelag-Lamelle für eine Schaltkupplung vor, bei der zwei verschiedene Nutform- Grundmuster miteinander kombiniert sind. Zum einen weist der auf dem ringförmigen Trägerblech abgebrachte Reibbelag mehrere am Unfang symmetrisch verteilte Nuten auf, die aus- gehend von Innendurchmesser des Reibbelags entlang von Ra- diallinien oder Sekanten verlaufen und relativ tief (bei Bedarf bis zum Trägerblech) in den Reibbelag eingeschnitten sind. Diese Nuten dienen als"Pumpnuten"für das vom Innen- durchmesser des Reibbelags her zugeführte Kühlöl und för- dern relativ große Kühlölströme und transportieren so einen großen Teil der im Schlupfbetrieb anfallenden Reibungswärme nach außen. Zusätzlich weist der Reibbelag eine zweite Gruppe von Nuten auf, die auf der Reibbelag-Oberfläche nach Art eines Gitters angeordnet und weniger tief in den Reib- belag eingeschnitten sind. Diese"Waffelnutung"überlagert also das Nutbild der"Pumpnuten"und sollen vorrangig über- schüssiges Kühlöl und damit hydrodynamische Effekte abbau- en, die ein"Aufschwimmen"der Reibbeläge auf dem Ölfilm zur Folge haben würden. Entsprechend sind die Nuten der "Waffelnutung"zahlenmäßig deutlich zahlreicher als die "Pumpnuten und liegen auch viel dichter nebeneinander, wobei die einzelnen Nuten der"Waffelnutung"jeweils einer von zwei Untergruppen zuzuordnen sind. Die Nuten dieser beiden Untergruppen verlaufen jeweils parallel zueinander, wobei sich die Nuten der beiden Untergruppen unter einem bestimmten Winkel (vorzugsweise 90 Grad) schneiden. Ent- sprechend der nicht kreissymmetrischen Ausrichtung der

"Waffelnutung ist der freie Nutquerschnitt der einzelnen "Waffelnuten"am Innendurchmesser des Reibbelags, in den das vom Innendurchmesser her zugeführte Kühlöl direkt ein- treten kann, eher zufällig. Fertigungstechnisch ist die "Waffelnutung"den"Pumpnuten"überprägt, entsprechend auf- wändig ist also die Herstellung einer derartigen Reibbelag- Lamelle.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein naßlaufendes Reibschaltelement eine Reibbelag- Lamelle zu entwickeln, die einerseits den Abtransport einer großen schlupfbedingten Wärmemenge über ein zugeführtes Kühlmittel nach außen ermöglicht, die andererseits bei der Drehmomentübernahme beim Schließen des Reibschaltelementes drehschwingungsunempfindlich ist. Dabei soll die Reibbelag- Lamelle ohne funktionelle Einbußen drehrichtungsunabhängig einsetzbar und vergleichsweise kostengünstig herstellbar sein.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch eine Reibbelag-Lamelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 4. Weitere vorteilhafte Ausgestal- tungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausgehend vom Stand der Technik ist die erfindungsge- mäße Reibbelag-Lamelle für den Einbau in ein naßlaufendes Reibschaltelement vorgesehen und weist zumindest eine ring- scheibenartigen, zum Reibeingriff dienende Reibfläche auf.

Diese Reibfläche weist mehrere am Umfang verteilte Nuten auf, die zur Wärmeabfuhr mit Kühlmittel an-oder durch- strömbar sind. Dabei bilden die Nuten zwei sich überlagern- de Nutensätze.

Im eingebauten Zustand rotiert die Reibbelaglamelle ohne Vorzugsdrehrichtung. Das entsprechende Reibschalt- element kann sowohl als Lamellenkupplung als auch als Lamellenbremse ausgebildet sein.

Jede der Nuten des ersten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel als Durch- gangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser zum Reibflächen- Außendurchmesser. Jede der Nuten des zweiten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich der ersten Drehrichtung zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser zum Reibflächen-Außendurchmesser.

In einer ersten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt am Reibflächen-Innen- durchmesser liegt. Dabei ist dann die gesamte Nutquer- schnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser kleiner als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen- Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reib- flächen-Außendurchmesser. Diese erfindungsgemäße Nutung wird vorzugsweise mit einer Kühlmittelzufuhr vom Innen- durchmesser der Reibfläche her kombiniert.

In einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt am Reibflächen-Außen- durchmesser liegt. Dabei ist dann die gesamte Nutquer- schnittsfläche am Reibflächen-Außendurchmesser kleiner als

die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen- Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reib- flächen-Außendurchmesser. Diese erfindungsgemäße Nutung wird vorzugsweise mit einer Kühlmittelzufuhr vom Außen- durchmesser der Reibfläche her kombiniert.

Bei beiden Lösungen der Aufgabe weist das erfindungs- gemäße Nutbild keine Nutkanten auf, die senkrecht zur Dreh- richtung der Reibbelag-Lamelle (d. h. in radialer Richtung) ausgerichtet sind, obwohl alle Nuten beider Nutsätze als Durchgangsnuten vom Innen-zum Außendurchmesser der Reib- fläche ausgebildet sind. Hierdurch werden insbesondere die rotatorischen Einflüsse des Kühlmittelflusses innerhalb der Nutung der Reibbelag-Lamelle harmonisiert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes auch der- art schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnittpunkt im Be- reich eines mittleren Reibflächen-Durchmessers liegt. Die Nuten beider Nutensätze können auf dem Umkreis der Reibflä- che symmetrisch verteilt sein. Im Resultat ergibt sich ein X-förmiges Nutbild und hinsichtlich Funktion ein besonders günstigere Kombination aus verbleibender (für die Drehmo- mentübertragung effektiv verfügbarer) Netto-Reibfläche, Reibwertverlauf und Drehschwingungsunempfindlichkeit.

Die erfindungsgemäße Nutausbildungen erzeugt an den neben den Nuten verbleibenden Reibflächenbereiche der Reib- belag-Lamelle einen"Schneepflugeffekt", der das Kühlmittel (in der Regel Öl) aus der Kontaktfläche zwischen Reibfläche und glatter Gegenfläche leicht wegfördert. Da die Nutquer- schnittsfläche am Eintritt des Kühlmittels in die Nuten der

Reibbelag-Lamelle kleiner ist als die Nutquerschnittsfläche im Bereich der Kontaktfläche zwischen Reibfläche der Reib- belag-Lamelle und glatter Gegenfläche, wird einerseits eine gewisse Sogwirkung für neues radial (von innen oder von außen) anströmendes Kühlmittel erzeugt, andererseits auch ein ausreichend großes freies Nutvolumen zur Aufnahme von Kühlmittel aus der Reibfläche zur Verfügung gestellt. Der bekannte"Aufschwimmeffekt"wird zumindest wirkungsvoll reduziert, ohne daß die für die Drehmomentübertragung effektiv verfügbare Netto-Reibfläche der Reibbelag-Lamelle durch einen großen prozentualen Nutanteil der Reibfläche unerwünscht reduziert werden muß. Der prozentuale Nutanteil der erfindungsgemäßen Reibbelag-Lamelle kann beispielsweise etwa 20 bis 30 % der geometrisch durch Innen-und Außen- durchmesser definierten Brutto-Reibfläche betragen.

Weitere Vorteile sind ein günstiger Reibwertverlauf insbesondere beim Schließen des Reibschaltelementes und eine deutlich reduzierte Drehschwingungsneigung im Schlupf- betrieb des Reibschaltelementes.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vor- geschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß ein erster Nutschnittpunkt am Reibflächen-Innendurchmesser und ein zweiter Nutschnittpunkt am Reibflächen-Außendurch- messer liegt. Dabei ist dann die gesamte Nutquerschnitts- fläche sowohl am Reibflächen-Innendurchmesser als auch am Reibflächen-Außendurchmesser kleiner als die Nutquer- schnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reibflächen-Außendurch- messer. Durch diese konstruktive Ausbildung der Durchgangs-

nuten ist die Reibbelag-Lamelle universell für beide Kühl- mittelzufuhr-Richtungen einsetzbar.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Nuten beider Nutensätze über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung eine konstante Nutbreite bzw. einen konstanten Nutquerschnitt aufweisen. Vorzugswei- se sind dabei die Nutbreite bzw. der Nutquerschnitt der Nuten des ersten Nutensatzes und die Nutbreite bzw. der Nutquerschnitt der Nuten des zweiten Nutensatzes identisch, können jedoch auch verschieden sein. Sind hingegen über der jeweiligen radiale Nut-Erstreckung nicht konstante Quer- schnitte vorgesehen, so ist stets der Gesamt-Nutquerschnitt an dem Reibflächendurchmesser, an dem das Kühlmittel in die Nuten eingebracht wird, der kleinste Gesamt-Nutquerschnitt aller durchmesserbezogenen Gesamt-Nutquerschnitte.

Prinzipiell ist die erfindungsgemäße Nutausbildung nicht beschränkt auf einen speziellen Reibflächentyp. Die erfindungsgemäße Reibbelag-Lamelle kann sowohl als Sand- wich-Konstruktion mit einem (ein Mitnahmprofil aufweisen- des) Trägerblech und einem auf dem Trägerblech fest ange- brachtem (beispielsweise geklebten) Reibbelag ausgeführt sein, als auch als einteilige Lamelle mit identischem Werk- stoff von Trägerblech und Reibbelag. Die Reibbelag-Lamelle kann sowohl als einseitig mit einem Reibbelag belegte Lamelle ausgebildet sein als auch als beidseitig belegte Lamelle. Die Reibbeläge bzw. die Reibflächen können bei- spielsweise aus papierhaltigen Faserwerkstoffen, Kohle- faserwerkstoffen bzw. Carbon oder Keramikwerkstoffen herge- stellt sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der (einzigen) Figur, in der eine beipielhafte naßlaufende, im eingebauten Zustand rotierende Reibbelag-Lamelle für eine Lamellenkupp- lung oder Lamellenbremse dargestellt ist, näher erläutert.

In der Figur mit 1 bezeichnet ist eine beispielhaft in Sandwich-Konstruktion komplettierte Reibbelag-Lamelle, mit einem ringscheibenartigen Trägerblech 2 und einem ebenfalls ringscheibenartigen Reibbelag, der an einer flachen Stirn- seite des Trägerblechs 2 fest mit dem Trägerblech verbunden ist, beispielsweise mittels Klebung. Das Trägerblech 2 ist beispielsweise aus Stahl gefertigt und weist ein zur form- schlüssigen Verbindung zu einem (hier nicht dargestellten) Lamellenträger dienendes Mitnahmeprofil 3 auf, hier bei- spielhaft am Innendurchmesser des Trägerblechs 2. Selbst- verständlich kann in einer anderen Ausgestaltung der Reib- belag-Lamelle ein entsprechendes Mitnahmeprofil auch am Außendurchmesser des Trägerblechs vorgesehen sein.

Die flache ringscheibenartige Oberseite des Reibbelags bildet die zum Reibeingriff dienende Reibfläche 4 der Reib- belag-Lamelle 1 und ist geometrisch definiert durch einen Außendurchmesser da und einen Innendurchmesser d-i. Der sich hieraus ergebene mittlere Durchmesser der Reib- fläche 4 ist mit d m bezeichnet. Als Reibbelag-Werkstoff können beispielsweise papierhaltige Faserwerkstoffe, Kohle- faserwerkstoffe, Carbon oder auch Keramik vorgesehen sein.

Die zur Drehmomentübertragung nutzbare"Netto-Reibfläche" der Reibbelag-Lamelle 1 reduziert sich durch Nuten, die in die Reibfläche 4 des Reibbelags eingefräst oder eingeprägt sind. Es sind zwei verschiedene, sich überlagernde Nuten- sätze vorgesehen. Die Nuten des ersten Nutensatzes sind mit 5 bezeichnet, die Nuten des zweiten Nutensatzes mit 6.

Alle Nuten 5,6 sind als Durchgangsnuten ausgeführt und erstrecken sich vom Innendurchmesser di der Reib- fläche 4 bis zum Außendurchmesser da der Reibfläche 4.

Hierdurch ist ein Kühlmitteltransport vom Innendurchmesser der Reibbelag-Lamelle 1 zu derem Außendurchmesser hin oder umgekehrt gewährleistet, wenn sich die Reibbelag-Lamelle im Reibeingriff befindet, das entsprechende Reibschaltelement sich also im Schlupfbetrieb befindet oder vollständig geschlossen ist.

Jede der Nuten 5 des ersten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung n_l der Reib- belag-Lamelle 1 zur Radialen schräg nach rückwärts geneig- ten ersten Winkel vom Reibflächen-Innendurchmesser di zum Reibflächen-Außendurchmesser da, jede der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes in einem bezüglich der ersten Drehrich- tung n_l zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zwei- ten Winkel vom Reibflächen-Innendurchmesser d 1 zum Reib- flächen-Außendurchmesser da. Dabei weist keine der Nuten 5,6 eine Nutkante auf, die senkrecht zur Drehrich- tung der Reibbelag-Lamelle (d. h. in radialer Richtung) aus- gerichtet ist.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Nuten 5,6 eine symmetrische Umfangsteilung vorgesehen, der entsprechende Teilungswinkel ist mit tw bezeichnet. Eben- falls beispielhaft anzusehen ist der in der Figur darge- stellte Winkel von etwa 45 Grad bezüglich der Drehrich- tung n_l rückwärts bzw. vorwärts zur Radialen. Selbstver- ständlich kann in anderen Ausführungen auch ein spitzerer oder auch ein stumpferer Winkel vorgesehen sein.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen sowohl die Nuten 5 des ersten Nutensatzes als die Nuten 6 des zweiten Nutensatzes die gleiche und über die radiale Nut- Erstreckung konstante Nutbreite bzw. den gleichen über die radiale Nut-Erstreckung konstanten Nutquerschnitt auf. In anderen Ausführungen kann beispielsweise auch vorgesehen sein, daß die Nuten 5,6 beider Nutensätze über ihre jewei- lige radiale Nut-Erstreckung eine konstante Nutbreite bzw. einen über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung konstan- ten Nutquerschnitt aufweisen, die Nutbreite bzw. der Nut- querschnitt der Nuten 5 und 6 jedoch unterschiedlich sind.

Gemäß der Erfindung überlagert der zweite Nutensatz den ersten Nutensatz derart, daß sich spezielle Schnitt- punkte der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes mit den Nuten 5 des ersten Nutensatzes ergeben. Wie aus der Figur ersicht- lich, schneidet sich jede der Nuten 6 des zweiten Nutensat- zes mit einer Nut 5 des ersten Nutensatzes derart, daß ein erster Nutschnittpunkt 8 am Reibflächen-Innendurch- messer d_i liegt, und daß ein zweiter Nutschnittpunkt 7 am Reibflächen-Außendurchmesser da liegt. Erfindungswesent- lich ist, daß dabei die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser di bzw. am Reibflächen- Außendurchmesser da kleiner ist als die gesamte Nutquer- schnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser di und Reibflächen-Außen- durchmesser da.

Infolge der symmetrischen Teilung des ersten und zwei- ten Nutensatzes in Umfangsrichtung schneidet sich jede der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes auch mit einer Nut 5 des ersten Nutensatzes im Bereich des mittleren Durchmes- sers d_m der Reibfläche 4, der entsprechende Schnittpunkt

ist mit 9 bezeichnet. In dem dargestellten Ausführungsbei- spiel ergibt sich somit ein X-förmiges Nutbild mit symmet- rischer Teilung am Umkreis der Reibfläche 4. Diese Symmet- rie begünstigt entscheidend, daß die erfindungsgemäße Reib- belag-Lamelle 1 ohne Vorzugsdrehrichtung in beiden Dreh- richtungen betreibbar ist.

Weiterhin ist erfindungswesentlich, daß trotz der Überlagerung der beiden Nutensätze im gesamten Nutbild kei- ne senkrecht zur Drehrichtung der Reibbelag-Lamelle (d. h. in radialer Richtung) ausgerichtete Nutkante vorhanden ist.

Der tatsächliche Gesamt-Nutquerschnitt aller Nuten 5,6 am Innendurchmesser d_i bzw. am Außendurch- messer da der Reibfläche 4 ist also stets kleiner als der Gesamt-Nutquerschnitt an einem zwischen Innendurch- messer d_i und Außendurchmesser da liegenden Reibflächen- Durchmesser. Somit ist es auch für das in der Figur darge- stellte Ausführungsbeispiel unwesentlich, ob die Kühl- mittelzufuhr vom Innendurchmesser d_i oder vom Außendurch- messer d_a der Reibfläche 4 her zugeleitet wird.

In der Summe bewirkt die beschriebene Nutausbildung der Reibbelag-Lamelle 1 eine wirkungsvolle Reduzierung des bekannten"Aufschwimmeffektes"und einen sehr günstigen Reibwertverlauf mit einer sehr geringen Drehschwingungsnei- gung insbesondere beim Schließen und im Schlupfbetrieb des Reibschaltelementes, ohne daß die für die Drehmomentüber- tragung effektiv verfügbare Netto-Reibfläche durch einen großen prozentualen Nutanteil unerwünscht reduziert werden muß. Insofern eignet sich die erfindungsgemäße Reibbelag- Lamelle 1 besonders für ein in beide Drehrichtungen betreibbares Anfahr-Reibschaltelement in einem Getriebe.

Bezugszeichen 1 Reibbelag-Lamelle 2 Trägerblech 3 Mitnahmeprofil des Trägerblechs 4 Reibfläche des Reibbelags 5 Nuten des ersten Nutensatzes 6 Nuten des zweiten Nutensatzes 7 Schnittpunkt der Nuten am Außendurchmesser des Reibbelags bzw. der Reibfläche 8 Schnittpunkt der Nuten am Innendurchmesser des Reibbelags bzw. der Reibfläche 9 Schnittpunkt der Nuten am mittleren Durchmesser des Reibbelags bzw. der Reibfläche da Außendurchmesser der Reibfläche di Innendurchmesser der Reibfläche d_m mittlerer Durchmesser der Reibfläche n_l erste Drehrichtung tw Teilungswinkel




 
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