DE102012014804A1

DE102012014804A1 - Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung

Info

Publication number: DE102012014804A1
Application number: DE201210014804
Authority: DE
Inventors: Markus Otremba
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-01-30
Also published as: CN103573882A; CN103573882B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reibteil (2) für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche (34), die einen Innenrand (36) und einen Außenrand (38) aufweist, wobei in der Reibfläche (34) eine umlaufende erste Nut (44), die sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten (46, 48) erstreckt, und eine in radialer Richtung (8) außerhalb der umlaufenden ersten Nut (44) angeordnete umlaufende zweite Nut (58), die sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten (60, 62) erstreckt, vorgesehen sind, wobei eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand (36) und der umlaufenden ersten Nut (44), zwischen der umlaufenden ersten Nut (44) und der umlaufenden zweiten Nut (58) und zwischen der umlaufenden zweiten Nut (58) und dem Außenrand (38) vorgesehen ist. Die erste und zweite Nut (44, 58) sind voneinander beabstandet, wobei mehrere Verbindungsnuten (72) zwischen der ersten und zweiten Nut (44, 58) zur Erzielung der Strömungsverbindung zwischen der ersten und zweiten Nut (44, 58) vorgesehen sind.

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 eine umlaufende erste Nut, die sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten erstreckt, und eine in radialer Richtung außerhalb der umlaufenden ersten Nut angeordnete umlaufende zweite Nut, die sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten erstreckt, wobei eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand und der umlaufenden ersten Nut, zwischen der umlaufenden ersten Nut und der umlaufenden zweiten Nut und zwischen der umlaufenden zweiten Nut und dem Außenrand vorgesehen ist.
Aus der DE 103 42 271 A1 ist ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung bekannt, wobei es sich bei dem Reibteil um eine Reibbelaglamelle handelt. Die Reibbelaglamelle weist eine ringförmige Reibfläche mit einen Innenrand und einem Außenrand auf. In der Reibfläche sind eine umlaufende erste Nut und eine umlaufende zweite Nut vorgesehen. Die innenliegende umlaufende erste Nut erstreckt sich zickzackförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten. Die radial innenliegenden ersten Umlenkpunkte sind dabei an dem Innenrand der Reibfläche angeordnet, so dass die umlaufende erste Nut unmittelbar an den Innenrand angrenzt, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand und der umlaufenden ersten Nut zu erzielen. Die umlaufende zweite Nut ist in radialer Richtung außerhalb der umlaufenden ersten Nut angeordnet und erstreckt sich zickzackförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten. Die radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkte sind an dem Außenrand der Reibfläche angeordnet, so dass die umlaufende zweite Nut unmittelbar an den Außenrand angrenzt, um eine Strömungsverbindung zwischen der umlaufenden zweiten Nut und dem Außenrand zu erzielen. Die radial innenliegenden Umlenkpunkte der umlaufenden zweiten Nut entsprechen den radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten der umlaufenden ersten Nut, so dass die umlaufende erste Nut und die umlaufende zweite Nut unmittelbar aneinander angrenzen, um eine Strömungsverbindung zwischen der umlaufenden ersten Nut und der umlaufenden zweiten Nut zu schaffen.
Das bekannte Reibteil in Form einer Reibbelaglamelle hat sich bewährt, ist jedoch verbesserungswürdig. So ist zum einen die Öldurchflusszeit relativ gering, was zu einer relativ geringen Wärmeaufnahme seitens des Kühlöls führt. Mithin wird dem Reibteil relativ wenig Wärme entzogen, wobei ein Überhitzen des Reibteils zu einem erhöhten Verschleiß und zu verschlechterten Reibeigenschaften führt. Des Weiteren führt die Verwendung des bekannten Reibteils innerhalb einer reibschlüssig arbeitenden Einrichtung, wie beispielsweise einer Lamellenkupplung, zu einem relativ hohen Schleppmoment zwischen den einander benachbarten und voneinander getrennten Reibteilen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung zu schaffen, das einerseits eine große Sicherheit gegen Verschleiß bietet und andererseits eine Reduzierung des Schleppmoments in der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung bewirkt.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Reibteil ist für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung konzipiert. So kann es sich bei der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung beispielsweise um eine Lamellenkupplung oder Lamellenbremse handeln, während das Reibteil von einer Reiblamelle gebildet wird. Das Reibteil weist eine ringförmige Reibfläche auf. Die ringförmige Reibfläche kann beispielsweise von dem Reibteil selbst oder einem auf dem Reibteil aufgebrachten Reibbelag gebildet werden. Die ringförmig ausgebildete Reibfläche weist einen Innenrand, also einen radial nach innen weisenden Rand, und einen Außenrand auf, der radial nach außen weist. In der Reibfläche ist eine umlaufende erste Nut vorgesehen, die beispielsweise der Zu- und Abfuhr eines Kühl- oder/und Schmiermittels, vorzugsweise von Kühlöl, dienen kann. Unter einer umlaufenden Nut kann hier wie auch nachstehend insbesondere eine in Umfangsrichtung durchgehende, vorzugsweise in Umfangsrichtung geschlossene, besonders bevorzugt eine ringförmig ausgebildete Nut, verstanden werden. Auch ist es bevorzugt, wenn die umlaufende Nut als vollständig umlaufende Nut ausgebildet ist, sich also mindestens über einen Bereich von 360° erstreckt. Die umlaufende erste Nut erstreckt sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten in der ringförmigen Reibfläche. Darüber hinaus ist in der ringförmigen Reibfläche eine in radialer Richtung außerhalb der umlaufenden ersten Nut angeordnete umlaufende zweite Nut vorgesehen. So kann bei der umlaufenden ersten Nut auch von der innenliegenden umlaufenden Nut und bei der umlaufenden zweiten Nut auch von der außenliegenden umlaufenden Nut gesprochen werden. Hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen der umlaufenden zweiten Nut sei auf die bereits vorangehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der umlaufenden ersten Nut verwiesen. Auch die zweite Nut erstreckt sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten. Um ein Hindurchströmen des Kühlöles in radialer Richtung durch die Nuten in der ringförmigen Reibfläche zu ermöglichen, besteht eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand und der umlaufenden ersten Nut, zwischen der umlaufenden ersten Nut und der umlaufenden zweiten Nut und zwischen der umlaufenden zweiten Nut und dem Außenrand. Im Gegensatz zu dem aus der DE 103 42 271 A1 bekannten Nutmuster fallen die außenliegenden ersten Umlenkpunkte der ersten Nut jedoch nicht mit den innenliegenden zweiten Umlenkpunkten der zweiten Nut zusammen, um die Strömungsverbindung zwischen der umlaufenden ersten Nut und der umlaufenden zweiten Nut zu erreichen. Die erste und zweite Nut sind vielmehr voneinander beabstandet, wobei mehrere Verbindungsnuten zwischen der ersten und zweiten Nut zur Erzielung der Strömungsverbindung zwischen der ersten und zweiten Nut vorgesehen sind.
Indem die erste und zweite Nut voneinander beabstandet und mehrere einzelne Verbindungsnuten zwischen der ersten und zweiten Nut vorgesehen sind, kann die Durchflusszeit des Kühlöls verlängert werden, so dass das Kühlöl mehr Wärme aufnehmen und das Reibteil besser gekühlt werden kann, was letztlich zu einem geringeren Verschleiß an dem Reibteil führt. Überdies hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass durch die Beabstandung der umlaufenden ersten Nut und der umlaufenden zweiten Nut voneinander und deren Verbindung über die Verbindungsnuten ein ähnlich gutes oder sogar verringertes Schleppmoment erzielt werden kann.
Zusammenfassend ist somit zu sagen, dass ein Reibteil geschaffen wurde, das gut kühlbar ist, einen geringen temperaturbedingten Verschleiß aufweist und innerhalb der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung ein geringes Schleppmoment erzeugt.
Grundsätzlich können die zuvor erwähnten Verbindungsnuten jedwede Form oder Ausrichtung aufweisen. Es hat sich in diesem Zusammenhang jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die Verbindungsnuten entlang einer Radialen ausgehend von der umlaufenden ersten Nut zu der umlaufenden zweiten Nut erstrecken, um die eingangs genannten Vorteile noch zu verstärken, wie dies in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils der Fall ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils sind die Verbindungsnuten geradlinig ausgebildet, weisen demzufolge keine Krümmung oder keinen Knick auf.
Grundsätzlich können die Verbindungsnuten an jedweder Stelle in die umlaufende erste Nut einerseits und die umlaufende zweite Nut andererseits einmünden. So ist es beispielsweise möglich, dass die Verbindungsnuten zwischen den jeweiligen ersten oder zweiten Umlenkpunkten in die jeweilige umlaufende erste oder zweite Nut einmünden. Ebenso ist es denkbar, wenn sich die Verbindungsnuten von den innenliegenden ersten Umlenkpunkten der umlaufenden ersten Nut zu den außenliegenden zweiten Umlenkpunkten der umlaufenden zweiten Nut erstrecken. Durch die letztgenannte Anordnung könnte die Öldurchflusszeit in besonders starkem Maße erhöht werden. Da die Öldurchflusszeit jedoch bereits durch das Vorsehen der Verbindungsnuten erhöht ist, erstrecken sich die Verbindungsnuten in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils von den außenliegenden ersten Umlenkpunkten der umlaufenden ersten Nut zu den innenliegenden zweiten Umlenkpunkten der umlaufenden zweiten Nut, um eine angemessene Durchflusszeit des Kühlöles zu erzielen, die einerseits eine ausreichende Wärmeaufnahme durch das Kühlöl ermöglicht und andererseits einen Wärmestau an dem Reibteil verhindert. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn jedem der außenliegenden ersten Umlenkpunkte der umlaufenden ersten Nut und jedem der innenliegenden zweiten Umlenkpunkte der umlaufenden zweiten Nut eine Verbindungsnut zugeordnet ist, um eine gute Kühlung zu gewährleisten.
Grundsätzlich könnten sich die Verbindungsnuten über die außenliegenden ersten Umlenkpunkte oder/und die innenliegenden zweiten Umlenkpunkte hinaus erstrecken, also die umlaufende erste Nut oder/und die umlaufende zweite Nut kreuzen. Auf diese Weise könnte beispielsweise eine an den außenliegenden ersten Umlenkpunkt oder/und den innenliegenden zweiten Umlenkpunkten angrenzende Sacknut oder Durchgangsnut geschaffen werden. Es hat sich hinsichtlich der Kühlung des Reibteils jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Verbindungsnuten an den außenliegenden ersten Umlenkpunkten oder/und den innenliegenden zweiten Umlenkpunkten enden und somit lediglich in die umlaufende erste Nut oder/und die umlaufende zweite Nut einmünden, diese aber nicht kreuzen, wie dies in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils der Fall ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils sind der Innenrand und die erste Nut im Gegensatz zu dem aus der DE 103 42 271 A1 bekannten Nutmuster voneinander beabstandet. Um bei dieser Ausführungsform dennoch die zuvor erwähnte Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand und der ersten Nut zu erzielen, sind mehrere Innenrandnuten vorgesehen, die sich von dem Innenrand der Reibfläche zu der ersten Nut erstrecken. Auch die Innenrandnuten können grundsätzlich jedwede Form und Erstreckungsrichtung aufweisen, es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich die Innenrandnuten entlang einer Radialen erstrecken oder/und geradlinig ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn sich die Innenrandnuten ausgehend von dem Innenrand zu den innenliegenden ersten Umlenkpunkten der umlaufenden ersten Nut erstrecken. Auch müssen die Innenrandnuten bei dieser Ausführungsform lediglich an den innenliegenden ersten Umlenkpunkten in die umlaufende erste Nut einmünden und müssen diese nicht zwangsläufig kreuzen. So ist es bei dieser Ausführungsform weiterhin bevorzugt, wenn die Innenrandnuten an den innenliegenden ersten Umlenkpunkten enden. Mit dieser Ausführungsform kann die Kühlung oder somit das temperaturbedingte Verschleißverhalten des Reibteils weiter verbessert werden.
Alternativ oder ergänzend, vorzugsweise ergänzend, zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind der Außenrand und die zweite Nut in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils voneinander beabstandet, wobei mehrere Außenrandnuten vorgesehen sind, die sich unter Erzielung der Strömungsverbindung zwischen dem Außenrand und der umlaufenden zweiten Nut von der umlaufenden zweiten Nut zu dem Außenrand erstrecken. Auch bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn sich die Außenrandnuten entlang einer Radialen erstrecken oder/und geradlinig ausgebildet sind. Wie bereits bei der vorangehenden Ausführungsform geschildert, ist es bei dieser Ausführungsform ferner besonders bevorzugt, wenn sich die Außenrandnuten von den außenliegenden zweiten Umlenkpunkten der umlaufenden zweiten Nut zu dem Außenrand erstrecken, wobei die Außenrandnuten gegebenenfalls an den außenliegenden zweiten Umlenkpunkten enden und die umlaufende zweite Nut mithin nicht kreuzen. Durch diese Ausführungsform wird die Kühlung und mithin das temperaturbedingte Verschleißverhalten des Reibteils weiter verbessert.
Die Kühlung des Reibteils ist ferner bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils verbessert, bei der die Innenrandnuten jeweils mit einer der Außenrandnuten in radialer Richtung fluchtend ausgebildet sind. Auch hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich die Innenrandnuten und die damit fluchtenden Außenrandnuten vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Radialen erstrecken.
Um das temperaturbedingte Verschleißverhalten des Reibteils weiter zu verbessern, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils jedem der innenliegenden ersten Umlenkpunkte eine Innenrandnut oder/und jedem der außenliegenden zweiten Umlenkpunkte eine Außenrandnut zugeordnet. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die erste Nut die gleiche Anzahl an innenliegenden und außenliegenden Umlenkpunkten wie die zweite Nut aufweist. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die innenliegenden oder außenliegenden ersten Umlenkpunkte auf einer gemeinsamen Radialen mit einem der außenliegenden oder innenliegenden zweiten Umlenkpunkte angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind somit vorzugsweise die innenliegenden ersten Umlenkpunkte jeweils auf einer gemeinsamen Radialen mit einem der außenliegenden zweiten Umlenkpunkte angeordnet, während die außenliegenden ersten Umlenkpunkte vorzugsweise auf einer gemeinsamen Radialen mit einem der innenliegenden zweiten Umlenkpunkte angeordnet sind, um eine verbesserte Kühlung des Reibteils zu erzielen.
Grundsätzlich können die Verbindungsnuten beliebig lang ausgebildet sein. Um jedoch eine besonders gute Kühlwirkung zu erzielen, weisen die Verbindungsnuten in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils eine Länge von mindestens 2 mm, vorzugsweise mindestens 3 mm, auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils weisen die Innen- oder/und Außenrandnuten eine Länge von mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 4 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm, auf, zumal hierdurch eine deutlich verbesserte Kühlwirkung erzielt werden kann.
Bei dem aus der DE 103 42 271 A1 bekannten Nutmuster hat es sich gezeigt, dass der innere Reibflächenabschnitt radial innerhalb der ersten Nut, der mittlere Reibflächenabschnitt zwischen der ersten und zweiten Nut und der äußere Reibflächenabschnitt außerhalb der zweiten Nut einem unterschiedlich starken Verschleiß unterworfen sind. Mit anderen Worten wird die Lebensdauer des Reibteils durch die Lebensdauer desjenigen Reibflächenabschnitts bestimmt, der am schnellsten verschleißt. Um die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Reibteils in dieser Hinsicht zu erhöhen, ist die Reibfläche in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils durch die erste und zweite Nut in einen inneren Reibflächenabschnitt radial innerhalb der ersten Nut, einen mittleren Reibflächenabschnitt zwischen der ersten und zweiten Nut und einen äußeren Reibflächenabschnitt radial außerhalb der zweiten Nut unterteilt, wobei die Reibflächenabschnitte jeweils eine effektive Reibflächenabschnittsgröße aufweisen, die maximal 3%, vorzugsweise maximal 2,5%, besonders bevorzugt maximal 1%, von einer gemeinsamen vorbestimmten Reibflächenabschnittssollgröße abweichen. Die effektive Reibflächenabschnittsgröße bezeichnet hierbei die Größe der tatsächlich in Reibeingriff bringbaren Fläche des jeweiligen Reibflächenabschnitts, also abzüglich etwaig vorhandener Innenrandnuten, Außenrandnuten, Verbindungsnuten oder anderer Vertiefungen in dem Reibflächenabschnitt, an denen keinen Reibeingriff erfolgt. Man kann bei dieser Ausführungsform auch davon sprechen, dass der innere Reibflächenabschnitt, der mittlere Reibflächenabschnitt und der äußere Reibflächenabschnitt zumindest annähernd die gleiche effektive Reibflächenabschnittsgröße aufweisen, wobei es bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt ist, wenn der innere Reibflächenabschnitt, der mittlere Reibflächenabschnitt und der äußere Reibflächenabschnitt die gleiche effektive Reibflächenabschnittsgröße aufweisen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils sind die zuvor erwähnten Reibflächenabschnitte durch die Innenrandnuten, die Verbindungsnuten und die Außenrandnuten in innere Reibflächenteilabschnitte gleicher Form oder/und Größe, mittlere Reibflächenteilabschnitte gleicher Form oder/und Größe und äußere Reibflächenteilabschnitte gleicher Form oder/und Größe unterteilt, um einerseits die Fertigung zu vereinfachen und andererseits ein gleichmäßiges Verschleißverhalten zu erzielen, welches letztlich zu einer erhöhten Lebensdauer führt. So sind die innere Reibflächenteilabschnitte des inneren Reibflächenabschnitts vorzugsweise hausförmig, die mittleren Reibflächenteilabschnitte des mittleren Reibflächenabschnitts vorzugsweise sechseckig und die äußeren Reibflächenteilabschnitte des äußeren Reibflächenabschnitts wiederum vorzugsweise hausförmig ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist es wiederum bevorzugt, wenn die Reibflächenteilabschnitte jeweils eine effektive Reibflächenteilabschnittsgröße aufweisen, die maximal 3%, maximal 2,5% oder maximal 1% von einer gemeinsamen vorbestimmten Reibflächenteilabschnittssollgröße abweichen. Auch in diesem Fall kann man davon sprechen, dass alle Reibflächenteilabschnitte zumindest annähernd die gleiche Größe aufweisen, um ein gleichmäßiges Verschleißverhalten zu erzielen. Die effektive Reibflächenteilabschnittsgröße beschreibt die Größe derjenigen Fläche des Reibflächenteilabschnitts, die tatsächlich in Reibeingriff bringbar ist, also abzüglich etwaiger weiterer Nuten, Vertiefungen oder ähnliches innerhalb des Reibflächenteilabschnitts, sofern derartige weitere Nuten, Vertiefungen oder ähnliches in dem Reibflächenteilabschnitt vorgesehen sind.
Um mit Hilfe des Reibteils innerhalb der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung ein besonders geringes Schleppmoment zu erzielen, weisen die erste Nut und die zweite Nut jeweils mehrere geradlinige erste Nutabschnitte, die sich in eine Umfangsrichtung von den innenliegenden Umlenkpunkten zu den außenliegenden Umlenkpunkten erstrecken, und mehrere geradlinige zweite Nutabschnitte auf, die sich in dieselbe Umfangsrichtung von den außenliegenden Umlenkpunkten zu den innenliegenden Umlenkpunkten erstrecken, wobei die ersten und zweiten Nutabschnitte vorzugsweise einen inneren Winkel einschließen, der kleiner als 110° oder kleiner als oder gleich 100° ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn der innere Winkel zwischen dem ersten und zweiten Nutabschnitt der ersten Nut kleiner als der innere Winkel zwischen dem ersten und zweiten Nutabschnitt der zweiten Nut ist, um beispielsweise die gleiche Anzahl von außenliegenden und innenliegenden Umlenkpunkten für die erste und die zweite Nut realisieren zu können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils sind die innenliegenden ersten Umlenkpunkte auf einem inneren Kreis mit einem ersten Radius und die außenliegenden ersten Umlenkpunkte auf einem äußeren Kreis mit einem zweiten Radius angeordnet, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei der erste Radius kleiner als der zweite Radius ist. Alternativ oder ergänzend sind die innenliegenden zweiten Umlenkpunkte bei dieser Ausführungsform auf einem inneren Kreis mit einem dritten Radius und die außenliegenden zweiten Umlenkpunkte auf einem äußeren Kreis mit einem vierten Radius angeordnet, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei der dritte Radius kleiner als der vierte Radius und besonders bevorzugt größer als der zweite Radius ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn die der ersten Nut zugeordneten inneren und äußeren Kreise konzentrisch zu den der zweiten Nut zugeordneten inneren und äußeren Kreise angeordnet sind.
Es hat sich gezeigt, dass das Reibteil insbesondere dann seine zuvor erwähnten Vorteile entfaltet, wenn das Nutmuster im Wesentlichen von den zuvor erwähnten Nuten, also der ersten Nut, der zweiten Nut, den Verbindungsnuten und gegebenenfalls den Innen- oder/und Außenrandnuten, gebildet ist, ohne dass das vorteilhafte Verhalten des Reibteils durch gegebenenfalls weiterhin vorhandene Vertiefungen in der Reibfläche beeinflusst wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils haben daher alle Nuten und gegebenenfalls vorhandene weitere Vertiefungen in der Reibfläche in der Draufsicht eine Gesamtnutfläche, die zu mindestens 90%, vorzugsweise zu mindestens 95%, besonders bevorzugt zu mindestens 99% oder zu 100%, von der ersten Nut, der zweiten Nut und den Verbindungsnuten, gegebenenfalls auch den Innenrandnuten oder/und Außenrandnuten, gebildet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils weist das Reibteil einen Reibbelagträger auf, der beispielsweise von einer Ringscheibe aus Blech oder Stahl gebildet sein kann, wobei die Reibfläche von einem auf dem Reibbelagträger aufgebrachten Reibbelag gebildet ist. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen Papierreibbelag. So kann es sich bei dem Reibbelag beispielsweise um einen auf den Reibbelagträger aufgeklebten Papierreibbelag handeln. Der Reibbelag ist jedoch nicht einstückig ausgebildet, sondern setzt sich vielmehr aus mehreren voneinander beabstandeten Reibbelagsegmenten zusammen, zwischen denen die erste Nut, die zweite Nut und die Verbindungsnuten, gegebenenfalls auch die Innenrandnuten oder/und Außenrandnuten, ausgebildet sind. Im Gegensatz zu einem einstückig ausgebildet Reibbelag, in den die vorgenannten Nuten eingeprägt sind, hat der hier verwendete segmentierte Reibbelag den Vorteil, dass die Herstellung des Reibbelags weniger materialaufwendig ist, was insbesondere bei teuren Papierreibbelägen zu hohen Kostenersparnissen führt. So wird lediglich dort Reibbelagmaterial verwendet, wo tatsächlich die Reibfläche ausgebildet sein soll, wohingegen im Bereich der Nuten, deren Grund nunmehr von dem Reibbelagträger gebildet ist, auf Reibbelagmaterial verzichtet wird. Auch kann der segmentierte Reibbelag eine geringere Dicke aufweisen als dies bei einem einstückigen Reibbelag mit eingeprägten oder gefrästen Nuten der Fall ist. Während ein Einprägen der Nuten ferner zu einer erhöhten Dicke des Reibbelags im Randbereich der Nuten führen kann, ist dies bei einem segmentierten Reibbelag weitgehend ausgeschlossen, so dass ein Reibteil mit den beschriebenen Reibbelagsegmenten zu einer besseren Regelbarkeit der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung mit einem solchen Reibteil führt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils ist das Reibteil als ringscheibenförmige Reiblamelle, vorzugsweise Reibbelaglamelle, ausgebildet, die besonders bevorzugt eine Innen- oder Außenverzahnung aufweist, um diese mit einem entsprechenden Lamellenträger in Drehmitnahmeverbindung bringen zu können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils ist der Reibbelagträger in axialer Richtung elastisch zusammendrückbar. So kann der Reibbelagträger innerhalb der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung beim Schließen derselben in axialer Richtung elastisch zusammengedrückt werden, wobei die Rückstellkraft des derart elastisch zusammengedrückten Reibbelagträgers eine Trennung der bzw. eine Lüftung zwischen den einander benachbarten Lamellen innerhalb der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung unterstützt, sobald die reibschlüssige Einrichtung wieder geöffnet wird. Zu diesem Zweck weist der Reibbelagträger vorzugsweise einen in der Umfangsrichtung wellenförmigen Verlauf auf. So kann der wellenförmige Verlauf beispielsweise bzw. vorzugsweise zwei bis sechs Wellenberge und zwei bis sechs Wellentäler aufweisen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der wellenförmige Verlauf des Reibbelagträgers in Umfangsrichtung zwei oder drei Wellenberge und zwei oder drei Wellentäler aufweist. Ferner ist es hierbei bevorzugt, wenn der wellenförmige Verlauf des Reibbelagträgers in Umfangsrichtung maximal zwei oder drei Wellenberge und maximal zwei oder drei Wellentäler aufweist.
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 den Ausschnitt A von 1 in vergrößerter Darstellung und
3 eine Seitenansicht des Reibteils von 1 in geschnittener Darstellung.
Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibteils 2 für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung. Das gezeigte Reibteil 2 ist im vorliegenden Beispiel als eine Lamelle, genauer gesagt eine Reiblamelle, für eine Lamellenkupplung oder Lamellenbremse ausgebildet. In den 1 bis 3 sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 des ringscheibenförmigen Reibteils 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei sich die Drehachse 16 des Reibteils 2 in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckt.
Das als Reiblamelle ausgebildete Reibteil 2 weist einen im Wesentlichen ringscheibenförmigen Reibbelagträger 18 auf, der als stählerne oder metallische Ringscheibe ausgebildet ist, wobei sich der Reibbelagträger 18 in der von den radialen Richtungen 8, 10 aufgespannten Zeichnungsebene erstreckt. Der Reibbelagträger 18 weist einen in radialer Richtung 10 nach innen weisenden inneren Rand 20 und einen in radialer Richtung 8 nach außen weisenden äußeren Rand 22 auf. An dem äußeren Rand 22 ist ein Mitnahmeprofil 24, vorzugsweise eine Außenverzahnung, vorgesehen. Das Mitnahmeprofil 24 dient der drehfesten Verbindung des Reibteils 2 mit einem Lamellenträger, ermöglicht jedoch ein axiales Verschieben des Reibteils 2 in den axialen Richtungen 4, 6 entlang des nicht dargestellten Lamellenträgers. Bei dem vorliegenden Reibteil 2 handelt es sich um eine sogenannte Außenlamelle. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Reibteil 2 ebenso um eine Innenlamelle handeln könnte, bei der das Mitnahmeprofil 24, vorzugsweise eine Innenverzahnung, dann an dem inneren Rand 20 vorgesehen wäre.
An der dem Betrachter zugewandten Vorderseite des Reibbelagträgers 18, die in axialer Richtung 4 nach vorne weist, sowie an der dem Betrachter abgewandten Rückseite des Reibbelagträgers 18, die in axialer Richtung 6 nach hinten weist, ist jeweils ein Reibbelag 26 angeordnet, bei dem es sich in der dargestellten Ausführungsform um einen Papierreibbelag handelt. Nachstehend wird lediglich der Aufbau des Reibbelags 26 auf der Vorderseite des Reibbelagträgers 18 beschrieben, diese Beschreibung gilt jedoch auch entsprechend für den Reibbelag auf der dem Betrachter abgewandten Rückseite des Reibbelagträgers 18. Der Reibbelag 26 ist als sogenannter segmentierter Reibbelag 26 ausgebildet und setzt sich aus mehreren voneinander beabstandeten Reibbelagsegmenten 28, 30, 32 zusammen. Bezogen auf die radialen Richtungen 8, 10 werden die Reibbelagsegmente 28, 30, 32 nachstehend auch als innere Reibbelagsegmente 28, mittlere Reibbelagsegmente 30 und äußere Reibbelagsegmente 32 bezeichnet, wie dies später näher erläutert wird.
Die Reibbelagsegmente 28, 30, 32 des Reibbelags 26 bilden gemeinsam eine im Wesentlichen ringförmige Reibfläche 34 aus, die dem Reibbelagträger 18 abgewandt ist, in axiale Richtung 4 weist und dem Betrachter von 1 zugewandt ist. Die somit ebenfalls segmentiert ausgebildete Reibfläche 34 weist einen kreisförmigen Innenrand 36, der in radialer Richtung 10 nach innen weist, und einen kreisförmigen Außenrand 38 auf, der in radialer Richtung 8 nach außen weist. Während der Innenrand 36 im Wesentlichen mit dem inneren Rand 20 des Reibbelagträgers 18 übereinstimmt, ist der Außenrand 38 der Reibfläche 34 in radialer Richtung 8, 10 von dem äußeren Rand 22 des Reibbelagträgers 18 beabstandet, mit anderen Worten ist der Abstand zwischen dem Außenrand 38 und dem äußeren Rand 22 größer als der Abstand zwischen dem Innenrand 36 und dem inneren Rand 20. Dabei erstreckt sich der Innenrand 36 entlang eines inneren Umfangskreises 40, der in 2 angedeutet ist und einen ersten Umfangkreisradius r₁ hat. Entsprechend erstreckt sich der Außenrand 38 der Reibfläche 34 entlang eines äußeren Umfangskreises 42, der ebenfalls in 2 angedeutet ist und einen zweiten Umfangskreisradius r₂ aufweist. Die beiden Umfangskreise 40, 42 sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der erste Umfangskreisradius r₁ kleiner als der zweite Umfangskreisradius r₂ ist.
Wie bereits zuvor erläutert, setzt sich der Reibbelag 26 aus mehreren voneinander beabstandeten Reibbelagsegmenten 28, 30, 32 zusammen, so dass zwischen den Reibbelagsegmenten 28, 30, 32 ein Nutmuster entsteht, das in der Reibfläche 34 ausgebildet ist und nachstehend insbesondere unter Bezugnahme auf 2 eingehender beschrieben wird. So ist in der Reibfläche 34 eine umlaufende erste Nut 44 vorgesehen. Die umlaufende erste Nut 44 erstreckt sich in Umfangsrichtung 12, 14 durchgehend über die Reibfläche 34 und ist in Umfangsrichtung 12, 14 geschlossen, das heißt ringförmig, ausgebildet. Dabei grenzt die umlaufende erste Nut 44 weder an den Innenrand 36 noch an den Außenrand 38 der Reibfläche 34 an, die umlaufende erste Nut 44 ist vielmehr in radialer Richtung 8, 10 von dem Innenrand 36 und dem Außenrand 38 der Reibfläche 34 beabstandet. Dabei erstreckt sich die umlaufende erste Nut 44 zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden ersten Umlenkpunkten 46 und radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten 48. Die erste Nut 44 weist mehrere geradlinige erste Nutabschnitte 50 auf, die sich in Umfangsrichtung 12 von den radial innenliegenden ersten Umlenkpunkten 46 zu den radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten 48 erstrecken. Darüber hinaus weist die umlaufende erste Nut 44 mehrere geradlinige zweite Nutabschnitte 52 auf, die sich in dieselbe Umfangsrichtung 12 von den radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten 48 geradlinig zu den radial innenliegenden ersten Umlenkpunkten 46 erstrecken, so dass eine zickzackförmige erste Nut 44 ausgebildet ist. Die radial innenliegenden ersten Umlenkpunkte 46 sind auf einem gemeinsamen inneren Kreis 54 mit einem Radius r₃ angeordnet, während die radial außenliegenden ersten Umlenkpunkte 48 auf einem gemeinsamen äußeren Kreis 56 mit einem Radius r₄ angeordnet sind. Die beiden Kreise 54, 56 sind konzentrisch zueinander und konzentrisch zu den zuvor erwähnten Umfangskreisen 40, 42 angeordnet, wobei der Radius r₃ kleiner als der Radius r₄ ausgebildet ist. Darüber hinaus ist aus 2 ersichtlich, dass der Radius r₃ des inneren Kreises 54 größer als der erste Umfangskreisradius r₁ ausgebildet ist, so dass der Innenrand 36 der Reibfläche 34, der sich entlang des inneren Umfangskreises 40 erstreckt, und die umlaufende erste Nut 44 voneinander beabstandet sind.
In radialer Richtung 8 außerhalb der umlaufenden ersten Nut 44 ist ferner eine umlaufende zweite Nut 58 vorgesehen, die von der umlaufenden ersten Nut 44 in radialer Richtung 8, 10 beabstandet ist. Auch die umlaufende zweite Nut 58 erstreckt sich in Umfangsrichtung 12, 14 durchgehend über die Reibfläche 34 und ist in Umfangsrichtung 12, 14 geschlossen, das heißt ringförmig ausgebildet. Dabei grenzt die umlaufende zweite Nut 58 weder an den Innenrand 36 noch an den Außenrand 38 der Reibfläche 34 an. Die umlaufende zweite Nut 58 erstreckt sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkten 60 und radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten 62, wie dies insbesondere der 2 entnommen werden kann. So umfasst die umlaufende zweite Nut 58 ebenfalls mehrere erste Nutabschnitte 64, die geradlinig ausgebildet sind und sich in Umfangsrichtung 12 von den radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkten 60 zu den radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten 62 erstrecken. Darüber hinaus weist die umlaufende zweite Nut 58 mehrere zweite Nutabschnitte 66 auf, die ebenfalls geradlinig ausgebildet sind und sich in dieselbe Umfangsrichtung 12 von den radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten 62 zu den radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkten 60 erstrecken, so dass eine zickzackförmige zweite Nut 58 ausgebildet ist. Die radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkte 60 sind auf einem gemeinsamen inneren Kreis 68 mit einem Radius, r₅ angeordnet, während die radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkte 62 auf einem gemeinsamen äußeren Kreis 70 mit einem Radius r₆ angeordnet sind. Die beiden Kreise 68, 70 sind konzentrisch zueinander und konzentrisch zu den Umfangskreisen 40, 42 angeordnet, wobei der Radius r₅ kleiner als der Radius r₆ ausgebildet ist. Wie aus 2 ersichtlich, ist der Radius r₆ des äußeren Kreises 70 kleiner als der zweite Umfangskreisradius r₂ des äußeren Umfangskreises 42, entlang dessen sich der Außenrand 38 der Reibfläche 34 erstreckt, so dass die umlaufende zweite Nut 58 von dem Außenrand 38 der Reibfläche 34 beabstandet ist. Darüber hinaus ist der Radius r₅ des inneren Kreises 68, auf dem die radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkte 60 der umlaufenden zweiten Nut 58 angeordnet sind, größer als der Radius r₄ des äußeren Kreises 56, auf dem die radial außenliegenden ersten Umlenkpunkte 48 der umlaufenden ersten Nut 44 angeordnet sind, so dass die erste und zweite Nut 44, 58 bzw. die radial außenliegenden ersten Umlenkpunkte 48 und die radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkte 60 in radialer Richtung 8, 10 voneinander beabstandet sind. Es sei an dieser Stelle ferner angemerkt, dass der innere und der äußere Kreis 68, 70 ebenfalls konzentrisch zu dem inneren und dem äußeren Kreis 54, 56 angeordnet sind.
Der erste und zweite Nutabschnitt 50, 52 der umlaufenden ersten Nut 44 schließt einen inneren Winkel α ein, während der erste Nutabschnitt 64 und der zweite Nutabschnitt 66 der umlaufenden zweiten Nut 58 einen inneren Winkel β einschließt, wie dies in 1 angedeutet ist. Die inneren Winkel α, β sind dabei kleiner als 110°, vorzugsweise kleiner als oder gleich 100°. Darüber hinaus ist der innere Winkel α zwischen dem ersten und zweiten Nutabschnitt 50, 52 der umlaufenden ersten Nut 44 kleiner als der innere Winkel β zwischen dem ersten und zweiten Nutabschnitt 64, 66 der umlaufenden zweiten Nut 58 ausgebildet. Für beide innere Winkel α und β gilt, dass diese durch eine nicht dargestellte Radiale halbiert werden.
Wie bereits zuvor beschrieben, sind die umlaufende erste Nut 44 und die umlaufende zweite Nut 58 voneinander beabstandet, so dass diese nicht aneinander angrenzen und somit keine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen der umlaufenden ersten Nut 44 und der umlaufenden zweiten Nut 58 besteht. Nichtsdestotrotz ist zwischen der umlaufenden ersten Nut 44 und der umlaufenden zweiten Nut 58 eine Strömungsverbindung vorgesehen, wobei zu diesem Zweck mehrere Verbindungsnuten 72 zwischen der umlaufenden ersten Nut 44 und der umlaufenden zweiten Nut 58 vorgesehen sind. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, sind die Verbindungsnuten 72 geradlinig ausgebildet, wobei sich die Verbindungsnuten 72 jeweils entlang einer Radialen 74 erstrecken. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, erstrecken sich die Verbindungsnuten 72 ausgehend von den radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten 48 der umlaufenden ersten Nut 44 in radialer Richtung 8 nach außen zu den radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkten 60 der umlaufenden zweiten Nut 58, wobei jedem der radial außenliegenden ersten Umlenkpunkte 48 und jedem der radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkte 60 jeweils eine einzelne Verbindungsnut 72 zugeordnet ist. Grundsätzlich könnte die einzelne Verbindungsnut 72 in radialer Richtung 10 nach innen über die umlaufende erste Nut 44 oder/und in radialer Richtung 8 nach außen über die umlaufende zweite Nut 58 hervorstehen, um die genannten Nuten 44, 58 zu kreuzen und gegebenenfalls eine Sack- oder Durchgangsnut auszubilden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Verbindungsnuten 72 lediglich in die umlaufende erste Nut 44 und die umlaufende zweite Nut 58 einmünden, ohne diese zu kreuzen. Mit anderen Worten enden die Verbindungsnuten 72 jeweils an den radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten 48 und den radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkten 60. Die Verbindungsnuten 72 weisen dabei eine in 2 angedeutete Länge l₁ auf, die mindestens 2 mm, vorzugsweise mindestens 3 mm, beträgt, um die erfindungsgemäßen Vorteile, nämlich eine gute Kühlwirkung einerseits und ein verringertes Schleppmoment andererseits, in besonders starkem Maße zu realisieren. Die Länge l₁ der Verbindungsnuten 72 kennzeichnet hierbei die Länge desjenigen Abschnitts der jeweiligen Verbindungsnut 72, der ausschließlich von der Verbindungsnut 72 und nicht zusätzlich von der umlaufenden ersten Nut 44 oder/und der umlaufenden zweiten Nut 58 gebildet ist. Mit anderen Worten kennzeichnet die Länge l₁ nicht notgedrungen den Abstand zwischen den radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten 48 und den radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkten 60.
Die umlaufende erste Nut 44 ist in radialer Richtung 8, 10 von dem Innenrand 36 der Reibfläche 34 beabstandet, wie dies bereits zuvor erwähnt wurde, so dass keine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand 36 und der umlaufenden ersten Nut 44 besteht. Dennoch ist eine mittelbare Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand 36 der Reibfläche 34 und der umlaufenden ersten Nut 44 vorgesehen, indem mehrere Innenrandnuten 76 zwischen den inneren Reibbelagsegmenten 28 ausgebildet sind, die sich unter Erzielung der Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand 36 der Reibfläche 34 und der umlaufenden ersten Nut 44 von dem Innenrand 36 zu der umlaufenden ersten Nut 44 erstrecken. Die Innenrandnuten 76 sind ebenfalls geradlinig ausgebildet und erstrecken sich jeweils – wie insbesondere aus 1 ersichtlich – entlang einer Radialen 78. Wie ferner aus 1 und 2 ersichtlich, erstrecken sich die Innenrandnuten 76 ausgehend von dem Innenrand 36 der Reibfläche 34 in radialer Richtung 8 nach außen zu den innenliegenden ersten Umlenkpunkten 46 der umlaufenden ersten Nut 44, um in die letztgenannte Nut einzumünden, ohne dabei die umlaufende erste Nut 44 zu kreuzen oder in radialer Richtung 8 über diese hervorzustehen. Mit anderen Worten enden die Innenrandnuten 76 an den innenliegenden ersten Umlenkpunkten 46 der umlaufenden ersten Nut 44. Dabei ist jedem der innenliegenden ersten Umlenkpunkte 46 der umlaufenden ersten Nut 44 jeweils eine Innenrandnut 76 zugeordnet. Die Innenrandnuten 76 weisen dabei eine Länge l₂ in radialer Richtung 8, 10 auf, die mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 4 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm, beträgt. Auch in diesem Fall bezeichnet die Länge l₂ die Länge desjenigen Abschnitts der Innenrandnuten 76, der ausschließlich von der Innenrandnut 76 gebildet ist.
Aufgrund des Abstandes zwischen der umlaufenden zweiten Nut 58 und dem Außenrand 38 der Reibfläche 34 besteht auch zwischen der umlaufenden zweiten Nut 58 und dem Außenrand 38 der Reibfläche 34 keine unmittelbare Strömungsverbindung, es ist vielmehr wiederum eine mittelbare Strömungsverbindung zwischen der umlaufenden zweiten Nut 58 und dem Außenrand 38 der Reibfläche 34 vorgesehen. Zu diesem Zweck sind mehrere Außenrandnuten 80 vorgesehen, die sich unter Erzielung der Strömungsverbindung zwischen dem Außenrand 38 und der umlaufenden zweiten Nut 58 zwischen dem Außenrand 38 und der umlaufenden zweiten Nut 58 erstrecken. Die Außenrandnuten 80 erstrecken sich dabei wiederum entlang einer Radialen, die der Radialen 78 der Innenrandnuten 76 entspricht, so dass die Innenrandnuten 76 jeweils mit einer der Außenrandnuten 80 in radialer Richtung 10 fluchtend ausgebildet sind, wie dies insbesondere aus 1 hervorgeht. Die Außenrandnuten 80 sind ebenfalls geradlinig ausgebildet, wobei sich die Außenrandnuten 80 ausgehend von den radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten 62 der umlaufenden zweiten Nut 58 in radialer Richtung 8 nach außen zu dem Außenrand 38 der Reibfläche 34 erstrecken. Auch die Außenrandnuten 80 enden dabei an den radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten 62 der umlaufenden zweiten Nut 58, so dass diese nicht in radialer Richtung 10 über die umlaufende zweite Nut 58 hervorstehen bzw. die letztgenannte Nut 58 nicht kreuzen. Wie bereits die Innenrandnuten 76 weisen auch die Außenrandnuten 80 jeweils eine Länge l₃ in radialer Richtung 8, 10 auf, die mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 4 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm, beträgt, wobei die Länge l₃ die Länge desjenigen Abschnitts der jeweiligen Außenrandnut 80 beschreibt, der ausschließlich von der jeweiligen Außenrandnut 80 gebildet ist. Dabei ist jedem der radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkte 62 jeweils eine Außenrandnut 80 zugeordnet.
Die Anzahl der radial innenliegenden ersten Umlenkpunkte 46 der umlaufenden ersten Nut 44 entspricht der Anzahl der radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkte 62 der umlaufenden zweiten Nut 58, während die Anzahl der radial außenliegenden ersten Umlenkpunkte 48 der umlaufenden ersten Nut 44 der Anzahl der radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkte 60 der umlaufenden zweiten Nut 58 entspricht. Dabei sind die radial innenliegenden ersten Umlenkpunkte 46 der umlaufenden ersten Nut 44 jeweils auf einer gemeinsamen Radialen mit einem der radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkte 62 der umlaufenden zweiten Nut 58 angeordnet, während die radial außenliegenden ersten Umlenkpunkte 48 der umlaufenden ersten Nut 44 jeweils mit einem der radial innenliegenden zweiten Umlenkpunkte 60 der umlaufenden zweiten Nut 58 auf einer gemeinsamen Radialen angeordnet sind.
Die Reibfläche 34 wird durch die umlaufende erste Nut 44 und die umlaufende zweite Nut 58 in drei Reibflächenabschnitte unterteilt, nämlich in einen inneren Reibflächenabschnitt 82, der in radialer Richtung 10 innerhalb der umlaufenden ersten Nut 44 angeordnet ist, einen mittleren Reibflächenabschnitt 84, der in radialer Richtung 8, 10 zwischen der umlaufenden ersten Nut 44 und der umlaufenden zweiten Nut 58 angeordnet ist, und einen äußeren Reibflächenabschnitt 86, der in radialer Richtung 8 außerhalb der umlaufenden zweiten Nut 58 angeordnet ist. Mit anderen Worten wird der innere Reibflächenabschnitt 82 von den inneren Reibbelagsegmenten 28, der mittlere Reibflächenabschnitt 84 von den mittleren Reibbelagsegmenten 30 und der äußere Reibflächenabschnitt 86 von den äußeren Reibbelagsegmenten 32 gebildet.
Die Reibflächenabschnitte 82, 84, 86 weisen jeweils eine effektive Reibflächenabschnittsgröße auf. Die effektive Reibflächenabschnittsgröße bezeichnet hierbei die Größe der Fläche des jeweiligen Reibflächenabschnitts 82, 84 bzw. 86, die tatsächlich in Reibeingriff mit einer angrenzenden oder benachbarten Lamelle innerhalb der reibschlüssig arbeitenden Einrichtung bringbar ist. Mithin zählt die Fläche der bereits zuvor beschriebenen Nuten nicht zu der effektiven Reibflächenabschnittsgröße. Den Reibflächenabschnitten 82, 84 und 86 ist dabei jeweils eine gemeinsame vorbestimmte Reibflächenabschnittssollgröße zugeordnet, wobei die effektive Reibflächenabschnittsgröße jedes einzelnen Reibflächenabschnitts 82, 84, 86 maximal 3 vorzugsweise maximal 2,5 besonders bevorzugt maximal 1 von der gemeinsamen vorbestimmten Reibflächenabschnittssollgröße abweicht. Man kann demzufolge auch davon sprechen, dass die effektiven Reibflächenabschnittsgrößen der drei Reibflächenabschnitte 82, 84, 86 einander im Wesentlichen entsprechen bzw. nur geringfügig voneinander abweichen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch das temperaturbedingte Verschleißverhalten des Reibteils 2, insbesondere des Reibbelags 26, verbessert werden kann.
Der innere Reibflächenabschnitt 82 ist durch die bereits zuvor beschriebenen Innenrandnuten 76 in innere Reibflächenteilabschnitte 88 unterteilt, die untereinander die gleiche Form und Größe aufweisen, wobei die inneren Reibflächenteilabschnitte 88 von der dem Reibbelagträger 18 abgewandten Seite der inneren Reibbelagsegmente 28 gebildet werden. Der mittlere Reibflächenabschnitt 84 ist hingegen durch die zuvor beschriebenen Verbindungsnuten 72 in mittlere Reibflächenteilabschnitte 90 unterteilt, die untereinander die gleiche Form und Größe aufweisen und jeweils von der dem Reibbelagträger 18 abgewandten Seite der mittleren Reibbelagsegmente 30 gebildet werden. Der äußere Reibflächenabschnitt 86 ist hingegen durch die zuvor beschriebenen Außenrandnuten 80 in äußere Reibflächenteilabschnitte 92 unterteilt, die jeweils von der dem Reibbelagträger 18 abgewandten Seite der äußeren Reibbelagsegmente 32 gebildet werden, wobei auch die äußeren Reibflächenteilabschnitte 92 untereinander die gleiche Form und Größe aufweisen. Dabei sind die inneren Reibflächenteilabschnitte 88 bzw. die inneren Reibbelagsegmente 28 hausförmig ausgebildet, während die mittleren Reibflächenteilabschnitte 90 bzw. die mittleren Reibbelagsegmente 30 in der Art eines Sechsecks geformt sind. Die äußeren Reibflächenteilabschnitte 92 bzw. die äußeren Reibbelagsegmente 32 sind wiederum hausförmig ausgebildet. Um die zuvor erwähnte, in etwa identische Größe bei den Reibflächenabschnitten 82, 84 und 86 zu erzielen, weist jeder der Reibflächenteilabschnitte 88, 90, 92 eine effektive Reibflächenteilabschnittsgröße auf, die maximal 3 maximal 2,5 oder maximal 1 von einer gemeinsamen vorbestimmten Reibflächenteilabschnittssollgröße abweicht. Mit anderen Worten weisen alle Reibflächenteilabschnitte 88, 90, 92 in etwa denselben Flächeninhalt auf.
Wenngleich die Größe der Querschnittsfläche quer zur Erstreckungsrichtung der umlaufenden ersten Nut 44 und der umlaufenden zweiten Nut 58 variieren könnte, so hat es sich doch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Größe der Querschnittsfläche quer zur Erstreckungsrichtung der umlaufenden ersten Nut 44 und der umlaufenden zweiten Nut 58 konstant ist. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Querschnittsfläche quer zur Erstreckungsrichtung der Innenrandnuten 76 die gleiche Größe wie die Querschnittsfläche quer zur umlaufenden ersten Nut 44 aufweist. Entsprechendes gilt in vorteilhafter Weise für die Außenrandnuten 80, deren Querschnittsfläche quer zu den Außenrandnuten 80 hinsichtlich ihrer Größe der Querschnittsfläche quer zur Erstreckungsrichtung der umlaufenden zweiten Nut 58 im Wesentlichen entsprechen sollte.
Wenngleich dies in den 1 und 2 nicht dargestellt ist, so können neben der umlaufenden ersten Nut 44, der umlaufenden zweiten Nut 58, den Verbindungsnuten 72, den Innenrandnuten 76 und den Außenrandnuten 80 weitere Vertiefungen, also weitere Nuten, Aussparungen o. ä., in der Reibfläche 34 vorgesehen sein. In diesem Fall sollten alle Nuten 44, 58, 72, 76, 80 und die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Vertiefungen in der Reibfläche 34 in der Draufsicht nach 1 eine Gesamtnutfläche haben bzw. ausbilden, die zu mindestens 90 vorzugsweise zu mindestens 95 besonders bevorzugt zu mindestens 99 von der umlaufenden ersten Nut 44, der umlaufenden zweiten Nut 58, den Verbindungsnuten 72, den Innenrandnuten 76 und den Außenrandnuten 80 gebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform wird die Gesamtnutfläche zu 100 von der umlaufenden ersten Nut 44, der umlaufenden zweiten Nut 58, den Verbindungsnuten 72, den Innenrandnuten 76 und den Außenrandnuten 80 gebildet, das heißt, es sind keine weiteren Vertiefungen neben den genannten Nuten 44, 58, 72, 76, 80 in der Reibfläche 34 enthalten, die die Gesamtnutfläche vergrößern könnten.
Bezug nehmend auf 3 ist ferner zu erwähnen, dass der Reibbelagträger 18 und somit auch das gesamte Reibteil 2 in axialer Richtung 4, 6 elastisch zusammengedrückt werden kann. Zu diesem Zweck weist der Reibbelagträger 18 den in 3 angedeuteten, in Umfangsrichtung 12, 14 wellenförmigen Verlauf auf. So kann der wellenförmige Verlauf vorzugsweise zwei bis sechs Wellenberge 94 und zwei bis sechs Wellentäler 96 aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform weist der wellenförmige Verlauf maximal zwei Wellenberge 94, von denen in 3 lediglich einer angedeutet ist, und maximal zwei Wellentäler 96 auf. Alternativ können maximal drei Wellenberge 94 und maximal drei Wellentäler 96 vorgesehen sein, um eine kippsichere Abstützung des Reibteils 2 in axialer Richtung 4, 6 an einer benachbarten Lamelle zu erzielen. Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsvariante ermöglicht die elastische Zusammendrückbarkeit in axialer Richtung 4, 6 ein Auseinanderdrücken des Lamellenpakets bei geöffneter Kupplung aufgrund der Rückstellkraft des Reibbelagträgers 18 bzw. des Reibteils 2 in axialer Richtung 4, 6. Mithin ist die Separierung und Lüftung der Lamellen des Lamellenpakets erleichtert.
Bezugszeichenliste

2: Reibteil
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: Umfangsrichtung
14: Umfangsrichtung
16: Drehachse
18: Reibbelagträger
20: innerer Rand
22: äußerer Rand
24: Mitnahmeprofil
26: Reibbelag
28: inneres Reibbelagsegment
30: mittleres Reibbelagsegment
32: äußeres Reibbelagsegment
34: Reibfläche
36: Innenrand
38: Außenrand
40: innerer Umfangskreis
42: äußerer Umfangskreis
44: umlaufende erste Nut
46: radial innenliegende erste Umlenkpunkte
48: radial außenliegende erste Umlenkpunkte
50: erste Nutabschnitte
52: zweite Nutabschnitte
54: innerer Kreis
56: äußerer Kreis
58: umlaufende zweite Nut
60: radial innenliegende zweite Umlenkpunkte
62: radial außenliegende zweite Umlenkpunkte
64: erste Nutabschnitte
66: zweite Nutabschnitte
68: innerer Kreis
70: äußerer Kreis
72: Verbindungsnuten
74: Radiale
76: Innenrandnuten
78: Radiale
80: Außenrandnuten
82: innerer Reibflächenabschnitt
84: mittlerer Reibflächenabschnitt
86: äußerer Reibflächenabschnitt
88: innere Reibflächenteilabschnitte
90: mittlere Reibflächenteilabschnitte
92: äußere Reibflächenteilabschnitte
94: Wellenberge
96: Wellentäler
α: innerer Winkel
β: innerer Winkel
l₁: Länge
l₂: Länge
l₃: Länge
r₁: erster Umfangskreisradius
r₂: zweiter Umfangskreisradius
r₃: Radius
r₄: Radius
r₅: Radius
r₆: Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10342271 A1 [0002, 0006, 0013, 0019]

Claims

Reibteil (2) für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche (34), die einen Innenrand (36) und einen Außenrand (38) aufweist, wobei in der Reibfläche (34) eine umlaufende erste Nut (44), die sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden ersten Umlenkpunkten (46, 48) erstreckt, und eine in radialer Richtung (8) außerhalb der umlaufenden ersten Nut (44) angeordnete umlaufende zweite Nut (58), die sich zickzack- oder wellenförmig zwischen radial innenliegenden und radial außenliegenden zweiten Umlenkpunkten (60, 62) erstreckt, vorgesehen sind, wobei eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand (36) und der umlaufenden ersten Nut (44), zwischen der umlaufenden ersten Nut (44) und der umlaufenden zweiten Nut (58) und zwischen der umlaufenden zweiten Nut (58) und dem Außenrand (38) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Nut (44, 58) voneinander beabstandet sind, wobei mehrere Verbindungsnuten (72) zwischen der ersten und zweiten Nut (44, 58) zur Erzielung der Strömungsverbindung zwischen der ersten und zweiten Nut (44, 58) vorgesehen sind.
Reibteil (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsnuten (72) entlang einer Radialen (74) erstrecken oder/und die Verbindungsnuten (72) geradlinig ausgebildet sind.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsnuten (72) von den außenliegenden ersten Umlenkpunkten (48) zu den innenliegenden zweiten Umlenkpunkten (60) erstrecken, wobei vorzugsweise jedem der außenliegenden ersten Umlenkpunkte (48) und jedem der innenliegenden zweiten Umlenkpunkte (60) eine Verbindungsnut (72) zugeordnet ist und die Verbindungsnuten (72) besonders bevorzugt an den außenliegenden ersten Umlenkpunkten (48) oder/und den innenliegenden zweiten Umlenkpunkten (60) enden.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrand (36) und die erste Nut (44) voneinander beabstandet und mehrere Innenrandnuten (76) vorgesehen sind, die sich unter Erzielung der Strömungsverbindung zwischen dem Innenrand (36) und der ersten Nut (44) vom Innenrand (36) zu der ersten Nut (44) erstrecken, wobei sich die Innenrandnuten (76) vorzugsweise entlang einer Radialen (78) erstrecken oder/und geradlinig ausgebildet sind und sich besonders bevorzugt von dem Innenrand (36) zu den innenliegenden ersten Umlenkpunkten (46) erstrecken, wobei die Innenrandnuten (76) gegebenenfalls an den innenliegenden ersten Umlenkpunkten (46) enden, oder/und der Außenrand (38) und die zweite Nut (58) voneinander beabstandet und mehrere Außenrandnuten (80) vorgesehen sind, die sich unter Erzielung der Strömungsverbindung zwischen dem Außenrand (38) und der zweiten Nut (58) von der zweiten Nut (58) zu dem Außenrand (38) erstrecken, wobei sich die Außenrandnuten (80) vorzugsweise entlang einer Radialen (78) erstrecken oder/und geradlinig ausgebildet sind und sich besonders bevorzugt von den außenliegenden zweiten Umlenkpunkten (62) zu dem Außenrand (38) erstrecken, wobei die Außenrandnuten (80) gegebenenfalls an den außenliegenden zweiten Umlenkpunkten (62) enden.
Reibteil (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrandnuten (76) jeweils mit einer der Außenrandnuten (80) in radialer Richtung (8) fluchtend ausgebildet sind, wobei sich die Innenrandnuten (76) und die damit fluchtenden Außenrandnuten (80) vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Radialen (78) erstrecken.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der innenliegenden ersten Umlenkpunkte (46) eine Innenrandnut (76) oder/und jedem der außenliegenden zweiten Umlenkpunkte (62) eine Außenrandnut (80) zugeordnet ist, wobei die erste Nut (44) vorzugsweise die gleiche Anzahl an innenliegenden und außenliegenden Umlenkpunkten (46, 60; 48, 62) wie die zweite Nut (58) aufweist und die innenliegenden oder außenliegenden ersten Umlenkpunkte (46; 48) besonders bevorzugt auf einer gemeinsamen Radialen (78) mit einem der außenliegenden oder innenliegenden zweiten Umlenkpunkte (62; 60) angeordnet sind.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnuten (72) eine Länge (l₁) von mindestens 2 mm, vorzugsweise mindestens 3 mm, oder/und die Innen- oder/und Außenrandnuten (76; 80) eine Länge (l₂; l₃) von mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 4 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm, aufweisen.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche (34) durch die erste und zweite Nut (44, 58) in einen inneren Reibflächenabschnitt (82) radial innerhalb der ersten Nut (44), einen mittleren Reibflächenabschnitt (84) zwischen der ersten und zweiten Nut (44, 58) und einen äußeren Reibflächenabschnitt (86) radial außerhalb der zweiten Nut (58) unterteilt ist, wobei die Reibflächenabschnitte (82, 84, 86) jeweils eine effektive Reibflächenabschnittsgröße aufweisen, die maximal 3 vorzugsweise maximal 2,5 besonders bevorzugt maximal 1 von einer gemeinsamen vorbestimmten Reibflächenabschnittssollgröße abweicht.
Reibteil (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächenabschnitte (82, 84, 86) durch die Innenrandnuten (76), die Verbindungsnuten (72) und die Außenrandnuten (80) in innere Reibflächenteilabschnitte (88) gleicher Form oder/und Größe, mittlere Reibflächenteilabschnitte (90) gleicher Form oder/und Größe und äußere Reibflächenteilabschnitte (92) gleicher Form oder/und Größe unterteilt sind, wobei die Reibflächenteilabschnitte (88, 90, 92) besonders bevorzugt jeweils eine effektive Reibflächenteilabschnittsgröße aufweisen, die maximal 3 maximal 2,5 oder maximal 1 von einer gemeinsamen vorbestimmten Reibflächenteilabschnittssollgröße abweicht.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nut (44) und die zweite Nut (58) jeweils mehrere geradlinige erste Nutabschnitte (50; 64), die sich in eine Umfangsrichtung (12) von den innenliegenden Umlenkpunkten (46; 60) zu den außenliegenden Umlenkpunkten (48; 62) erstrecken, und mehrere geradlinige zweite Nutabschnitte (52; 66) aufweisen, die sich in dieselbe Umfangsrichtung (12) von den außenliegenden Umlenkpunkten (48; 62) zu den innenliegenden Umlenkpunkten (46; 60) erstrecken, wobei die ersten und zweiten Nutabschnitte (50, 52; 64, 66) vorzugsweise einen inneren Winkel (α; β) einschließen, der kleiner als 110° oder kleiner als oder gleich 100° ist, und der innere Winkel (α) zwischen dem ersten und zweiten Nutabschnitt (50, 52) der ersten Nut (44) besonders bevorzugt kleiner als der innere Winkel (β) zwischen dem ersten und zweiten Nutabschnitt (64, 66) der zweiten Nut (58) ist.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden ersten Umlenkpunkte (46) auf einem inneren Kreis (54) mit einem ersten Radius (r₃) und die außenliegenden ersten Umlenkpunkte (48) auf einem äußeren Kreis (56) mit einem zweiten Radius (r₄) angeordnet sind, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei der erste Radius (r₃) kleiner als der zweite Radius (r₄) ist, oder/und die innenliegenden zweiten Umlenkpunkte (60) auf einem inneren Kreis (68) mit einem dritten Radius (r₅) und die außenliegenden zweiten Umlenkpunkte (62) auf einem äußeren Kreis (70) mit einem vierten Radius (r₆) angeordnet sind, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei der dritte Radius (r₅) kleiner als der vierte Radius (r₆) und besonders bevorzugt größer als der zweite Radius (r₉) ist.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Nuten (44, 58, 72, 76, 80) und gegebenenfalls vorhandene weitere Vertiefungen in der Reibfläche (34) in der Draufsicht eine Gesamtnutfläche haben, die zu mindestens 90%, vorzugsweise zu mindestens 95%, besonders bevorzugt zu mindestens 99% oder zu 100%, von der ersten Nut (44), der zweiten Nut (58) und den Verbindungsnuten (72), gegebenenfalls auch den Innenrandnuten (76) oder/und Außenrandnuten (80), gebildet ist.
Reibteil (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (2) einen Reibbelagträger (18) aufweist, wobei die Reibfläche (34) von einem auf dem Reibbelagträger (18) aufgebrachten Reibbelag (26), vorzugsweise Papierreibbelag, aus mehreren voneinander beabstandeten Reibbelagsegmenten (28, 30, 32) gebildet ist, zwischen denen die erste Nut (44), die zweite Nut (58) und die Verbindungsnuten (72), gegebenenfalls auch die Innenrandnuten (76) oder/und Außenrandnuten (80), ausgebildet sind, oder/und das Reibteil (2) als ringscheibenförmige Reiblamelle ausgebildet ist, die vorzugsweise eine Innen- oder Außenverzahnung aufweist.
Reibteil (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelagträger (18) in axialer Richtung (4, 6) elastisch zusammendrückbar ist, wobei der Reibbelagträger (18) vorzugsweise einen in Umfangsrichtung (12, 14) wellenförmigen Verlauf, besonders bevorzugt mit, gegebenenfalls maximal, zwei oder drei Wellenbergen (94) und zwei oder drei Wellentälern (96) aufweist.