DE102011076035A1

DE102011076035A1 - Lamellenbremse und Lamelle einer Lamellenbremse

Info

Publication number: DE102011076035A1
Application number: DE102011076035A
Authority: DE
Inventors: Eduard Heilig; Roland Tretter; Michael Siber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lamellenbremse (1), umfassend ein Gehäuse (2), ein Innenlamellen (5) und Außenlamellen (6) aufweisendes Lamellenpaket sowie einen Lamellenträger (8), wobei das Gehäuse (2) ein Mitnahmeprofil (3) mit Längsnuten (4) und die Außenlamellen (6) ein Mitnahmeprofil (9) mit in die Längsnuten (4) eingreifenden Vorsprüngen (10) aufweisen. Es wird vorgeschlagen, dass die Vorsprünge (10) der Außenlamellen (6) eine kreisbogenförmige Kontur und die Längsnuten (4) einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lamellenbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Lamelle für eine Lamellenbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.
Lamellenbremsen und Lamellenkupplungen sind als Schaltelemente für Getriebe bekannt. Ein solches Schaltelement umfasst ein Lamellenpaket, welches aus Innenlamellen mit einem am Innenumfang angeordneten Mitnahmeprofil und aus Außenlamellen mit einem Mitnahmeprofil am Außenumfang besteht. Die Mitnahmeprofile der Innen- und Außenlamellen stehen mit einem Innen- und Außenlamellenträger mit entsprechendem Mitnahmeprofil in Eingriff. Bekannte Mitnahmeprofile für Lamellen sind Keilwellenprofile oder Evolventenprofile. Da die Lamellen in der Regel in Öl laufen, muss das Öl kontinuierlich zu- und abgeführt werden. Bei Lamellenbremsen ist das Mitnahmeprofil, an welchem sich die Außenlamellen abstützen, in ein Gehäuse eingearbeitet. Nachteilig bei Evolventen- oder Keilwellenprofilen ist, dass die Verzahnungen der Profile durch Verzahnungsstoßen hergestellt werden müssen, was auf einer Mehrzweckbearbeitungsmaschine nicht ohne Weiteres möglich ist. Um das komplette Gehäuse zu bearbeiten, wäre eine Umsetzung des Gehäuses auf unterschiedliche Bearbeitungsmaschinen notwendig.
Durch die DE 103 02 257 A1 der Anmelderin wurde eine Lamellenkupplung mit einem Lamellenträger bekannt, der ein Mitnahmeprofil mit halbkreisförmigen Ausschnitten aufweist. Das Mitnahmeprofil des Lamellenträgers dient der Aufnahme von Innenlamellen, welche ein entsprechendes Mitnahmeprofil mit halbkreisförmigen Vorsprüngen aufweisen. Die im Querschnitt halbkreisförmigen Ausschnitte, welche auf dem Lamellenträger Längsnuten bilden, werden spangebend durch Bohren hergestellt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamellenbremse der eingangs genannten Art kostengünstig herzustellen und eine Ölzu- und -abfuhr für das Lamellenpaket sicherzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung weisen die Vorsprünge des Mitnahmeprofils der Außenlamellen eine kreisbogenförmige Kontur und die Längsnuten des Mitnahmeprofils im Gehäuse einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Längsnuten auf einer handelsüblichen Werkzeugmaschine in einer Aufspannung hergestellt werden können, d. h. das Gehäuse muss nicht zur Herstellung des Mitnahmeprofils umgespannt werden. Dadurch werden die Arbeitszeit verkürzt und die Herstellkosten gesenkt. Die Längsnuten im Gehäuse können vorzugsweise mit einem Fräswerkzeug, insbesondere einem stirnseitig abtragenden Fingerfräser hergestellt werden. Daraus resultiert der kreisbogenförmige Querschnitt der Längsnuten. Das Mitnahmeprofil der Lamellen mit kreisbogenförmiger Kontur der Vorsprünge kann vorzugsweise durch Stanzen hergestellt werden. Der Umfang des Kreisbogens kann mehr oder weniger als 180 Grad betragen; vorzugsweise ist die Kontur der Vorsprünge halbkreisförmig ausgebildet, d. h. der Umfang des Kreisbogens beträgt 180 Grad.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Vorsprünge der Außenlamellen Durchtrittsöffnungen auf, welche einen Ölkanal zur Abfuhr des dem Lamellenpaket zugeführten Ölstromes bilden. Die Durchtrittsöffnungen in den Außenlamellen liegen also in Axialrichtung fluchtend hintereinander und bilden somit einen durchgehenden Ölkanal, in welchem sich das von radial innen nach radial außen strömende Öl sammelt und in axialer Richtung abfließen kann. Die Durchtrittsöffnungen können als Bohrungen oder als offene Schlitze ausgebildet sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchtrittsöffnungen als Ausschnitte ausgebildet, d. h. zur Kontur der Vorsprünge nach außen geöffnet. Die Ausschnitte erstrecken sich vom Scheitel der halbkreisförmigen Kontur radial nach innen, sodass der halbkreisförmige Vorsprung durch einen Einschnitt in der Mitte geteilt wird.
Bevorzugt erstreckt sich der Ausschnitt in den Vorsprüngen etwa bis zum Fußkreis des Mitnahmeprofils. Damit werden einerseits ein hinreichender Durchflussquerschnitt für das abströmende Öl und andererseits eine ausreichende Festigkeit der Vorsprünge zur Abstützung des Bremsmomentes im Gehäuse erreicht.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind bei einer Lamelle für eine Lamellenbremse für das Mitnahmeprofil Vorsprünge mit einer kreisbogenförmigen Kontur vorgesehen, in welcher eine Durchtrittsöffnung angeordnet ist, welche bevorzugt als nach außen offener Ausschnitt ausgebildet ist. Den kreisbogenförmigen Vorsprüngen, die auch als Eingriffselemente bezeichnet werden, sind im Querschnitt kreisbogenförmige Längsnuten eines Mitnahmeprofils in einem Gehäuse der Lamellenbremse zugeordnet. Die kreisbogenförmige Kontur ist aus fertigungstechnischen Gründen für das Gehäuse vorgegeben. Die Durchtrittsöffnungen bzw. die Ausschnitte ermöglichen einen axial gerichteten Ölabfluss. Im Falle eines offenen Ausschnittes in den Vorsprüngen wird der Ölkanal zusätzlich durch die Wandung der Längsnut im Gehäuse gebildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
1 einen Radialschnitt durch eine Lamellenbremse mit erfindungsgemäßem Mitnahmeprofil,
2 einen Axialschnitt durch die Lamellenbremse gemäß 1,
3 eine Außenlamelle mit erfindungsgemäßem Mitnahmeprofil und
3a eine Einzelheit aus 3.
1 zeigt einen Radialschnitt durch eine Lamellenbremse 1 mit einem Gehäuse 2, welches als Gusskörper ausgebildet und daher spangebend zu bearbeiten ist. Das Gehäuse 2 weist eine Axialbohrung (ohne Bezugszahl) mit einem Mitnahmeprofil 3 auf, welches eine Vielzahl von auf dem Umfang verteilten Längsnuten 4 mit etwa halbkreisförmigen Querschnitten aufweist. Die Lamellenbremse 1 umfasst ein Lamellenpaket 12 (vgl. 2), welches sich aus Innenlamellen 5 und Außenlamellen 6 zusammensetzt. Die Innenlamellen 5 weisen ein Mitnahmeprofil 7 auf, welches in Eingriff mit einem Mitnahmeprofil eines Lamellenträgers 8 (Innenlamellenträger 8) steht. Die Außenlamelle 6 weist ein Mitnahmeprofil 9 mit halbkreisförmigen Vorsprüngen 10 auf, welche in Eingriff mit den halbkreisförmigen Längsnuten 4 im Gehäuse 2 stehen. Die Außenlamellen 6 werden somit am Gehäuse 2 abgestützt. In den Vorsprüngen 10 der Außenlamellen 6 sind radial verlaufende Schlitze oder Ausschnitte 11 angeordnet, welche einen in Axialrichtung durchgehenden Ölkanal bilden. Der Querschnitt des Ölkanals wird somit einerseits durch die Kontur der Ausschnitte 11 und andererseits durch die kreisbogenförmige Kontur der Längsnuten 4 begrenzt.
2 zeigt einen Ausschnitt der Lamellenbremse 1 in einem Axialschnitt, in welchem das Lamellenpaket 12, bestehend aus einer Vielzahl von Innenlamellen 5 und Außenlamellen 6, erkennbar ist. Die Vorsprünge 10 der Außenlamellen 6 stützen sich in den Längsnuten 4 im Gehäuse 2 ab. Der Ölkanal, welcher durch die in 1 dargestellten Ausschnitte 11 und die Längsnuten 4 im Gehäuse 2 gebildet wird, ist durch einen in Axialrichtung weisenden Pfeil A angedeutet. Wie durch weitere Pfeile R dargestellt, tritt das Öl zur Schmierung und Kühlung des Lamellenpakets 12 durch den Innenlamellenträger 8 von radial innen nach radial außen in das Lamellenpaket 12 ein und durchströmt dieses in radialer Richtung, bis es sich in dem radial außen liegenden Ölkanal A sammelt. Radial innerhalb des Innenlamellenträgers 8 befindet sich eine Lamellenkupplung (ohne Bezugszahl), welche ebenfalls von Öl in radialer Richtung durchströmt wird, was durch Pfeile P angedeutet ist.
Bei Betätigung der Lamellenbremse 1 wird das Lamellenpaket 12 in axialer Richtung zusammengepresst, wodurch ein Reibschluss zwischen den Innenlamellen 5 und den Außenlamellen 6 hergestellt wird. Dadurch wird der Innenlamellenträger 8 abgebremst; das Bremsmoment stützt sich über die Vorsprünge 10 der Außenlamellen 6 am Gehäuse 2 ab.
3 zeigt eine Außenlamelle 6 als Einzelteil, und zwar in einer Draufsicht und in einem Axialschnitt. Die Außenlamelle 6 weist ein äußeres Mitnahmeprofil 9 mit Vorsprüngen 10 auf, welche als vergrößerte Einzelheit X in 3a dargestellt sind.
Der Vorsprung 10 ist durch den Ausschnitt 11 in zwei symmetrisch angeordnete Teilvorsprünge 10a, 10b geteilt. Die Teilvorsprünge 10a, 10b weisen jeweils eine kreisbogenförmige Kontur 10c auf, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens mit M bezeichnet ist. Der Radius der Kreisbogenkontur 10c ist mit r bezeichnet. Der Ausschnitt 11, welcher als schlitzartiger Einschnitt ausgebildet ist, verläuft von außen nach innen in radialer Richtung und erstreckt sich etwa bis auf Höhe des Fußkreises F des Mitnahmeprofils 9. Der Ausschnitt 11 verläuft von außen nach radial innen leicht konisch, d. h. sich verengend. Dadurch ergibt sich für die Teilvorsprünge 10a, 10b eine größere Breite im Bereich des Fußkreises und daher eine höhere Zahnfußfestigkeit.
Anstelle des nach außen offenen Schlitzes oder Ausschnittes 11 kann auch – was in der Zeichnung nicht dargestellt ist – innerhalb des Vorsprunges 10, d. h. innerhalb der Kreisbogenkontur eine Bohrung oder eine andere geschlossene Öffnung vorgesehen sein. Damit wird ebenfalls eine Durchtrittsöffnung für einen Ölkanal geschaffen; gleichzeitig wird die Festigkeit des Vorsprunges 10 aufgrund der geschlossenen Kreisbogenkontur erhöht.
Bezugszeichenliste

1: Lamellenbremse
2: Gehäuse
3: Mitnahmeprofil (Gehäuse)
4: Längsnut
5: Innenlamelle
6: Außenlamelle
7: Mitnahmeprofil (Innenlamelle)
8: Lamellenträger
9: Mitnahmeprofil (Außenlamelle)
10: Vorsprung
10a: Teilvorsprung
10b: Teilvorsprung
10c: Kreisbogenkontur
11: Ausschnitt
12: Lamellenpaket
A: Ölabfluss
B: Ölzufluss
F: Fußkreis
M: Mittelpunkt
P: Ölzufluss
r: Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10302257 A1 [0003]

Claims

Lamellenbremse (1), umfassend ein Gehäuse (2), ein Innenlamellen (5) und Außenlamellen (6) aufweisendes Lamellenpaket (12) sowie einen Lamellenträger (8), wobei das Gehäuse (2) ein Mitnahmeprofil (3) mit Längsnuten (4) und die Außenlamellen (6) ein Mitnahmeprofil (9) mit in die Längsnuten (4) eingreifenden Vorsprüngen (10) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (10) der Außenlamellen (6) eine kreisbogenförmige Kontur (10c) und die Längsnuten (4) einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen.
Lamellenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Vorsprünge (10) halbkreisförmig ausgebildet ist.
Lamellenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Längsnuten (4) halbkreisförmig ausgebildet ist.
Lamellenbremse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (10) der Außenlamellen (6) Durchtrittsöffnungen (11), welche einen Ölkanal bilden, aufweisen.
Lamellenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen als Ausschnitte (11) ausgebildet sind.
Lamellenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschnitte (11) von der Kreisbogenkontur radial nach innen gerichtet sind.
Lamellenbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnahmeprofil (9) einen Fußkreis (F) aufweist und dass die Ausschnitte (11) sich etwa bis zum Fußkreis (F) erstrecken.
Lamelle einer Lamellenbremse, ausgebildet als Außenlamelle (6) mit einem Mitnahmeprofil (9), welches umfangsseitig angeordnete, als Vorsprünge (10) ausgebildete Eingriffselemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (10) eine kreisbogenförmige Kontur (10c) und innerhalb der Kontur (10c) angeordnete Durchtrittsöffnungen (11) aufweisen.
Lamelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (10c) etwa halbkreisförmig ausgebildet ist.
Lamelle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung als symmetrischer Ausschnitt (11) ausgebildet ist, der sich von der Kontur radial nach innen erstreckt.