CN111386405B - 摩擦部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于以摩擦接合方式工作的装置的摩擦部件(71)，摩擦部件具有摩擦衬片块(11‑18)，摩擦衬片块相互间隔开以形成具有沟槽(21‑27)的环形盘式摩擦面(10)。为了特别在可制造性和/或功能性方面改善摩擦部件，摩擦衬片块(11‑18)具有三角形(11、12、14、15、17、18)和五角形(13、16)的设计结构。

Description

摩擦部件
技术领域
本发明涉及一种用于以摩擦接合方式工作的装置的摩擦部件，摩擦部件具有摩擦衬片块，摩擦衬片块相互间隔开以形成具有沟槽的环形盘式摩擦面。
背景技术
由德国专利申请文件DE 10 2015 214 469 A1已知一种用于以摩擦接合方式工作的装置的摩擦部件，摩擦部件具有摩擦衬片块，摩擦衬片块相互间隔开以形成具有沟槽的环形盘式摩擦面，其中，单个或全部摩擦衬片块具有三角形的设计结构。由德国专利申请文件DE 10 2012 014 811 A1已知一种用于以摩擦接合方式工作的装置的、具有环形的摩擦面的摩擦部件，摩擦面具有内缘和外缘，其中，在摩擦面内设有内置的环绕的沟槽、外置的环绕的沟槽、以及至少一个沿径向被安置于内置的和外置的环绕的沟槽之间的中置的环绕的沟槽，中置的环绕的沟槽分别呈锯齿形或波浪形地延伸于内置的和外置的转向点之间，并且，设置有内缘与内置的环绕的沟槽之间的、彼此相邻的环绕的沟槽之间的以及外置的环绕的沟槽与外缘之间的流通连接部，其中，摩擦部件具有摩擦衬片支承件，其中，摩擦面由安装在摩擦衬片支承件上的由多个相互间隔的摩擦衬片段构成的摩擦衬片、优选纸基摩擦衬片构成，在摩擦衬片段之间形成有环绕的沟槽以及内缘槽或/和外缘槽，必要时还形成有中间槽。由德国专利申请文件DE 10 2012014 804 A1已知一种相似的摩擦部件，其中，连接槽沿径向线延伸或/和连接槽被设计为直线形的。由德国专利申请文件DE 101 57 483C2已知一种由纤维增强陶瓷基复合材料构成的模制品，模制品包括芯区和至少一个具有比芯区更高的热膨胀系数的覆盖层，其中，覆盖层是富含硅碳材料的覆盖层，其具有至少百分之三十质量分数的硅碳材料，并且覆盖层由部段组成，这些部段通过不含覆盖层材料的接缝形式的区域或者通过由与覆盖层的材料不同的材料构成的连接部相互分隔。由德国专利申请文件DE 10 2006 009 565 A1已知一种制动盘，包括至少一个环形摩擦面，环形摩擦面优选设置在两个外侧上，制动衬片能够被压紧到摩擦面上以制动，其中，摩擦面由多个通过伸缩缝至少部分地材料相互分开的部段构成，其中，伸缩缝的深度大于摩擦面的允许的磨损量。由德国专利申请文件DE 2 353 133已知一种摩擦盘，特别用于离合器和盘式制动器的应用，其中，盘由五层形成，其中，第一层由摩擦材料构成，第二层由具有较低抗压弹性模量的材料构成，第三层由高强度的芯体构成，第四层由具有较低抗压弹性模量的材料构成，并且第五层由摩擦材料构成，其中，第一层和第五层的摩擦材料由大量单个的小块组成。由德国专利文件DE 103 42 271 B4已知一种用于湿式运行的摩擦离合元件的摩擦片，摩擦片具有至少一个环形盘式的、用于摩擦接合的摩擦面，摩擦面具有从摩擦面内径处起始的通流冷却介质的沟槽，其中，沟槽形成两个相互叠加的沟槽组，摩擦片在完成安装的情况下能够没有优选转动方向地旋转，并且摩擦面不具有垂直于转动方向的沟槽缘。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，特别在可制造性和/或功能性方面改善一种用于以摩擦接合方式工作的装置的摩擦部件，该摩擦部件具有相互间隔以形成具有沟槽的环形盘式摩擦面的摩擦衬片块。
对于一种用于以摩擦接合方式工作的装置的摩擦部件，所述摩擦部件具有相互间隔以形成具有沟槽的环形盘式摩擦面的摩擦衬片块，该技术问题通过使摩擦衬片块具有三角形和五角形的设计结构解决。三角形和五角形的角部可实施成锐角、钝角或经倒圆。在摩擦衬片块之间的沟槽基本上沿径向从径向内侧向径向外侧伸延。基本上沿径向表示，沟槽无需精确地沿径向伸延。根据优选的实施例，沟槽甚至有意地或多或少地倾斜于径向线地布置。沿着五角形的摩擦衬片块伸延的沟槽例如以十度至三十度的角倾斜于径向线地布置。由两个三角形的摩擦衬片块限定的沟槽例如以三十度和八十度之间的角相对于径向线布置。三角形的摩擦衬片块和五角形的摩擦衬片块有利地如此布置且相互间隔开，使得形成特殊的沟槽模型。
摩擦部件的一种优选的实施例的特征在于，五角形的摩擦衬片块具有沿径向向内或向外指向的尖端并且本身关于径向线是对称的。五角形的摩擦衬片块具有包括短的基边的五角形的设计结构，短的基边远离尖端并且两个长边从短的基边引出。长边以约五度至二十度的角度相对于径向线布置并且关于对称轴线从短的基边倾斜地向外地伸延。对称轴线由径向线形成，径向线同时是五角形的短的基边的中垂线。长边的远离短的基边的端部通过两个短的侧边以五角形的尖端连接。两个短的侧边包围大于九十度的且布置在五角形的短的基边对面的角。在短的基边布置在径向内侧时，此时五角形的尖端沿径向指向外侧。在五角形的短的基边布置在径向外侧时，此时五角形的尖端沿径向指向内侧。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，五角形的摩擦衬片块以其尖端交替地沿径向指向内侧和沿径向指向外侧。五角形的摩擦衬片块的短的基边此时交替地布置在径向外侧和径向内侧。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，三角形的摩擦衬片块具有锐角的或直角的三角形的设计结构，三角形包括一个短边和两个长边。直角的或锐角的三角形的长边布置在径向内侧或径向外侧。三角形的摩擦衬片块的短边有利地面对五角形的摩擦衬片块的长边。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，三角形的摩擦衬片块分别具有一个最长边，该最长边布置在径向内侧或径向外侧。有利地，三角形的摩擦衬片块的其他长边彼此面对。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，五角形的摩擦衬片块沿周向分别布置在四个三角形的摩擦衬片块之间。在两个五角形的摩擦衬片块之间沿周向分别布置两个三角形的摩擦衬片块。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，四个三角形的摩擦衬片块中的两个三角形的摩擦衬片块分别以其尖端面对五角形的摩擦衬片块，而四个三角形的摩擦衬片块的另两个三角形的摩擦衬片块以其短边面对五角形的摩擦衬片块。首先提出的以其尖端面对五角形的摩擦衬片块的三角形的摩擦衬片块有利地布置在径向外侧。随后提出的以其短边面对五角形的摩擦衬片块的三角形的摩擦衬片块有利地布置在径向内侧。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，在径向内侧设有分支区域，从分支区域引出两个沟槽，并且分支区域通过两个三角形的摩擦衬片块和一个五角形的摩擦衬片块限定。由此可改进在摩擦部件运行中的冷却性能。
摩擦部件的另一优选的实施例的特征在于，在径向外侧设有连接区域，两个沟槽在连接区域中交汇，并且连接区域由两个三角形的摩擦衬片块和一个五角形的摩擦衬片块限定。由此可改进在摩擦部件运行中的冷却性能。
以摩擦接合方式工作的使用要求保护的摩擦部件的装置优选是湿式运行的摩擦离合器或摩擦制动器。湿式运行的摩擦离合器或摩擦制动器包括至少一个支承元件，三角形的摩擦衬片块和五角形的摩擦衬片块以特殊的沟槽模型固定在支承元件上。摩擦衬片块可在两侧安装在支承元件上。支承元件例如为支承板。在摩擦衬片块之间的沟槽使得流体能够为了冷却从径向内侧向径向外侧流通。支承元件可一体式地或多部件式地实施。例如实施成支承板的支承元件基本上具有环形盘的设计结构。支承元件在径向内侧或径向外侧有利地设有形状锁合几何结构、例如齿部，形状锁合几何结构用于形成在摩擦部件和另一构件、例如离合器片支架之间的抗旋转的连接。摩擦部件可围绕旋转轴线转动。术语径向涉及摩擦部件的旋转轴线。径向是指横向于旋转轴线。类似地，轴向是指摩擦部件的旋转轴线的方向或平行于摩擦部件的旋转轴线。具有优选两个相互背离的摩擦面的摩擦部件在轴向上例如布置在两个离合器片之间、尤其两个离合器片或制动片之间。离合器片或制动片在轴向上可相对于布置在其间的摩擦部件移动，从而离合器片与布置在其间的摩擦部件以摩擦接合的方式连接以传递扭矩。由此，与离合器片抗旋转地连接的内/外离合器片支架的扭矩能够传递到与摩擦部件抗旋转地连接的外/内离合器片支架上。
本发明也涉及一种具有前述摩擦部件的湿式运行的多片式离合器或多片式制动器。
本发明还涉及具有特殊的沟槽几何结构的沟槽模型，沟槽几何结构形成在具有三角形的摩擦衬片块和五角形的摩擦衬片块的前述摩擦部件上。通过要求保护的沟槽模型可显著改善摩擦部件在运行中的可应用性或可扩展性以及性能。传统上的具有交替布置的、水平镜像的、具有近似相同的形状和尺寸的三角形的摩擦衬片块的纯三角形模型由于摩擦衬片块(也称衬垫)的尺寸仅可有限地或仅用于特定几何结构的离合器片。通过要求保护的沟槽模型可尤其防止在摩擦部件运行中不期望地出现打滑效应。通过调节摩擦衬片块的不同的角、分布以及三角形设计结构和五角形设计结构实现了很大的灵活性或扩展性，要求保护的沟槽模型可应用在不同的离合器片尺寸以及摩擦副中。摩擦副例如受到衬片、通过钢片表面和/或通过流体的特性、尤其油特性的影响。
附图说明
下面结合描述了不同实施例的附图，给出本发明进一步的优点、特征和细节。附图为：
图1在环形盘式的摩擦面的俯视图中示出了具有三角形和五角形的摩擦衬片块的摩擦部件，摩擦衬片块相互间隔开以形成沟槽并且以基本沟槽模型布置；以及
图2至图5示出了摩擦部件的四个实施例，摩擦部件具有在图1中示出的基本沟槽模型的变体方案。
具体实施方式
在图1至图5中，在摩擦衬片3的俯视图中示出了摩擦部件71；72；73；74；75的实施例。摩擦部件71；72；73；74；75包括支承元件6，支承元件实施成支承板。摩擦衬片3固定在支承元件6上，摩擦衬片用于形成摩擦面10。有利地，在支承元件6上安装两个相同的摩擦衬片，两个相同的摩擦衬片用于形成相互背离的摩擦面。
摩擦衬片3基本上具有环形盘7的设计结构，环形盘在径向内侧通过内半径4并且在径向外侧通过外半径5限定。支承元件6在径向内侧具有内齿部。内齿部用于形成与(未示出的)多片式离合器的(未示出的)离合器片支架的抗旋转的连接。
摩擦衬片3包括多个摩擦衬片块11至18，多个摩擦衬片块如此实施并且相互间隔开，使得在摩擦衬片块11至18之间形成沟槽21至27，沟槽使得流体、尤其油、例如冷却油能够流通。冷却油有利地在内侧、即在摩擦衬片3的内半径4处供给，流动通过沟槽21至27并且在径向外侧、即在外半径5处流出。
摩擦衬片块11、12、14、15和17、18具有三角形的设计结构。摩擦衬片块13和16具有五角形的设计结构。
五角形的摩擦衬片块13沿周向布置在四个三角形的摩擦衬片块11、12和14、15之间。五角形的摩擦衬片块16沿周向布置在四个三角形的摩擦衬片块14、15和17、18之间。
五角形的摩擦衬片块13和16分别具有短的基边，两个长边从基边引出。短的侧边从长边的自由端部引出，短的侧边在五角形的尖端汇聚。在五角形的短边上的中垂线是对称轴线，对称轴是径向线，径向线也伸延通过五角形的尖端。长边相对径向线向外成角度地倾斜，从而五角形从短的基边开始扩展。
在五角形的长边和短的基边之间的角大于九十度，但是小于一百二十度。在五角形的长边和短的侧边之间的角也大于九十度并且小于一百二十度。通过两个短的侧边在五角形的尖端处包围的角大于九十度并且小于一百三十度。
五角形的摩擦衬片块13的尖端沿径向指向外侧。五角形的摩擦衬片块16的尖端沿径向指向内侧。五角形的摩擦衬片块13的短的基边布置在径向内侧。五角形的摩擦衬片块16的短的基边布置在径向外侧。
沟槽21由两个三角形的摩擦衬片块11和12限定。沟槽22由三角形的摩擦衬片块12和五角形的摩擦衬片块13限定。沟槽23由五角形的摩擦衬片块13和三角形的摩擦衬片块15限定。
沟槽24由三角形的摩擦衬片块14和15限定。沟槽25由三角形的摩擦衬片块14和五角形的摩擦衬片块16限定。沟槽26由五角形的摩擦衬片块16和三角形的摩擦衬片块17限定。沟槽27由两个三角形的摩擦衬片块17和18限定。
沟槽22和23沿着五角形的摩擦衬片块的长边伸延。沟槽25和26沿着五角形的摩擦衬片块16的长边伸延。三角形的摩擦衬片块12的短边面对五角形的摩擦衬片块13。三角形的摩擦衬片块11的尖端面对五角形的摩擦衬片块13。
三角形的摩擦衬片块15的短边面对五角形的摩擦衬片块13。三角形的摩擦衬片块14的尖端面对五角形的摩擦衬片块13。三角形的摩擦衬片块14的短边面对五角形的摩擦衬片块16。
三角形的摩擦衬片块15的尖端面对五角形的摩擦衬片块16。三角形的摩擦衬片块17的短边面对五角形的摩擦衬片块16。三角形的摩擦衬片块18的尖端面对五角形的摩擦衬片块16。
在图1中，通过摩擦衬片块11至18形成的沟槽21至24以基本沟槽模型布置。在图2至图5中示出了在图1中所示的基本沟槽模型的变体。
在图2中，在摩擦衬片块11至18之间的间距稍微大于图1中，从而在径向内侧形成分支区域31。沟槽24和27从分支区域31引出。分支区域31由两个三角形的摩擦衬片块15、18和五角形的摩擦衬片块16限定。
在图3示出的摩擦部件73中，在摩擦衬片块11至18之间的间距也相比于图1更大并且如此选择，使得在径向外侧形成连接区域32。沟槽21和24在连接区域32中汇聚。连接区域32由两个三角形的摩擦衬片块11、14和五角形的摩擦衬片块13限定。
在图4和图5示出的摩擦部件74和75中，在径向内侧设有分支区域41；51，分支区域相应于图2中的分支区域31。此外，在径向外侧设有连接区域42、52，连接区域相应于图3中的连接区域32。
在图5示出的摩擦部件75中，三角形的摩擦衬片块11、14；15、18的相互面对的尖端比在图4中构造得更钝。在图4中三角形的摩擦衬片块11、12、14、15、17、18的所有角部被倒圆。
附图标记列表
3 摩擦衬片
4 内半径
5 外半径
6 支承元件
7 环形盘
10 摩擦面
11 摩擦衬片块
12 摩擦衬片块
13 摩擦衬片块
14 摩擦衬片块
15 摩擦衬片块
16 摩擦衬片块
17 摩擦衬片块
18 摩擦衬片块
21 沟槽
22 沟槽
23 沟槽
24 沟槽
25 沟槽
26 沟槽
27 沟槽
31 分支区域
32 连接区域
41 分支区域
42 连接区域
51 分支区域
52 连接区域
71 摩擦部件
72 摩擦部件
73 摩擦部件
74 摩擦部件
75 摩擦部件

Claims (9)

1.摩擦部件(71；72；73；74；75)，用于以摩擦接合方式工作的装置，所述摩擦部件具有摩擦衬片块(11-18)，所述摩擦衬片块相互间隔开以形成具有沟槽(21-27)的环形盘式的摩擦面(10)，其特征在于，所述摩擦衬片块(11-18)具有三角形(11、12、14、15、17、18)和五角形(13、16)的设计结构，每个所述五角形的摩擦衬片块(13、16)沿周向分别布置在四个三角形的摩擦衬片块(11、12、14、15、17、18)之间，每个所述五角形的摩擦衬片块(13、16)具有沿径向向内或向外指向的尖端以及远离所述尖端的短基边，并且所述五角形的摩擦衬片块(13、16)的短基边交替地布置在径向内侧和径向外侧。
2.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述五角形的摩擦衬片块(13、16)本身关于径向线是对称的。
3.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述五角形的摩擦衬片块(13、16)以其尖端交替地沿径向指向内侧和沿径向指向外侧。
4.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述三角形的摩擦衬片块(11、12、14、15、17、18)具有锐角的或直角的三角形的设计结构，所述三角形包括一个短边和两个长边。
5.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述三角形的摩擦衬片块(11、12、14、15、17、18)分别具有一个最长边，所述最长边布置在径向内侧或径向外侧。
6.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述四个三角形的摩擦衬片块(11、12、14、15、17、18)中的两个三角形的摩擦衬片块分别以其尖端面对所述五角形的摩擦衬片块(13、16)，而所述四个三角形的摩擦衬片块(11、12、14、15、17、18)的另两个三角形的摩擦衬片块以其短边面对所述五角形的摩擦衬片块(13、16)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摩擦部件，其特征在于，在径向内侧设有分支区域(31；51)，从所述分支区域引出两个沟槽(24、27)，并且所述分支区域通过两个三角形的摩擦衬片块(15、18)和一个五角形的摩擦衬片块(16)限定。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的摩擦部件，其特征在于，在径向外侧设有连接区域(32、52)，两个沟槽(21、24)在所述连接区域中交汇，并且所述连接区域由两个三角形的摩擦衬片块(11、14)和一个五角形的摩擦衬片块(13)限定。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摩擦部件(71；72；73；74；75)的沟槽模型。
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