AT528119A4 - Lamellenträger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lamellenträger (10) zur Anordnung von Reiblamellen umfassend einen Lamellenträgerkörper (11) der einen Körpermantel (12) mit einer Mantelfläche (13) aufweist, wobei die Mantelfläche (13) Kopplungselemente (16) zur verdrehgesicherten Anordenbarkeit der Reiblamellen aufweist. Der Körpermantel (12) weist zwischen mehreren Kopplungselementen (16) Durchbrüche (20) zur Zuführung eines Fluids auf.

Description

Anordenbarkeit der Reiblamellen aufweist.

Weiter betrifft die Erfindung eine Reiblamellenvorrichtung, insbesondere eine gehäuseintegrierte Lamellenbremse für einen Antriebstrang, umfassend ein Reiblamellenpaket aus alternierend angeordneten Innenlamellen und Außenlamellen,

wobei die Innenlamellen auf einem ersten Lamellenträger und die Außenlamellen

auf einem zweiten Lamellenträger verdrehgesichert angeordnet sind.

Zudem betrifft die Erfindung eine E-Achse für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Getriebe, in dem eine als Reiblamellenvorrichtung ausgebildet Lamellenbremse

angeordnet ist.

Nachdem die Folgen der Umweltbelastung durch vom Menschen verursachte Schadstoffe zunehmend an Bedeutung gewinnen, werden in vielen Bereichen der Technik verstärkt Anstrengungen unternommen, diese in Richtung verbesserte Umweltverträglichkeit weiterzuentwickeln. Dies trifft auch auf Bremssysteme von Kraftfahrzeugen zu, da herkömmliche Bremsen mit Reibbelägen systembedingt Feinstaub emittieren. Feinstaub durch Pkw-Bremsbeläge ist problematisch. Der Anteil an Feinstaub verursacht durch Reifenabrieb und Bremsbeläge liegt höher als der durch Dieselabgase (Aufteilung Reifenabrieb/Bremsabrieb ca. 50/50%). Der Abrieb von Bremsbelägen enthält unter anderem Metallverbindungen wie Anti-

mon, Barium und Kupfer, die toxisch wirken können, insbesondere wenn sie in die

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Bremsbelägen noch zusätzlich, da die Fahrzeuggewichte weiter steigen.

Der Ersatz der Reibbeläge an sich ist zwar theoretisch möglich, allerdings wie so oft in der etablierten Technik derzeit nur mit teilweise nicht zufriedenstellenden Lösungen. Daher wurde im Stand der Technik bereits ein Weg für emissionsfreie Bremsen vorgeschlagen, bei dem die Reibbeläge weg vom Rad und eingehaust angeordnet werden. Dies ist unter dem Schlagewort „Zero Emission Brake“ bekannt. Eine derartige Bremse ist z.B. aus der AT 520 430 A4 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein Fahrzeug mit einem Elektroantrieb und einem Bremssystem, das als Lamellenbremssystem mit zumindest einem Bremslamellenpaket mit einer Mehrzahl von in einer Axialrichtung hintereinander angeordneten Bremslamellen ausgebildet ist. Das Bremslamellenpaket ist zur Gänze in einem Ge-

häuse eingekapselt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lamellenbremse

weiterzuentwickeln und deren Alltagstauglichkeit zu verbessern.

Zur Lösung der Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Lamellenträger vorgesehen, dass der Körpermantel zwischen mehreren Kopplungselementen Durchbrü-

che zur Zuführung eines Fluids aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit der eingangs genannten Reiblamellenvorrichtung, die den erfindungsgemäßen Lamellenträger aufweist, und mit der eingangs genannten E-Achse, die die erfindungsgemäße Reiblamellenvorrichtung

aufweist, gelöst.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die Zuführung des Kühlfluids aus dem Bereich zwischen Kopplungselementen einerseits das Kühlfluid sehr rasch in den Bereich der Reiblamellen gelangen kann, und andererseits das Fluidversorgungssystem konstruktiv vereinfacht werden kann. Durch die verbesserte Zufuhr von Kühlfluid in den Bereich der Reiblamellen kann deren Überhitzung besser vermieden werden, womit die Reibbeläge eine längere Standzeit haben können. Darüber hinaus kann

damit der gegebenenfalls anfallende Abrieb aus dem Bereich der Reiblamellen

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partikel aus dem System.

Zur weiteren Verbesserung dieses Effekts kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Durchbrüche im radial unterhalb an die Mantelfläche anschließenden Bereich düsenförmig ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung wird das Kühlfluid in Richtung auf die Reiblamellen beschleunigt, womit gleichzeitig durch eine Art Sogwirkung das nachkommende Kühlfluid in den

Bereich der Austrittsöffnung aus dem Lamellenträger gesaugt werden kann.

Eine Verbesserung der Wirkung des Düseneffekts kann mit einer Ausführungsvariante der Erfindung erreicht werden, nach der die düsenförmigen Bereiche lavaldüsenartig ausgebildet sind. Durch die damit verbunden Querschnittserweiterung nach der Querschnittsverjüngung des düsenartigen Abschnitts der Durchbrüche kann eine Diffusorwirkung erreicht werden. Dies wiederum ermöglicht eine verbesserte Verteilung des Kühlfluids über einen größeren Bereich (pro Durchbruch betrachtet).

Eine weitere Verbesserung der Zufuhr von Kühlfluid kann mit einer Ausführungsvariante der Erfindung erreicht werden, wonach der Lamellenträgerkörper an einer Stirnseite einen Bord aufweist. Durch die Anordnung des Bords kann erreicht werden, dass das Kühlfluid aus den Durchbrüchen kontrollierter in die radiale Richtung zu den Reiblamellen geleitet wird. Verluste an Kühlleistung durch stirnseitiges

Abströmen eines Teils des Kühlfluids können damit besser vermieden werden.

Zur Verbesserung der Kühlleistung kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass über den Umfang des Lamellenträgerkörpers zwi-

schen vier und sechszehn Durchbrüche ausgebildet sind.

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gers beträgt.

Zur Verbesserung des Strömungsverhaltens des Kühlfluids kann entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass sämtliche Über-

gänge der Durchbrüche mit Rundungen versehen sind.

In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung besteht der Lamellenträgerkörper aus einem Sinterwerkstoff oder ist mittels eines additiven Verfahren hergestellt, da mit diesen Verfahren die Ausbildung des Lamellenträgers bzw. der Durchbrüche ohne mechanische Nachbearbeitung erreicht werden kann, womit der Lamellenträger auch „werkzeugfallend“ (ohne Berücksichtigung des Sinterns

an sich bei Sinterwerkstoffen) hergestellt werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer E-Achse mit einer Reiblamellenvorrichtung; Fig. 2 eine Ausführungsvariante eines Lamellenträgers in Schrägansicht;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Lamellenträger in Stirnseitenansicht;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem Lamellenträger mit angeordneter Reiblamelle

in Stirnseitenansicht;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Lamellenträger in Seitenansicht;

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im Bereich der Kopplungselemente;

Fig. 8 einen Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante eines Lamellenträgers

in Seitenansicht; Fig. 9 eine Ausführungsvariante einer Reiblamelle;

Fig. 10 einen Ausschnitt aus der Reiblamelle nach Fig. 9 im Bereich einer La-

sche in Schrägansicht;

Fig. 11 einen Ausschnitt aus einer Reiblamelle im Bereich einer Lasche in

Stirnseitenansicht.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer E-Achse 1 für ein bzw. eines Kraftfahrzeugs vereinfacht dargestellt. Da E-Achsen an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, sei zu weiteren Details dazu auf diesen einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Es sei nur so viel ausgeführt, dass die dargestellte E-Achse 1 zumindest einen Elektromotor 2 und zumindest eine Reiblamellenvorrichtung 3 aufweist. Die Reiblamellenvorrichtung 3 ist in der dargestellten E-Achse 1 eine Bremse, d.h. eine Lamellenbremse. Der Begriff „Bremse“ umfasst dabei nicht nur Bremsen zu

Reduktion der Geschwindigkeit, sondern auch Haltebremsen.

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chende Vorkehrungen hierfür, wie z.B. Dichtungen, etc., getroffen werden.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Reiblamellenvorrichtung 3 auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden kann, wie beispielsweise in einer Kupplung,

in Schienenfahrzeugen, etc.

Die Reiblamellenvorrichtung 3 (generell auch als gehäuseintegrierte Lamellenbremse bezeichenbar) umfasst ein Reiblamellenpaket aus in einer Axialrichtung 6 alternierend angeordneten Innenlamellen 7 und Außenlamellen 8. Die Innenlamellen 7 und/oder die Außenlamellen 8 können mit einem Betätigungsmechanismus relativ zueinander verstellt werden, sodass zwischen den Lamellen ein Reib-

schluss ausgebildet wird.

Die in Fig. 1 konkret dargestellte Anzahl an Innenlamellen 7 und Außenlamellen 8 ist nicht beschränkend zu verstehen. Es können beispielsweise zwischen zwei und zwanzig oder mehr Innenlamellen 7 und zwischen zwei und zwanzig oder mehr

Außenlamellen 8 angeordnet sein.

Die Außenlamellen 8 weisen an einer radial äußeren Stirnfläche zumindest ein Kopplungselement, beispielsweise in Form einer Außenverzahnung, auf. Ebenso weisen die Innenlamellen 7 an einer radial inneren Stirnfläche zumindest ein Kopplungselement 9 (siehe Fig. 4) auf. Über diese Elemente kann eine drehfeste

Verbindung mit einem weiteren Bauteil der Reiblamellenvorrichtung 3 hergestellt

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bar in der Reiblamellenvorrichtung 3 gehalten.

Dieser prinzipielle Aufbau eines Lamellenpakets ist aus dem Stand der Technik bekannt. Zu weiteren Einzelheiten dazu sei daher auf diesen einschlägigen Stand

der Technik verwiesen.

Die Innenlamellen 7 und/oder die Außenlamellen 8 können zumindest einen Reibbelag aufweisen. Es sei dazu ebenfalls auf den einschlägigen Stand der Technik

verwiesen.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10 dargestellt. Das konkret dargestellte Design soll aber den Schutzumfang nicht einschränkend verstanden werden. Der Lamellenträger 10 kann im Rahmen der Erfindung auch anders als dargestellt aussehen, solange er die im Folgenden näher

beschriebene erfindungsgemäße(n) Funktion(en) aufweist.

Der Lamellenträger 10 umfasst einen Lamellenträgerkörper 11 der einen Körpermantel 12 mit einer äußeren Mantelfläche 13 und einer ersten axialen Stirnfläche 14 und einer zweiten axialen Stirnfläche 15 aufweist. Abgesehen von den Funktionselementen kann der Lamellenträger 10 auch als annähernd hohlzylinderartig

bzw. hohlzylinderförmig bezeichnet werden.

Der Lamellenträgerkörper 11 weist auf der Mantelfläche 13 Kopplungselemente 16 zur verdrehgesicherten Anordnung der Reiblamellen, in der konkreten Ausführungsvariante der Innenlamellen 7 (siehe Fig. 1), auf. In der dargestellten Ausfüh-

rungsvariante wird die Mantelfläche 13 durch die Kopplungselemente 16 in Form

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in Fig. 7 angedeutet ist.

An einer inneren Mantelfläche 18 weist der Lamellenträger 10 nach Fig. 2 eine Steckverzahnung zur verdrehgesicherten Anordnung auf bzw. Verbindung mit einer Achse, wie beispielswiese der Antriebsachse 5, bzw. generell einem weiteren Bauteil auf. Diese Verdrehsicherung kann auch anders hergestellt werden, beispielsweise alternativ oder zusätzlich zur formschlüssigen Verbindung durch eine stoffschlüssige und/oder reibschlüssig Verbindung. Gegebenenfalls kann der La-

mellenträger 10 einstückig mit einer Achse ausgebildet sein.

Die Reiblamellenvorrichtung 3 ist für den Nasslauf vorgesehen. Hierfür weist der Körpermantel 12 zwischen mehreren der Kopplungselemente 16 jeweils zumindest einen Durchbruch 20 zur Zuführung eines Fluids auf, wie dies auch aus Fig. 3 zu ersehen ist. Das Fluid ist ein Kühlfluid, vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbe-

sondere ein Öl.

„Zwischen mehreren der Kopplungselemente 16“ bedeutet im Sinne der Erfindung, dass mehrere Durchbrüche 20 vorgesehen sind, wobei jeweils zumindest ein

Durchbruch 20 zwischen jeweils zwei Kopplungselementen 16 angeordnet ist.

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsvariante des Lamellenträger 10 weist der Lamellenträgerkörper 11 acht Durchbrüche 20 auf, die insbesondere in der Umfangsrichtung 17 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Es kann aber auch eine davon verschiedene Anzahl an Durchbrüchen 20 durch den Lamellenträgerkörper 11 vorgesehen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass über den Umfang des Lamellenkörpers 11 zwischen vier und sechszehn Durchbrüche 20 ausgebildet sind. Prinzipiell können auch weniger als vier oder mehr als sechzehn Durchbrüche 20 vorgesehen werden. Bei einer Anzahl von weniger als vier Durchbrüchen 20 kann jedoch unter Umständen die ausreichende Zuführung an Fluid zu den Reiblamellen darunter leiden. Bei mehr als sechzehn Durchbrüchen

20, wobei zwischen zwei Kopplungselemente 16 jeweils nur ein Durchbruch 20

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dem Lamellenträger 10 und den Innenlamellen 7 unzureichend klein werden.

In der bevorzugten Ausführungsvariante sind unterhalb der Durchbrüche 20 Öltaschen 21 angeordnet bzw. ausgebildet, aus denen heraus das Fluid durch die Durchbrüche 20 in Richtung auf die Reiblamellen ausgetragen wird. Um dies zu unterstützen kann nach einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass die Durchbrüche 20 im radial unterhalb an die äußere Mantelfläche 13 anschließenden Bereich düsenförmig ausgebildet sind, um damit das Fluid zu beschleunigen. Am einfachsten kann dies erreicht werden, indem der Querschnitt der Öltaschen 21 in Richtung auf die Austrittsöffnungen der Durchbrüche 20 in der äußeren Man-

telfläche 13 sich verjüngend ausgebildet werden.

Nach einer besonders bevorzugten und in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsvariante folgt auf die Querschnittsverjüngung der düsenförmigen Durchbrüche 20 aber eine Querschnittserweiterung wodurch zusätzlich eine Diffusorwirkung erzeugt werden kann. Insbesondere können die düsenförmigen Bereiche

nach einer Ausführungsvariante wie dargestellt lavaldüsenartig ausgebildet sein.

Die Durchbrüche 20 können jeweils eine kleinste lichte Weite 22 (in der Umfangsrichtung 17) zwischen 1 % und 20% des Durchmessers des Lamellenträgers 10 aufweisen Diese wird bei der düsenartigen Ausführung der Durchbrüche 20 an der engsten Stelle gemessen. Die lichte Weite 22 kann bis zum Austritt aus der Mantelfläche 13 gleichbleibend sein oder sich bis zu einen Wert zwischen 0,1 % und 50 %, insbesondere zwischen 10 % und 50 %, in der äußeren Mantelfläche 13 er-

höhen, insbesondere wenn die Durchbrüche 20 lavaldüsenartig ausgebildet sind.

Nach einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Durchbrüche 20 am Austritt in der Mantelfläche 13 eine Breite in Umfangsrichtung 17 des Lamellenträgerkörpers 11 aufweisen, die zwischen 5 % und 800 %, insbesondere zwischen 50 % und 150 %, einer maximalen Höhe der Durchbrüche 20 in radialer Richtung beträgt. Die maximale Höhe der Durchbrüche 20 wird von der äu-

ßeren Mantelfläche 13 beginnend bis zu der Stelle gemessen, an der sich die

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lichte Weite 22 der Durchbrüche 20 sich zu vergrößern beginnt. Bei der lavaldü-

senartigen Ausbildung ist diese die Stelle mit der kleinsten lichten Weite 22.

Die Durchbrüche 20 können am Austritt in der Mantelfläche 13 auch eine Breite in Umfangsrichtung 17 des Lamellenträgerkörpers 11 aufweisen, die zwischen 3 %

und 20 % des Durchmessers des Lamellenträgers beträgt.

Die Durchbrüche 20 können beispielsweise kreisrund oder oval oder polygonal, z.B. rechteckförmig, in der Draufsicht auf die äußere Mantelfläche 13 ausgebildet sein, wobei auch andere Formen möglich sind. Bei länglichen Durchbrüchen 20 können sich diese nach einer Ausführungsvariante in der Axialrichtung 6 des Lamellenträgerkörper 11 über eine Länge 23 erstrecken, die zwischen 50 % und 100

% einer Länge 24 der Kopplungselemente 16 in gleicher Richtung beträgt.

Zwischen zwei Kopplungselementen 16 kann jeweils nur ein einziger Durchbruch 20 angeordnet sein, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass in der Axialrichtung 6 mehrere, z.B. zwei oder drei, Durchbrüche 20

hintereinander angeordnet sind.

Weiter besteht die Möglichkeit, dass alle Durchbrüche 20 gleich ausgebildet sind oder dass einzelne der oder mehrere Durchbrüche 20 zu den restlichen Durchbrü-

chen 20 verschieden sind.

Es kann nach einer weiteren Ausführungsvariante zu besseren Lenkung des Fluids vorgesehen sein, dass der Lamellenträgerkörper 11 an zumindest einer Stirnseite einen Bord 25 aufweist. In der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10 ist der Bord 25 auf der Stirnfläche 15 des Lamellen-

trägerkörpers 11 angeordnet bzw. bildet diese zumindest teilweise.

Der Bord 25 kann einstückig mit dem Lamellenträgerkörper 11 ausgebildet sein. Generell kann der Lamellenträger 10 einstückig ausgebildet sein. Für den Fall, dass der Lamellenträger 10 auch auf seiner zweiten axialen Stirnseite einen weiteren Bord aufweist, ist dieser zur Anordenbarkeit der Innenlamellen 7 (Fig. 1) auf

dem Lamellenträger 10 trennbar mit diesem ausgeführt.

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Neben des Einflusses auf die Strömung des Fluids kann der Bord 25 auch eine Anschlagfunktion für die Begrenzung des Verschiebeweges der Innenlamellen 7

auf dem Lamellenträger 10 in der Axialrichtung 6 haben.

Der zumindest eine Bord 25 kann in der Radialrichtung des Lamellenträgers 10 eine Höhe über dem tiefsten Punkt der äußeren Mantelfläche 13 haben, die zwischen 10 % und 150 %, insbesondere zwischen 20 % und 110 %, bevorzugt zwischen 50 % und 100 % der Höhe der Kopplungselemente 16 in gleicher Richtung beträgt. Der Bord 25 kann also auf gleicher radialer Höhe enden, wie die Kopplungselemente 16, womit die Herstellbarkeit des Lamellenträgers 10 vereinfacht

werden kann.

Vorzugsweise sind sämtliche Übergänge der Durchbrüche 20 mit Rundungen versehen, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Anstelle der Rundungen können auch Schrägen vorgesehen werden, die zumindest in einem stumpfen Winkel zueinander bzw. den restlichen an diese anschließenden Flächen der Durchbrüche 20 verlaufen. Rundungen bzw. Schrägen können auch in den Öltaschen 21 an

den Übergängen aneinander angrenzender Flächen vorgesehen werden.

In der bevorzugten Ausführungsvariante ist der Lamellenträger 10 bzw. dessen Lamellenträgerkörper 11 aus einem Sinterwerkstoff, d.h. insbesondere einem metallischen oder keramischen Pulver, nach einem pulvermetallurgischem Verfahren durch Sintern hergestellt. Da Sinterverfahren an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird auf eine Wiedergabe dieses Verfahrens verzichtet. Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass diese Verfahren zumindest die Schritte Pressen des Pulvers oder der Pulvermischung zu einem Grünling in einer Form

und Sintern des Grünlings zum Lamellenträger 10 umfasst.

Anstelle mittels eines pulvermetallurgischem Verfahrens kann der Lamellenträger 10 bzw. der Lamellenträgerkörper 11 auch nach einem additiven Verfahren hergestellt sein. Beispielsweise kann der Lamellenträger 10 bzw. der Lamellenträgerkör-

per 11 mittels Selective Laser Sintering, Laser Powder Bed Fusion, Electron Beam

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Powder Bed Fusion, Binder Jetting, Pulverbettlasersintern, insbesondere Cold Metal Fusion, Direct Energy Deposition, Wire Arc Additive Manufacturing, Stereolitho-

graphy-Verfahren und anderen Verfahren hergestellt werden.

In den Fig. 4 bis 8 sind weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsvarianten des Lamellenträgers 10 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung der Fig. 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genom-

Men.

Bei diesen Ausführungsvarianten ist die äußere Mantelfläche 13 des Lamellenträgerkörper 11 zumindest in Abschnitten mit einem Gefälle (auch als Fluid- oder Ölablaufschräge bezeichenbar) in der Axialrichtung 6 durch den Lamellenträgerkörper 11 ausgebildet. Eine radiale Dicke des Lamellenträgerkörpers 11 nimmt also in den Bereichen mit den Gefällen ab, beispielsweise in Richtung von der Stirnfläche 15 auf die Stirnfläche 14. Letztere Ausführungsvariante ist insbesondere für Lamellenträger 10 vorgesehen, die den Bord 25 aufweisen. Die Bereiche mit Gefälle können das Gefälle auch in die andere Richtung, also von der Stirnflä-

che 14 in Richtung auf die Stirnfläche 15, aufweisen.

Die Schrägen dienen dazu, das Fluid bzw. einen Anteil des Fluids, also insbesondere das Öl bzw. einen Anteil des Öls, aus dem Bereich der äußeren Mantelfläche 13 abzuleiten, sodass es für die den neuerlichen Austrag auf die Reibflächen, insbesondere über die Öltaschen 21 und die Durchbrüche 20, wieder zur Verfügung steht.

Die Bereiche mit dem Gefälle können sich über einen Teilbereich der axialen Läge 24 des Lamellenträgerkörpers 11 oder — wie in Fig. 5 gezeigt —- über die gesamte axiale Länge 24 des Lamellenträgerkörpers 11 erstrecken. Sollte der Bord 25 vorhanden sein, ist dieser vorzugsweise ohne Bereiche mit Gefälle in axialer Richtung im Verlauf des jeweiligen axialen Gefälles an der äußeren Mantelfläche 13

ausgebildet.

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Die Gefälle können in der Axialrichtung 6 zwischen 0,5 % und 10 %, insbesondere zwischen 1 % und 8 %, betragen. Ein Winkel 26, den die schrägen Flächen der

Gefälle mit der Horizontalen einschließen, kann zwischen 0,1 ° und 10 ° betragen.

Die Abschnitte mit den Gefällen haben den Vorteil, dass sie zusammen als Abschnitte (Streifen) eines Konus ausgebildet sein können. Dies ist in Hinblick auf die Herstellbarkeit mittels eines pulvermetallurgischen Verfahrens (Sinterverfahrens) von Vorteil, da damit die Schrägen ohne spanende Bearbeitung ausgebildet

werden können.

Bevorzugt weisen alle Abschnitte mit Gefällen den gleichen Wert des Gefälles auf. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Gefälle mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Gefälleabschnitten aufweisen. Ebenso kann der Lamellenträger 10

in der Umfangsrichtung 17 Abschnitte mit unterschiedlichen Gefällen aufweisen.

In der bevorzugten Ausführungsvariante der Kopplungselemente 16 sind diese — wie dies z.B. aus Fig. 3 zu ersehen ist — als Zähne 27 einer Verzahnung, insbe-

sondere einer Außenverzahnung im Falle eines Lamellenträgers 10 für Innenlamellen 7, ausgebildet. Die Verzahnung ist als Geradverzahnung mit einer Längser-

streckung der Zähne 27 in der Axialrichtung 6 ausgebildet.

Die Zähne 27 weisen erste Zahnflanken 28 und zweite Zahnflanken 29 auf. Zwischen den Zähnen 27 sind Zahnlücken 30 ausgebildet. Die Begriffe „Zahnflanke“ und „Zahnlücke“ werden im Sprachgebrauch wie für Verzahnungen üblich verwendet. Die Abschnitte bzw. Bereiche mit dem Gefälle in der Axialrichtung sind bei dieser Ausführungsvariante durch die Zahnlücken 30, d.h. den Boden der Zahnlücken 30 (im Folgenden nur mehr als „durch die Zahnlücken 30“ ausgeführt), und gegebenenfalls durch zumindest einen Teil der daran anschließenden Zahnfüße der Zähne 27 gebildet. Bei dieser Ausführungsvariante haben auch die Reiblamellen, also insbesondere die Innenlamellen 7, eine entsprechende Verzahnung mit Zähnen (die Kopplungselemente 9), die in Eingriff mit den Zähnen 27 bzw. den Zahnlücken 30 des Lamellenträgers 10 gelangen. Durch die Abschnitte mit dem Gefälle entstehen zwischen den Zähnen der Reiblamellen bzw. deren Kopplungs-

elementen 9 und den Zähnen 27 bzw. den Zahnlücken 30 des Lamellenträgers 10

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in der radialen Richtung Lücken 31 (siehe Fig. 4), aus denen das Fluid austreten

kann.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann der Lamellenträgerkörper 11 im Bereich von und unterhalb der Kopplungselemente 16 eine größere Breite in der Axialrichtung 6 aufweisen, also im Bereich der Steckverzahnung 19. Die Kopplungselemente 16 können die Steckverzahnung 19 in der Axialrichtung 6 überragen. Es ist auf diese Weise möglich, eine größere Anzahl an Reiblamellen auf

dem Lamellenträger 10 anzuordnen.

In der Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10 mit dem Bord 25 und der Verzahnung als Kopplungselemente 16 überragt vorzugsweise der Bord 25 die Zahnlücken 30 in der radialen Richtung. Es sei dazu auch auf die Ausführungen zu ra-

dialen Höhe des Bords 25 verwiesen.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Zähne 27 asymmetrisch ausgebildet sind (bezogen auf die Querschnittsform in Ansicht in der Axialrichtung 6). Dabei weiden nur die ersten Zahnflanken 28 eine konkave Krümmung auf. Die zweiten Zahnflanken 29 sind ohne Krümmung, also ebenflächig, ausgebildet. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die ersten und zweiten Zahnflanken 28, 29 mit einer konkaven Krümmung versehen sind, wobei in diesem Fall die erste Zahnflanke 28 eine konkave Krümmung aufweisen, deren Krümmungsradius größer ist,

als jener der konkaven Krümmung der zweiten Zahnflanken 29.

Durch die Ausbildung der ersten Zahnflanken 28 mit der (größeren) konvexen

Krümmung kann den Zähnen 27 eine verbesserte Fluidleitform verliehen werden.

Die Zahnflanken 28 und/oder Zahnflanken 29 können auch eine konvexe Krümmung aufweisen, wobei auch hier die ersten Zahnflanke 28 einen größeren Krüm-

mungsradius aufweisen können, als die zweiten Zahnflanken 29.

Der Krümmungsradius der konvexen Krümmung der ersten Zahnflanken 28 kann

zwischen 5 mm und unendlich für eine gerade/ebene Form betragen.

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Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, können die Kopplungselemente 16 - verglichen mit den Zähnen 27 - auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine quadratische oder rechteckige oder eine andere geeignete Form. Zudem können die Kopplungselemente 16 mit größerem Abstand zueinander angeordnet sein (in der

Umfangsrichtung 17).

Fig. 7 zeigt zudem eine weitere Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10, bei der zwischen den Kopplungselementen 16 zumindest ein Durchbruch 32 für die Ableitung des Fluids, insbesondere des Öls, angeordnet ist. Sollte der Lamellenträger 10 auch die voranstehend genannten Durchbrüche 20 für die Zufuhr des Fluids aufweisen, sind die Durchbrüche 32 beabstandet zu diesen im Lamellenträ-

gerkörper 11 angeordnet bzw. ausgebildet.

Die Fig. 8 zeigt eine Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10, bei der die Durchbrüche 32 zwischen zwei Abschnitten mit einem Gefälle in der Axialrichtung 6 angeordnet sind, wobei die Gefälle der beiden Abschnitte jeweils zu den Durchbrüchen 32 hin verlaufen. Die Abschnitte können dabei gleich breit sein, sodass die Durchbrüche 32 jeweils mittig angeordnet bzw. ausgebildet sind. Es besteht

aber auch die Möglichkeit, die Durchbrüche 32 außermittig anzuordnen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10, die in Fig. 4 strichliert angedeutet ist, kann vorgesehen sein, dass an der Stirnfläche 14 des Lamellenträgerkörpers 11, zu der hin die Gefälle nach unten verlaufend ausgebildet sind, die Zahnlücken 30 und gegebenenfalls auch die Zahnflanken 28, 29 mit einer Querschnittserweiterung ausgebildet sind. Der Querschnitt der Zahnlücken 30 und gegebenenfalls der Zahnflanken 28, 29 kann um zwischen 10 % und 30 %

größer sein als im Bereich vor dieser Querschnittserweiterung.

Wie Fig. 7 strichliert zeigt, besteht nach einer weiteren Ausführungsvariante des Lamellenträgers 10 die Möglichkeit, dass dieser nicht nur die Abschnitte mit Gefällen in der Axialrichtung 6 (senkrecht auf die Papierebene der Fig. 7) aufweist, sondern dass die Abschnitte mit dem Gefälle in der Axialrichtung 6 ein weiteres Gefälle aufweisen, das in einer Richtung schräg zur Axialrichtung 6 oder in der Um-

fangsrichtung 17 des Lamellenträgerkörpers 11 ausgebildet ist. Es kann damit

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nicht nur eine Ableitung des Fluids der Axialrichtung 6 erfolgen, sondern zusätzlich

eine Sammlung von Fluid in einem kleineren Bereich der Mantelfläche 13.

In den Fig. 9 bis 11 sind Ausführungsformen von Reiblamellen 33 gezeigt. Sollte Dabei auf Bestandteile der Reiblamellenvorrichtung 3 Bezug genommen werden, die voranstehend beschrieben wurden, dann sei zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen auf die detaillierte Beschreibung dazu verwiesen. Insbesondere kann die Reiblamelle 33 auch in Kombination mit einem Lamellenträger 10 in einer Reiblamellenvorrichtung 3 zum Einsatz kommen, wobei die Reiblamellen 33 zwischen weiteren Reiblamellen, insbesondere Innenlamellen 7, die auf dem Lamel-

lenträger 10 angeordnet sind, vorgesehen werden.

Die Reiblamelle 33 umfasst einen Lamellenkörper 34 der einen Körpermantel 35 mit einer Mantelfläche 36 aufweist, wobei den Körpermantel 35 überragend mehrere Laschen 37 angeordnet sind, die jeweils einen Durchbruch 38 in der Axialrich-

tung 6 zur Aufnahme eines Halteelements aufweisen, bzw. besteht daraus.

In Fig. 9 sind drei Laschen 37 gezeigt. Diese Anzahl ist jedoch nicht beschränkend zu verstehen, sondern nur bevorzugt. Es können auch weniger als drei, z.B. zwei, oder mehr als drei, z.B. vier, Laschen 37 am Lamellenkörper 34 vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Laschen 37 in der Umfangsrichtung 17 gleichmäßig verteilt

angeordnet.

Die Halteelemente können beispielsweise Haltebolzen sein, auf die die Reiblamelle 33 aufgeschoben wird. Für die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Ausführungsvariante der Reiblamelle 33 sind Haltebolzen mit kreisrtundem Querschnitt vorgesehen. Die Haltebolzen können aber auch eine andere Querschnittsform aufweisen, beispielsweise eine sechseckige wie in Fig. 11 gezeigt, oder eine ovale,

eine rechteckige, eine quadratische, etc.

Wie besser aus Fig. 10 zu ersehen ist, die einen Ausschnitt aus der Reiblamelle 33 im Bereich einer Lasche 37 zeigt, ist bei dieser Reiblamelle vorgesehen, dass

unterhalb der Durchbrüche 38 jeweils ein weiterer Durchbruch 39 in der Axialrich-

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tung 6 angeordnet ist. In der speziellen Ausführungsvariante der Fig. 9 und 10 bilden jeweils ein Durchbruch 38 zur Aufnahme eines Halteelements und ein weite-

rer Durchbruch 39 einen gemeinsamen Durchbruch aus.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Durchbrüche 38 getrennt von den weiteren Durchbrüchen 39 angeordnet bzw. ausgebildet sind, wie dies die Fig. 11

zeigt.

In beiden Fällen sind die weiteren Durchbrüche 39 jedoch vorzugsweise in radialer Richtung unterhalb den Durchbrüchen 38 für die Aufnahme der Halteelemente an-

geordnet.

Die Durchbrüche 38 für die Aufnahme der Halteelemente sind in ihrem Querschnitt so bemessen, dass die Halteelemente jeweils genau hindurchpassen. D.h., dass die Reiblamelle 33 zwar auf die Halteelemente aufgeschoben und gegebenenfalls axial darauf verschoben werden kann, zwischen der Reiblamelle 33 und den Halteelementen jedoch kein größeres Spiel als hierfür notwendig ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Innendurchmesser der Durchbrüche 38 für die Aufnahme der Haltebolzen um maximal 1 % größer sein als der Außendurchmesser der Haltebolzen. Bei anderen Geometrien können diese Angaben entsprechend der Form der

Halteelemente und der Durchbrüche 38 angepasst werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Reiblamelle 33 kann vorgesehen sein, dass die Durchbrüche 38 und die weiteren Durchbrüche 39 jeweils zwischen 20 % und 80 % einer axialen Stirnfläche 40 der Laschen 37 einnehmen. Wenngleich dies bevorzugt ist, können die auf den Laschen 37 verbleibenden Stege um die Durchbrüche 38, 39 auch dicker ausgeführt sein und somit einen größeren Anteil

an der Stirnfläche 40 als 20 % aufweisen.

Die gemeinsamen Durchbrüche, die durch die „Verschmelzung“ der Durchbrüche 38 mit den weiteren Durchbrüchen 39 gebildet werden, können jeweils einen Aufnahmeabschnitt 41, in dem das Halteelement aufnehmbar ist, und einen weiteren

Abschnitt 42 aufweisen, wobei der weitere Abschnitt 42 mit einer Querschnittser-

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weiterung ausgebildet ist, bezogen auf den Übergang zwischen dem Aufnahmeabschnitt 41 und dem weiteren Abschnitt 42, wie dies in Fig. 10 strichliert angedeutet ist. Die weiteren Abschnitte 42 können also in der Umfangsrichtung 17 breiter sein als die Aufnahmeabschnitte 41. Wie die Fig. 11 zeigt, kann auch bei den getrennten Durchbrüchen 38, 39 vorgesehen sein, dass die weiteren Durchbrüche 39 in der Umfangsrichtung 17 breiter sind, als die Durchbrüche 38 zur Aufnahme der

Halteelemente.

Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Aufnahmeabschnitt 41 und dem weiteren Abschnitt 42 eine Querschnittsverjüngung 43 angeordnet ist, wie dies die Fig. 10 als Beispiel für einen bis zu den beiden Querschnittsverjüngungen 43 kreisförmigen ersten Aufnahmeabschnitt 41 zeigt. Durch die beiden Querschnittsverjüngungen 43 kann das Halteelemente

besser in dem Aufnahmeabschnitt 41 in Position gehalten werden.

Dabei ist von Vorteil, wenn die Querschnittsverjüngungen 43 nach einer Ausfüh-

rungsvariante sich verjüngende Endbereiche 44 aufweist, die in Richtung auf den Lamellenkörper 34 verlaufend ausgebildet sind. Es kann damit der Anteil an ers-

tem Aufnahmeabschnitt 41 für die Halterung des Haltelementes am gesamten

Durchbruch erhöht werden.

Die Laschen 37 können in der Ansicht in der Axialrichtung 6 eine annähernd dreieckige Form mit abgerundetem Eck aufweisen. Sie können aber auch anders geformt sein. Beispielsweise können sie in der Axialrichtung 6 betrachtet zumindest

annähernd trapezförmige, viereckig, bzw. generell mehreckig ausgebildet sein.

Die Reiblamelle 33 kann aus einem Sinterwerkstoff bestehen oder mittels eines additiven Verfahren hergestellt sein. Es sei dazu auf die voranstehenden Ausfüh-

rungen zum Lamellenträger 10 verwiesen.

Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten des Lamellenträgers 10 bzw. der Reiblamelle 33, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten

untereinander möglich sind.

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Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Lamellenträgers 10 bzw. der Reiblamelle 33 diese

nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.

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Bezugszeichenliste

E--Achse Elektromotor Reiblamellenvorrichtung Differential Antriebsachse Axialrichtung Innenlamelle Außenlamelle Kopplungselement Lamellenträger Lamellenträgerkörper Körpermantel Mantelfläche Stirnfläche Stirnfläche Kopplungselement Umfangsrichtung Mantelfläche Steckverzahnung Durchbruch Öltasche

Weite

Länge

Länge

Bord

Winkel

Zahn

Zahnflanke Zahnflanke

Zahnlücke

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

Lücke

Durchbruch Reiblamelle Lamellenkörper Körpermantel Mantelfläche Lasche Durchbruch Durchbruch Stirnfläche Aufnahmeabschnitt Abschnitt Querschnittsverjüngung Endbereich

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Patentansprüche

1. Lamellenträger (10) zur Anordnung von Reiblamellen umfassend einen Lamellenträgerkörper (11) der einen Körpermantel (12) mit einer Mantelfläche (13) aufweist, wobei die Mantelfläche (13) Kopplungselemente (16) zur verdrehgesi-

cherten Anordenbarkeit der Reiblamellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körpermantel (12) zwischen mehreren Kopplungselementen (16) Durchbrüche

(20) zur Zuführung eines Fluids aufweist.

2. Lamellenträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (20) im radial unterhalb an die Mantelfläche (13) anschließenden

Bereich düsenförmig ausgebildet sind.

3. Lamellenträger (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

das die düsenförmigen Bereiche lavaldüsenartig ausgebildet sind.

4. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträgerkörper (20) an zumindest einer Stirnseite

einen Bord (25) aufweist.

5. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Lamellenträgerkörpers (11) zwischen

vier und sechszehn Durchbrüche (20) ausgebildet sind.

6. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchbrüche (20) in der Axialrichtung (6) des Lamellenkörpers (11) über eine Länge (23) erstrecken, die zwischen 50 % und 100 % ei-

ner Länge (24) der Kopplungselemente (16) in gleicher Richtung beträgt.

7. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge-

kennzeichnet, dass die Durchbrüche (20) am Austritt in der Mantelfläche (13) eine

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Breite in Umfangsrichtung (17) des Lamellenkörpers (11) aufweisen, die zwischen

3% und 20 % des Durchmessers des Lamellenträgers beträgt.

8. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Übergänge der Durchbrüche (20) mit Rundungen

versehen sind.

9. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträgerkörper (11) aus einem Sinterwerkstoff be-

steht oder mittels eines additiven Verfahren hergestellt ist.

10. Reiblamellenvorrichtung (3) umfassend ein Reiblamellenpaket aus alternierend angeordneten Innenlamellen (7) und Außenlamellen (8), wobei die Innenlamellen (7) auf einem ersten Lamellenträger (10) und die Außenlamellen (8) auf einem zweiten Lamellenträger verdrehgesichert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, das der erste Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis

9 ausgebildet ist.

11. E-Achse (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Getriebe, in dem eine als Reiblamellenvorrichtung (3) ausgebildet Lamellenbremse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reiblamellenvorrichtung (3) nach Anspruch 10

ausgebildet ist.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Lamellenträger (10) zur Anordnung von Reiblamellen umfassend einen Lamellenträgerkörper (11) der einen Körpermantel (12) mit einer Mantelfläche (13) aufweist, wobei die Mantelfläche (13) Kopplungselemente (16) zur verdrehgesicherten Anordenbarkeit der Reiblamellen aufweist, und der Körpermantel (12) zwischen mehreren Kopplungselementen (16) Durchbrüche (20) zur Zuführung eines Fluids aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (20) im radial unterhalb an die Mantelfläche (13) anschließenden Bereich lavaldüsenartig ausgebildet sind.

2. Lamellenträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträgerkörper (20) an zumindest einer Stirnseite einen Bord (25) auf-

weist.

3. Lamellenträger (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Lamellenträgerkörpers (11) zwischen vier und sechszehn Durchbrüche (20) ausgebildet sind.

4. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchbrüche (20) in der Axialrichtung (6) des Lamellenkörpers (11) über eine Länge (23) erstrecken, die zwischen 50 % und 100 % einer Länge (24) der Kopplungselemente (16) in gleicher Richtung beträgt.

5. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (20) am Austritt in der Mantelfläche (13) eine Breite in Umfangsrichtung (17) des Lamellenkörpers (11) aufweisen, die zwischen 3% und 20 % des Durchmessers des Lamellenträgers beträgt.

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6. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Übergänge der Durchbrüche (20) mit Rundungen

versehen sind.

7. Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträgerkörper (11) aus einem Sinterwerkstoff besteht oder mittels eines additiven Verfahren hergestellt ist.

8. Reiblamellenvorrichtung (3) umfassend ein Reiblamellenpaket aus alternierend angeordneten Innenlamellen (7) und Außenlamellen (8), wobei die Innenlamellen (7) auf einem ersten Lamellenträger (10) und die Außenlamellen (8) auf einem zweiten Lamellenträger verdrehgesichert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, das der erste Lamellenträger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.

9. E-Achse (1) für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Getriebe, in dem eine als Reiblamellenvorrichtung (3) ausgebildet Lamellenbremse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reiblamellenvorrichtung (3) nach Anspruch 8

ausgebildet ist.

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