DE102006057112A1

DE102006057112A1 - Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung und reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einem solchen Reibteil

Info

Publication number: DE102006057112A1
Application number: DE102006057112A
Authority: DE
Inventors: Dieter Zimprich
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: DE102006057112B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche (16), die einen Innenrand (18) und einen Außenrand (20) aufweist, wobei in der Reibfläche (16) mindestens ein Nutensatz (22') mit einer ersten Nut (30), die sich von dem Innenrand (18) zu einem ersten Umlenkpunkt (32) zwischen dem Innenrand (18) und dem Außenrand (20) erstreckt, einer an die erste Nut (30) anschließenden zweiten Nut (38), die sich von dem ersten Umlenkpunkt (32) in Umfangsrichtung zu einem zweiten Umlenkpunkt (40) erstreckt, und einer an die zweite Nut (38) anschließenden dritten Nut (44), die sich von dem zweiten Umlenkpunkt (40) zu dem Außenrand (20) erstreckt, vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist die zweite Nut (38) einen größeren Nutquerschnitt als die erste und dritte Nut (30, 44) auf. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einem solchen Reibteil.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche, die einen Innenrand und einen Außenrand aufweist, wobei in der Reibfläche mindestens ein Nutensatz mit einer ersten Nut, die sich von dem Innenrand zu einem ersten Umlenkpunkt zwischen dem Innenrand und dem Außenrand erstreckt, einer an die erste Nut anschließenden zweiten Nut, die sich von dem ersten Umlenkpunkt in Umfangsrichtung zu einem zweiten Umlenkpunkt erstreckt, und einer an die zweite Nut anschließenden dritten Nut vorgesehen ist, die sich von dem zweiten Umlenkpunkt zu dem Außenrand erstreckt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einem solchen Reibteil.
Aus dem Stand der Technik sind Reibteile für reibschlüssig arbeitende Einrichtungen bekannt, wie beispielsweise Lamellen für Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen oder Synchronringe für Synchronisierungseinrichtungen, bei denen das Reibteil eine Reibfläche aufweist, in der Nuten vorgesehen sind, die ein Nutmuster ausbilden.
So beschreibt die EP 1 371 866 A1 eine Lamelle für eine nasslaufende Mehrscheibenlamellenkupplung mit einer ringförmigen Reibfläche. Die Reibfläche weist eine innere Begrenzungskante und eine äußere Begrenzungskante auf. In der Reibfläche ist mindestens eine Nut vorgesehen, die von der inneren Begrenzungskante zu der äußeren Begrenzungskante verläuft. Die Nut ist dabei in einen ersten Teilabschnitt, der ausgehend von der inneren Begrenzungskante zu einem ersten Umlenkpunkt zwischen den Begrenzungskanten verläuft, einen zweiten Teilabschnitt, der ausgehend von dem ersten Umlenkpunkt in Umfangsrichtung zu einem zweiten Umlenkpunkt zwischen den Begrenzungskanten verläuft, und einen dritten Teilabschnitt unterteilt, der von dem zweiten Umlenkpunkt zu der äußeren Begrenzungskante verläuft. Im Betrieb kommt es an dem ersten und zweiten Umlenkpunkt zu einer punktuellen Druckerhöhung in dem durchströmenden Kühlmittel, bei dem es sich beispielsweise um Öl handelt, wodurch benachbarte Lamellen einer Mehrscheibenlamellenkupplung o. ä. auseinandergedrückt werden. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine außer Reibeingriff gebrachte Mehrscheibenlamellenkupplung ein reduziertes Schleppmoment hat.
Die DE 199 61 758 A1 beschreibt ein ähnliches Reibelement für einen Drehmomentwandler. Die nutförmigen Aussparungen in der Reibfläche umfassen jeweils einen ersten Aussparungsbereich und einen zweiten Aussparungsbereich, die sich in radialer Richtung erstrecken. Der erste und der zweite Aussparungsbereich sind über einen dritten Aussparungsbereich verbunden, der sich in Umfangsrichtung erstreckt. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Stand der Technik weist die nutförmige Aussparung am Übergang zwischen den Bereichen einen geknickten Verlauf an Stelle eines gebogenen Verlaufs auf.
Der zuvor beschriebene Stand der Technik hat sich bewährt, ist jedoch insofern verbesserungswürdig, als dass das so genannte Schleppmoment weiter reduziert werden kann. Darüber hinaus gewährleisten die bekannten Nutbilder bzw. -muster keine ausreichende Kühlung des Reibbelages bzw. der Reibfläche durch das in den Nuten strömende Öl. Des Weiteren ist die Geschwindigkeit der Ölfilmentfernung von der Reibfläche verbesserungswürdig, um möglichst früh einen vollständigen Kraftschluss zwischen dem Reibteil und dessen Gegenstück zu erzielen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung zu schaffen, das eine Reduzierung des Schleppmomentes, eine effiziente Kühlung der Reibfläche und eine schnelle Ölfilmentfernung von der Reibfläche im Falle der Betätigung der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung gewährleistet. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen vorteilhaften Reibteil zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 bzw. 23 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung weist zunächst eine ringförmige Reibfläche auf. Die Reibfläche umfasst einen Innenrand und einen Außenrand, wobei in der Reibfläche mindestens ein Nutensatz mit einer ersten, zweiten und dritten Nut vorgesehen ist. Die erste Nut erstreckt sich von dem Innenrand zu einem ersten Umlenkpunkt zwischen dem Innenrand und dem Außenrand der Reibfläche. Die zweite Nut schließt sich an die erste Nut an und erstreckt sich von dem ersten Umlenkpunkt in Umfangsrichtung zu einem zweiten Umlenkpunkt. Die dritte Nut schließt sich an die zweite Nut an und erstreckt sich von dem zweiten Um lenkpunkt zu dem Außenrand der Reibfläche. Erfindungsgemäß weist die zweite Nut einen größeren Nutquerschnitt als die erste und die dritte Nut auf. Der Nutquerschnitt bezeichnet hierbei die Querschnittsfläche, wobei der Nutquerschnitt in einer Ebene quer zur Erstreckungsrichtung der jeweiligen Nut verläuft.
Bei dem erfindungsgemäßen Reibteil entsteht während des Betriebes im Bereich der Umlenkpunkte ein erhöhter Druck in dem Kühlmittel der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung, der dazu führt, dass benachbarte Reibpartner auseinandergedrückt werden. Hierdurch ist das so genannte Schleppmoment reduziert. Dieser Effekt, der bereits aus der EP 1 371 866 A1 bekannt ist, wird durch den Nutquerschnitt der zweiten Nut, der größer als der Nutquerschnitt der ersten und dritten Nut ausgebildet ist, weiter verstärkt. Darüber hinaus führt der Nutensatz des erfindungsgemäßen Reibteils zu einer schnellen Abführung des Ölfilms von der Reibfläche sowie zu einer effektiven Kühlung derselben.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils erstreckt sich die erste Nut entlang einer ersten Radialen und die dritte Nut entlang einer zweiten Radialen. Hierdurch ist der Öldurchfluss in der ersten und dritten Nut vereinfacht.
Um den Öldurchfluss in der ersten und dritten Nut weiter zu unterstützen, erstreckt sich die erste Nut in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils geradlinig entlang der ersten Radialen, während sich die dritte Nut geradlinig entlang der zweiten Radialen erstreckt.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils erwiesen, bei der sich der Nutquerschnitt der zweiten Nut ausgehend von dem ersten Umlenkpunkt in Umfangsrichtung vergrößert und anschließend bis zu dem zweiten Umlenkpunkt verkleinert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils vergrößert bzw. verkleinert sich der Nutquerschnitt der zweiten Nut kontinuierlich.
Grundsätzlich kann die zweite Nut jedwede Kontur aufweisen, so lange der Nutquerschnitt der zweiten Nut größer als der Nutquerschnitt der ersten und dritten Nut ist. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils erwiesen, bei dem die zweite Nut in der Draufsicht eine kreisförmige Kontur aufweist. Durch die kreisförmige Kontur kann eine besonders starke Reduzierung des Schleppmomentes erzielt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils weist die zweite Nut in der Draufsicht eine ellipsenförmige Kontur auf. Durch die ellipsenförmige Kontur kann ebenfalls eine besonders starke Reduzierung des Schleppmomentes erzielt werden.
Das Schleppmoment ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils weiter reduziert, bei der sich die große Achse der ellipsenförmigen Kontur in Umfangsrichtung, vorzugsweise zwischen dem ersten Umlenkpunkt und dem zweiten Umlenkpunkt, erstreckt. Die große Achse bezeichnet hierbei diejenige Achse der Ellipse, die am längsten ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils weist die zweite Nut in der Draufsicht eine rechteckförmige Kontur auf, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken. Die rechteckförmige Kontur ist vorzugsweise derart orientiert, dass sie sich mit der größeren Länge in Umfangsrichtung erstreckt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils münden die erste Nut und/oder die dritte Nut in der Draufsicht tangential in die zweite Nut.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils mündet die dritte Nut in der Draufsicht unter Ausbildung einer radial nach innen weisenden Führungszunge in die zweite Nut. Die radial nach innen weisende Führungszunge verhindert, dass das Öl schnell von der zweiten in die dritte Nut strömen kann, vielmehr muss die nach innen weisende Führungszunge umströmt werden, wodurch eine Verwirbelung des Öls innerhalb der zweiten Nut bewirkt ist. Auf diese Weise wird das Schleppmoment weiter reduziert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils mündet auch die erste Nut in der Draufsicht unter Ausbildung einer radial nach außen weisenden Führungszunge in die zweite Nut. Auch die nach außen weisende Führungszunge kann eine Verwirbelung des Öls innerhalb der zweiten Nut begünstigen, wodurch das Schleppmoment weiter reduziert ist.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils sind mehrere Nutensätze vorgesehen. Die zweiten Nuten von einander benachbarten Nutensätzen sind in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet. Dies kann sowohl alle benachbar ten Nutensätze als auch vereinzelte Nutensatzpaare betreffen. Da in der zweiten Nut durch die Stauung und Verwirbelung des Öls größere Temperaturen als in der ersten und dritten Nut herrschen, bewirkt die versetzte Anordnung der zweiten Nuten eine bessere Verteilung dieser stark erhitzten Bereiche. Dies führt letztlich zu einem besseren Schutz des Reibteils selbst und insbesondere des gegenüberliegenden Reibpartners vor temperaturbedingten Schäden, wie beispielsweise der hitzebedingten Verformung der Gegenlamelle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils erstrecken sich die zweiten Nuten von einander benachbarten Nutensätzen jeweils in entgegengesetzte Umfangsrichtungen von dem ersten zu dem zweiten Umlenkpunkt. Dies hat den Vorteil, dass die Montage des Reibteils vereinfacht ist, da das Reibteil weitgehend drehrichtungsneutral ist und somit in beliebiger Orientierung in die reibschlüssig arbeitende Einrichtung eingebaut werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils bildet die erste Nut eine Eintrittsöffnung an dem Innenrand und die dritte Nut eine Austrittsöffnung an dem Außenrand aus.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils vergrößert sich der Nutquerschnitt der ersten Nut in Richtung der Eintrittsöffnung. Der Nutquerschnitt vergrößert sich dabei vorzugsweise kontinuierlich. Die vergrößerte Eintrittsöffnung, die beispielsweise trichterförmig ausgebildet ist, ermöglicht einen erhöhten Öldurchfluss, was wiederum eine bessere Kühlung des Reibteils bewirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils vergrößert sich ferner der Nutquerschnitt der dritten Nut in Richtung der Austrittsöffnung, wobei dies vorzugsweise kontinuierlich erfolgt. Hierdurch wird eine Diffusorwirkung innerhalb der dritten Nut erzeugt, die einen erhöhten Staudruck am zweiten Umlenkpunkt, eine schnelle Abfuhr des Ölfilms von der Reibfläche und eine gute Kühlung des Reibteils bewirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils ist eine Veränderung des Nutquerschnitts der Nuten in Erstreckungsrichtung ausschließlich durch eine Veränderung der Nutbreite in Erstreckungsrichtung bewirkt. Dies ist aus Herstellungsgesichtspunkten von Vorteil, zumal es sich gezeigt hat, dass die Nutbreite im Gegensatz zu der Nuttiefe einfacher überwachbar bzw. überprüfbar ist.
Grundsätzlich kann die Reibfläche auch von der Oberfläche einer einstückigen Reibscheibe ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils weist das Reibteil jedoch einen Reibbelagträger und einen an dem Reibbelagträger angeordneten Reibbelag zur Ausbildung der Reibfläche auf. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen Papierreibbelag. Derartige Papierreibbeläge bestehen beispielsweise aus Holz- oder Baumwollfasern, Carbon- und Glasfasern, die durch Kunstharz, wie z. B. Epoxid oder Phenol, miteinander verbunden sind. Aufgrund der unabhängigen Fertigung des Reibbelages von dem Reibbelagträger und der späteren Zusammenführung, wird eine wesentlich flexiblere Herstellung der Reibteile ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils umfasst der Reibbelag mehrere Reibbelagsegmente, die derart an dem Reibbelagträger angeordnet sind, dass die Nuten zwischen den Reibbelagsegmenten ausgebildet sind. Auf diese Weise wird bei der Herstellung des Reibbelages weniger Material verbraucht, was insbesondere bei teuren Papierreibbelägen zu hohen Kostenersparnissen führt. So wird lediglich dort Reibbelagmaterial verwendet, wo tatsächlich Reibfläche ausgebildet sein soll, wohingegen im Bereich der Nuten, deren Grund nunmehr von dem Reibbelagträger gebildet ist, auf Reibbelagmaterial verzichtet wird. Letzteres ist bei Reibbelägen, in die die Nuten eingeprägt sind, nicht der Fall. Auch führt das Einprägen der Nuten zu einer erhöhten Dicke des Reibbelages im Randbereich der Nut, was die Regelbarkeit einer reibschlüssig arbeitenden Einrichtung mit einem solchen Reibbelag erschweren würde. Bei einem Reibbelag aus Reibbelagsegmenten hingegen ist eine engere Dickenstreuung gegeben, die zu einer besseren Regelbarkeit der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung führt.
Um zu verhindern, dass der Reibbelag während des Betriebes beschädigt wird, beispielsweise auf Grund des hohen Drucks innerhalb der Nuten, sind in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils die den Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen zugewandten Ecken der Reibbelagsegmente abgerundet, zumal nicht abgerundete Ecken eine geringere mechanische Stabilität als abgerundete Ecken aufweisen. Die abgerundeten Ecken können hierbei auch die zuvor erwähnte Vergrößerung des Hutquerschnitts in Richtung der Eintritts- und Austrittsöffnungen bewirken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils ist das Reibteil eine Lamelle für eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse.
Die erfindungsgemäße reibschlüssig arbeitende Einrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise eine Kupplung, eine Bremse oder eine Synchronisierungseinrichtung, weist mindestens ein Reibteil der erfindungsgemäßen Art auf. Bezüglich der Vorteile der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung sei auf die oben stehende Beschreibung des erfindungsgemäßen Reibteils verwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen reibschlüssig arbeitenden Einrichtung ist die Kupplung eine Nass- und/oder Lamellenkupplung oder die Bremse eine Lamellenbremse.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils,
2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1 mit einer ersten Ausführungsform des Nutensatzes,
3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1 mit einer zweiten Ausführungsform des Nutensatzes,
4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1 mit einer dritten Ausführungsform des Nutensatzes,
5 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B von 2, 3 und 4,
6 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie C-C von 2, 3 und 4 und
7 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D von 2, 3 und 4.
1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils 2 für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung. Das gezeigte Reibteil 2 ist im vorliegenden Fall als eine Lamelle für eine Lamellenkupplung oder -bremse ausgebildet und weist zunächst einen Reibbelagträger 4 auf. Der Reibbelagträger 4 ist als eine stählerne Ringscheibe ausgebildet, die sich in der Zeichnungsebene erstreckt und einen inneren Rand 6 sowie einen äußeren Rand 8 umfasst. An dem inneren Rand 6 sind radial nach innen hervorstehende Zähne 10 vorgesehen, die einstückig mit der Ringscheibe ausgebildet und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Dank der Zähne 10 kann die Lamelle, bei der es sich folglich um eine so genannte Innenlamelle handelt, drehfest mit einer Welle der Lamellenkupplung oder -bremse verbunden werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Reibteil 2 ebenso um eine Außenlamelle handeln könnte, bei der die Zähne dann an dem äußeren Rand 8 angeordnet wären.
An der dem Betrachter zugewandten Vorderseite des Reibbelagträgers 4 sowie an der dem Betrachter abgewandten Rückseite des Reibbelagträgers 4 (siehe auch 5 bis 7) ist jeweils ein Reibbelag 12 angeordnet, bei dem es sich in der dargestellten Ausführungsform um einen Papierreibbelag handelt. Der Reibbelag 12 setzt sich dabei aus mehreren Reibbelagsegmenten 14 zusammen, die voneinander beabstandet an der Vorder- und Rückseite des Reibbelagträgers 4 angeordnet sind. Die dem Reibbelagträger 4 abgewandte Seite des Reibbelages 12 bzw. der einzelnen Reibbelagsegmente 14 bildet die Reibfläche 16 aus. Die Reibbelagsegmente 14 sind dabei derart angeordnet, dass eine im Wesentlichen ringförmige Reibfläche 16 ausgebildet ist. Die ringförmige Reibfläche 16 weist einen Innenrand 18, der in radialer Richtung weiter außen als der innere Rand 6 des Reibbelagträgers 4 angeordnet ist, und einen Außenrand 20 auf, der dem äußeren Rand 8 des Reibbelagträgers 4 entspricht, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform reicht der Reibbelag 12 bis an den äußeren Rand 8 des Reibbelagträgers 4 heran.
Die Reibbelagsegmente 14 sind derart an dem Reibbelagträger 4 angeordnet, dass zwischen den Reibbelagsegmenten 14 bzw. zwischen den Kanten der Reibbelagsegmente 14 eine Vielzahl von Nuten ausgebildet ist, wobei mehrere Nuten mindestens einen zusammenhängenden Nutensatz 22 innerhalb der Reibfläche 18 ausbilden. Der besagte Nutensatz 22 sowie mögliche Ausführungsformen desselben werden später eingehender unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. Das Reibteil 2 kann im Einbauzustand um eine Drehachse 24 gedreht werden, die sich senkrecht zur Ebene des Reibteiles 2 und somit senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt. Dabei kann das Reibteil 2 sowohl in die eine Umfangsrichtung 26 der Reibfläche 18 als auch in die andere bzw. entgegengesetzte Umfangsrichtung 28 der Reibfläche 16 gedreht werden.
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform eines einzelnen Nutensatzes 22 in der Reibfläche 16 beispielhaft unter Bezugnahme auf 2 erläutert, in der der Ausschnitt A von 1 vergrößert dargestellt ist.
Der Nutensatz 22 weist zunächst eine erste Nut 30 auf, die sich ausgehend vom Innenrand 18 der Reibfläche 16 zu einem ersten Umlenkpunkt 32 zwischen dem Innenrand 18 und dem Außenrand 20 der Reibfläche 16 erstreckt. Dabei bildet die erste Nut 30 an dem Innenrand 18 der Reibfläche 16 eine radial nach innen weisende Eintrittsöffnung 34 aus. Durch den ersten Umlenkpunkt 32 erstreckt sich eine von der Drehachse 24 (1) ausgehende erste Radiale 36 nach außen, die gestrichelt angedeutet ist. Die erste Nut 30 erstreckt sich zwischen der Eintrittsöffnung 34 und dem Umlenkpunkt 32 geradlinig entlang der ersten Radialen 36.
Der Nutensatz 22 weist ferner eine zweite Nut 38 auf, die sich an die erste Nut 30 anschließt, also mit dieser in Strömungsverbindung steht. Die zweite Nut 38 erstreckt sich ausgehend von dem ersten Umlenkpunkt 32 in Umfangsrichtung 28 zu einem zweiten Umlenkpunkt 40. Im vorliegenden Beispiel verläuft die zweite Nut 38 im ersten Umlenkpunkt 32 rechtwinklig zu der ersten Nut 32. Der Nutquerschnitt der zweiten Nut 38 vergrößert sich ausgehend von dem ersten Umlenkpunkt 32 zunächst kontinuierlich in Umfangsrichtung 28, um sich anschließend wieder kontinuierlich in Umfangsrichtung 28 bis zu dem zweiten Umlenkpunkt 40 zu verkleinern. In der dargestellten ersten Ausführungsform weist die zweite Nut 38 zu diesem Zweck eine in der Draufsicht kreisförmige Kontur 42 auf.
Der Nutensatz 22 weist ferner eine dritte Nut 44 auf, die sich an die zweite Nut 38 anschließt, also mit dieser in Strömungsverbindung steht. Die dritte Nut 44 erstreckt sich von dem zweiten Umlenkpunkt 40 zu dem Außenrand 20 der Reibfläche 16. Dabei bildet die dritte Nut 44 an dem Außenrand 20 der Reibfläche 16 eine radial nach außen weisende Austrittsöffnung 46 aus. Durch den zweiten Umlenkpunkt 40 erstreckt sich eine von der Drehachse 24 (1) ausgehende zweite Radiale 48 nach außen, die gestrichelt angedeutet ist. Die dritte Nut 44 erstreckt sich zwischen dem zweiten Umlenkpunkt 40 und der Austrittsöffnung 46 geradlinig entlang der zweiten Radialen 48.
Der Nutquerschnitt der zweiten Nut 38, der in 6 gezeigt ist, ist größer als der Nutquerschnitt der ersten Nut 30, der in 5 gezeigt ist, und der Nutquerschnitt der dritten Nut 44, der in 7 gezeigt ist. Unterschiedliche Nutquerschnitte werden hierbei stets durch eine veränderte Nutbreite b₁, b₂, b₃ in Erstreckungsrichtung der Nut 30, 38, 44 erzielt, wohingegen die Nuttiefe t für alle Nuten 30, 38, 44 konstant ist. Dies gilt auch für die Eintritts- und Austrittsöffnungen 34, 46. So vergrößert sich der Nutquerschnitt der ersten Nut 30 in einem dem Innenrand 18 zugewandten Abschnitt kontinuierlich in Richtung der Eintrittsöffnung 34. Ebenso vergrößert sich der Nutquerschnitt der dritten Nut 44 in einem dem Außenrand 20 zugewandten Abschnitt kontinuierlich in Richtung der Austrittsöffnung 46. In beiden Fällen wird diese Vergrößerung des Nutquerschnitts durch eine Vergrößerung der Nutbreite b₁, b₂ bewirkt, wobei die der Eintrittsöffnung 34 zugewandten Ecken 50 sowie die der Austrittsöffnung 46 zugewandten Ecken 52 der Reibbelagsegmente 14 zu diesem Zweck abgerundet sind. Die Eintritts- und Austrittsöffnungen 34, 46 sind demzufolge in der Art eines Trichters ausgebildet.
Die erste Nut 30 mündet in der in 2 gezeigten Draufsicht tangential in die zweite Nut 38. So bildet ein Rand 54 der ersten Nut 30 eine Tangente zu der kreisförmigen Kontur 42 der zweiten Nut 38 aus. Ferner bildet die erste Radiale 36 eine Tangente zu einem gedachten Kreis 56, der in der zweiten Nut 38 gleichmäßig von der kreisförmigen Kontur 42 beabstandet einliegt und durch den ersten und zweiten Umlenkpunkt 32, 40 verläuft. Der gedachte Kreis 56 ist konzentrisch zu der kreisförmigen Kontur 42 ausgebildet. Auch die dritte Nut 44 mündet in der in 2 gezeigten Draufsicht tangential in die zweite Nut 38. So bildet wiederum ein Rand 54 der dritten Nut 44 eine Tangente zu der kreisförmigen Kontur 42 der zweiten Nut 38 aus. Ferner bildet die zweite Radiale 48 eine Tangente zu dem gedachten Kreis 56 aus.
Die dritte Nut 44 mündet in der in 2 gezeigten Draufsicht unter Ausbildung einer radial nach innen weisenden Führungszunge 58 an einem der Reibbelagsegmente 14 in die zweite Nut 38. Die radial nach innen weisenden Führungszunge 58 kann durch entsprechende Abstimmung von der Nutbreite b₃ der dritten Nut 44 auf den Radius der kreisförmigen Kontur 42 der zweiten Nut 38 erzeugt werden. Ferner mündet die erste Nut 30 in der gezeigten Draufsicht unter Ausbildung einer radial nach außen weisenden Führungszunge 60 an einem der Reibbelagsegmente 14 in die zweite Nut 38. Die radial nach außen weisende Führungszunge 60 kann wiederum durch entsprechende Abstimmung von der Nutbreite b₁ der ersten Nut 30 auf den Radius der kreisförmigen Kontur 42 der zweiten Nut 38 erzeugt werden. Beide Führungszungen bewirken eine Verwirbelung des Öls und eine Erhöhung des Drucks innerhalb der zweiten Nut 38.
Wie aus 1 ersichtlich, sind in der Reibfläche 16 mehrere Nutensätze 22 vorgesehen. Die Nutensätze 22 wechseln sich in Umfangsrichtung 26, 28 mit Nutensätzen 62 ab, die im Wesentlichen den Aufbau der Nutensätze 22 haben, so dass diesbezüglich auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann. Die Nutensätze 62 unterscheiden sich jedoch dahingehend von den Nutensätzen 22, dass die zweite Nut 38 des Nutensatzes 62 gegenüber der zweiten Nut 38 des Nutensatzes 22 in radialer Richtung nach außen versetzt angeordnet ist. So sind in dieser Ausführungsform die zweiten Nuten 38 der einander benachbarten Nutensätze 22 und 62 in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass sich die zweite Nut 38 der Nutensätze 62 in entgegengesetzter Umfangsrichtung 26 von dem ersten Umlenkpunkt 32 zu dem zweiten Umlenkpunkt 40 erstreckt. Somit erstrecken sich die zweiten Nuten 38, 38 von einander benachbarten Nutensätzen 22, 62 jeweils in entgegengesetzte Umfangsrichtungen 26 und 28 von dem ersten zu dem zweiten Umlenkpunkt 32, 40.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform eines einzelnen Nutensatzes 22' für das Reibteil 2 von 1 unter Bezugnahme auf 3 erläutert, in der der Ausschnitt A von 1 vergrößert dargestellt ist. Die zweite Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, so dass nachstehend lediglich die Unterschiede erläutert werden. Ferner werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, wobei diesbezüglich die vorangehende Beschreibung entsprechend gilt.
Die zweite Nut 38 des Nutensatzes 22' weist im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform von 2 eine ellipsenförmige Kontur 64 auf. Die so genannte große Achse 66, die in 3 gestrichelt dargestellt ist, der ellipsenförmigen Kontur 64 erstreckt sich zwischen dem ersten Umlenkpunkt 32 und dem zweiten Umlenkpunkt 40. In Analogie zu der ersten Ausführungsform bildet die erste Radiale 36 und die zweite Radiale 48 eine Tangente zu einer gedachten Ellipse 68 aus, während die Ränder 54, 54 der ersten und dritten Nut 30, 44 eine Tangente zu der ellipsenförmigen Kontur 64 ausbilden.
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform eines einzelnen Nutensatzes 22'' für das Reibteil 2 von 1 unter Bezugnahme auf 4 erläutert, in der der Ausschnitt A von 1 vergrößert dargestellt ist. Die dritte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten und zweiten Ausführungsform, so dass nachstehend lediglich die Unterschiede erläutert werden. Ferner werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, wobei diesbezüglich die vorangehende Beschreibung entsprechend gilt.
Die zweite Nut 38 des Nutensatzes 22'' weist im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform von 2 eine rechteckförmige Kontur 70 auf. Die Ecken 72 der rechteckigen Kontur 70 sind dabei abgerundet. In Analogie zu der ersten Ausführungsform bildet die erste Radiale 36 und die zweite Radiale 48 eine Tangente zu einem gedachten Rechteck 74 mit abgerundeten Ecken aus, während die Ränder 54, 54 der ersten und dritten Nut 30, 44 eine Tangente zu der rechteckförmigen Kontur 70 ausbilden.

2: Reibteil
4: Reibbelagträger
6: innerer Rand des Reibbelagträgers
8: äußerer Rand des Reibbelagträgers
10: Zähne
12: Reibbelag
14: Reibbelagsegmente
16: Reibfläche
18: Innenrand der Reibfläche
20: Außenrand der Reibfläche
22, 22', 22'': Nutensätze
24: Drehachse des Reibteils
26: Umfangsrichtung
28: entgegengesetzte Umfangsrichtung
30: erste Nut
32: erster Umlenkpunkt
34: Eintrittsöffnung
36: erste Radiale
38: zweite Nut
40: zweiter Umlenkpunkt
42: kreisförmige Kontur
44: dritte Nut
46: Austrittsöffnung
48: zweite Radiale
50: Ecken der Reibbelagsegmente
52: Ecken der Reibbelagsegmente
54: Rand der ersten/dritten Nut
56: gedachter Kreis
58: radial nach innen weisende Führungszunge
60: radial nach außen weisende Führungszunge
62: Nutensatz
64: ellipsenförmige Kontur
66: große Achse
68: gedachte Ellipse
70: rechteckförmige Kontur
72: Ecken der rechteckförmigen Kontur
74: gedachtes Rechteck
b₁: Nutbreite der ersten Nut
b₂: Nutbreite der zweiten Nut
b₃: Nutbreite der dritten Nut
t: Nuttiefe

Claims

Reibteil (2) für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche (16), die einen Innenrand (18) und einen Außenrand (20) aufweist, wobei in der Reibfläche (16) mindestens ein Nutensatz (22, 22', 22'', 62) mit einer ersten Nut (30), die sich von dem Innenrand (18) zu einem ersten Umlenkpunkt (32) zwischen dem Innenrand (18) und dem Außenrand (20) erstreckt, einer an die erste Nut (30) anschließenden zweiten Nut (38), die sich von dem ersten Umlenkpunkt (32) in Umfangsrichtung (26, 28) zu einem zweiten Umlenkpunkt (40) erstreckt, und einer an die zweite Nut (38) anschließenden dritten Nut (44), die sich von dem zweiten Umlenkpunkt (40) zu dem Außenrand (20) erstreckt, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nut (38) einen größeren Nutquerschnitt als die erste und dritte Nut (30, 44) aufweist.
Reibteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Nut (30) entlang einer ersten Radialen (36) und die dritte Nut (44) entlang einer zweiten Radialen (48) erstreckt.
Reibteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Nut (30) geradlinig entlang der ersten Radialen (36) und die dritte Nut (44) geradlinig entlang der zweiten Radialen (48) erstreckt.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Nutquerschnitt der zweiten Nut (38) ausgehend von dem ersten Umlenkpunkt (32) in Umfangsrichtung (26, 28) vergrößert und anschließend bis zu dem zweiten Umlenkpunkt (40) verkleinert.
Reibteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Nutquerschnitt der zweiten Nut (38) kontinuierlich vergrößert und/oder verkleinert.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nut (38) in der Draufsicht eine kreisförmige Kontur (42) aufweist.
Reibteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nut (38) in der Draufsicht eine ellipsenförmige Kontur (64) aufweist.
Reibteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die große Achse (66) der ellipsenförmigen Kontur (64) in Umfangsrichtung (26, 28), vorzugsweise zwischen dem ersten Umlenkpunkt (32) und dem zweiten Umlenkpunkt (40), erstreckt.
Reibteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nut (38) in der Draufsicht eine rechteckförmige Kontur (70) aufweist, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken (72).
Reibteil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nut (30) und/oder die dritte Nut (44) in der Draufsicht tangential in die zweite Nut (38) münden.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Nut (44) in der Draufsicht unter Ausbildung einer radial nach innen weisenden Führungszunge (58) in die zweite Nut (38) mündet.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nut (30) in der Draufsicht unter Ausbildung einer radial nach außen weisenden Führungszunge (60) in die zweite Nut (38) mündet.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Nutensätze (22, 22', 22'', 62) vorgesehen sind, wobei die zweiten Nuten (38) von einander benachbarten Nutensätzen (22, 22', 22''; 62) in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Reibteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweiten Nuten (38) von einander benachbarten Nutensätzen (22, 22', 22''; 62) jeweils in entgegengesetzte Umfangsrichtungen (26; 28) von dem ersten zu dem zweiten Umlenkpunkt (32, 34) erstrecken.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nut (30) eine Eintrittsöffnung (34) an dem Innenrand (18) und die dritte Nut (44) eine Austrittsöffnung (46) an dem Außenrand (20) ausbildet.
Reibteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutquerschnitt der ersten Nut (30) in Richtung der Eintrittsöffnung (34), vorzugsweise kontinuierlich, vergrößert ist.
Reibteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Nutquerschnitt der dritten Nut (44) in Richtung der Austrittsöffnung (46), vorzugsweise kontinuierlich, vergrößert ist.
Reibteil nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung des Nutquerschnitts der Nuten (22, 22', 22'', 62) in Erstreckungsrichtung ausschließlich durch eine Veränderung der Nutbreite (b₁, b₂, b₃) in Erstreckungsrichtung bewirkt ist.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (2) einen Reibbelagträger (4) und einen an dem Reibbelagträger (4) angeordneten Reibbelag (12), vorzugsweise einen Papierreibbelag, zur Ausbildung der Reibfläche (16) aufweist.
Reibteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (12) mehrere Reibbelagsegmente (14) umfasst, die derart an dem Reibbelagträger (4) angeordnet sind, dass die Nuten (30, 38, 44) zwischen den Reibbelagsegmenten (14) ausgebildet sind.
Reibteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die den Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen (34, 46) zugewandten Ecken (52, 54) der Reibbelagsegmente (14) abgerundet sind.
Reibteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (2) eine Lamelle für eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse ist.
Reibschlüssig arbeitende Einrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise eine Kupplung, eine Bremse oder eine Synchronisierungseinrichtung, mit mindestens einem Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Reibschlüssig arbeitende Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Nass- und/oder Lamellenkupplung oder die Bremse eine Lamellenbremse ist.