DE102015200857A1

DE102015200857A1 - Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung und reibschlüssig arbeitende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015200857A1
Application number: DE102015200857.6A
Authority: DE
Inventors: Jasper Fink
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: DE102015200857B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reibteil (1) für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung aufweisend einen Reibbelagträger (2) und eine Vielzahl an Reibbelägen (3). Ferner betrifft die Erfindung eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung aufweisend das Reibteil (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung, insbesondere eine Kupplung, aufweisend das Reibteil.
Aus dem Stand der Technik sind Reibteile für reibschlüssig arbeitende Vorrichtungen, insbesondere Lamellen für Lamellenkupplungen, bekannt, die sich im Wesentlichen aus einem ringförmigen Reibbelagträger und einem Reibbelag zusammensetzen. Dabei ist der Reibbelag auf wenigstens einer Seite des Reibbelagträgers aufgebracht, um eine ringförmige Reibfläche auszubilden. Der Reibbelag besteht in der Regel aus einer Faserstoffmasse oder aus Karbon. Der Reibbelagträger ist meist als ein Blechteil ausgebildet.
Gattungsgemäße Reibteile sind beispielsweise in der DE 692 10 003 T2 , der US 2007/0000747 A1 , der EP 0 550 961 B1 , der EP 2 185 883 B1 , der DE 10 2012 014 804 A1 und der DE 10 2012 014 811 A1 beschrieben.
Um die bei einem Schaltvorgang entstehenden hohen Temperaturen, die aufgrund des Reibflächenkontakts auftreten, zu verringern bzw. die entsprechend große Wärme abführen zu können, werden die bekannten Reibteile üblicherweise mit einem geeigneten Kühl- und Schmiermittel, bei dem es sich vorzugsweise um Öl handelt, angeströmt. Um das Kühl- und Schmiermittel zu- und wieder abführen zu können, sind in der Reibfläche des Reibbelages Nuten vorgesehen. Dabei sind die Nuten zumeist in den Reibbelag eingeprägt oder eingefräst oder zwischen einzelnen Reibbelagsegmenten des Reibbelages angeordnet.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die Kühleigenschaften und somit die Leistungsübertragung begrenzt sind sowie Restschmutzanteil, Schleppmoment und Aufschwimmen recht hoch sind.
Es besteht somit die technische Aufgabe, ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung anzugeben, bei dem die Kontaktflächen für ein zur Kühlung und Schmierung benötigtes Kühl- und Schmiermittel vergrößert sind sowie das Fließverhalten des Kühl- und Schmiermittels im Reibsystem optimiert wird. Ferner sollen die Reibteile kostengünstig und einfach herstellbar sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung aufweisend einen Reibbelagträger und eine Vielzahl an Reibbelägen, die auf wenigstens einer Seite des Reibbelagträgers in einem Winkel zur Drehachse des Reibteils über die gesamte Breite des Reibbelagträgers geneigt angeordnet sind und durch jeweils eine zwischen den Reibbelägen über die gesamte Breite des Reibbelagträgers verlaufende erste Nut voneinander getrennt sind, wobei mindestens eine zweite Nut zumindest teilweise in die Reibbeläge eingebracht ist, um wenigstens ein erstes Teilsegment und ein zweites Teilsegment auszubilden.
Dabei reicht die erste Nut bis zum Reibbelagträger, um so die einzelnen Reibbeläge voneinander zu trennen. Auf diese Weise ist eine Vielzahl von einzelnen Reibbelägen ausbildbar.
Durch das Vorsehen der zweiten Nut in den Reibbelägen, lässt sich der Nutanteil des Reibteils vergrößern. Damit lassen sich die Kühl- und Schmiereigenschaften des Reibteils erheblich verbessern sowie einen Verschleiß des Reibbelags verringern.
Vorzugsweise ist der Winkel größer 5°, bevorzugt liegt der Winkel im Bereich von 10° bis 45°, besonders bevorzugt liegt der Winkel im Bereich zwischen 20° und 35°. In Tests hat sich für einen Winkel im Bereich von 20° und 35° eine besonders gute Kühlleistung des Reibsystems ergibt.
Vorzugsweise entspricht die Drehachse einem Mittelpunkt des Reibteils. Bevorzugt ist das Reibteil als Lamelle, vorzugsweise als Innenlamelle oder als Außenlamelle, ausgebildet.
Vorzugsweise ist der Reibteilträger ein Trägerblech. Bevorzugt ist der Reibteilträger Ring-förmig ausgebildet.
Bevorzugt ist das erste Teilsegment am äußeren Rand des Reibbelagträgers angeordnet. Damit ist das erste Teilsegment als äußeres Reibbelagsegment ausgebildet. Bevorzugt ist das zweite Teilsegment am inneren Rand des Reibbelagträgers angeordnet. Damit ist das zweite Teilsegment als inneres Reibbelagsegment ausgebildet. Besonders bevorzugt erstreckt sich ein Teilsegment über eine gesamte Breite des Reibbelagträgers.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform reicht die zweite Nut durch die Reibbeläge bis zum Reibbelagträger, um das erste Teilsegment vom zweiten Teilsegment zu trennen. Dabei sind das erste Teilsegment und das zweite Teilsegment als einzelne Pads ausbildbar.
Damit lassen sich die Kühl- und Schmiereigenschaften des Reibteils zusätzlich verbessern. Bevorzugt ist die zweite Nut mittels einer Fräs- oder einer Prägevorrichtung in die Reibbeläge einbringbar. Bevorzugt entsteht eine Nut bereits bei der Verwendung von einzelnen Pads.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die zweite Nut in einem Winkel von 75° bis 105° gegenüber einer gedachten in Längsrichtung der Reibbeläge verlaufenden Mittellinie eingebracht.
Damit ist die Fließeigenschaft vom Kühl- und Schmiermittel deutlich verbessert. Bevorzugt misst der Winkel 90. Ein 90°-Winkel lässt sich fertigungstechnisch auf einfache Weise herstellen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die zweite Nut senkrecht zur Drehachse angeordnet ist.
Dabei bleiben die Reibbeläge aber im Winkel gegenüber der Drehachse geneigt.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das erste Teilsegment eine Länge auf, die zu einer Länge des zweiten Teilsegments unterschiedlich ausgebildet ist.
Auf diese Weise lässt sich die Leistungsfähigkeit des Reibteils erhöhen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform teilt die zweite Nut die Teilsegmente in einem Verhältnis von 1/3 zu 2/3, 2/5 zu 3/5 oder 3/7 zu 4/7.
Bei diesen Verhältnissen weisen die Teilsegmente noch eine ausreichende Reiboberfläche auf.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen zwei nebeneinander angeordnete erste Teilsegmente und zwei nebeneinander angeordnete zweite Teilsegmente unterschiedliche Längen auf.
Auf diese Weise lässt sich die Verschleißneigung des Reibteils zusätzlich verringern und gleichzeitig die Kühl- und Schmiereigenschaften des Reibteils verbessern.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die Teilsegmente eine annähernd quadratisch bis rechteckig, Trapez- oder Rautenförmig ausgebildete Reibfläche auf.
Bevorzugt erfahren die Teilsegmente eine Verbreiterung, je weiter sie von dem Drehpunkt entfernt auf dem Reibbelagträger angeordnet sind.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die Teilsegmente abgerundete Ecken auf.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung aufweisend ein Reibteil, wie zuvor beschrieben.
Bevorzugt ist die reibschlüssig arbeitende Vorrichtung eine Kupplung, insbesondere eine Nasskupplung. Besonders bevorzugt ist die Kupplung eine Doppelkupplung.
Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht auf einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Reibteils für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung.
1 zeigt eine schematische Ansicht auf einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Reibteils für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung.
Das Reibteil 1 weist einen Reibbelagträger 2 und eine Vielzahl an Reibbelägen 3 auf. Die Reibbeläge 3 sind auf einer Seite des Reibbelagträgers 2 angeordnet. Die Reibbeläge 3 sind dabei alle in einem Winkel 13 zur Drehachse 10 des Reibteils 1 auf dem Reibbelagträger 2 über die gesamte Breite des Reibbelagträgers 2 geneigt angeordnet. Die Reibbeläge 3 sind alle durch jeweils eine zwischen den Reibbelägen 3 über die gesamte Breite des Reibbelagträgers 2 verlaufende erste Nut 7 voneinander getrennt.
Um zwei Teilsegmente, nämlich ein erstes Teilsegment 4 und ein zweites Teilsegment 5, aus jedem Reibbelag 3 auszubilden, ist eine zweite Nut 6 in die Reibbeläge 3 eingebracht. Die zweite Nut 6 ist in die Reibbeläge 3 zumindest teilweise, vorzugsweise bis zum Reibbelagträger 2 eingebracht.
Das erste Teilsegment 4 ist an einem Teilsegment am äußeren Rand 8 des Reibbelagträgers 2 angeordnet. Das zweite Teilsegment 5 ist an einem inneren Rand 9 des Reibbelagträgers 2 angeordnet.
Der Winkel 13, um den die Reibbeläge 3 gegenüber der Drehachse 10 geneigt angeordnet sind, entspricht vorliegend ca. 20°. Dabei wird der Winkel 13 durch eine in Längsrichtung der Reibbeläge 3 verlaufenden Mittellinie 12 und einer ausgehend vom Mittelpunkt 10 des Reibteils 1 verlaufenden radialen Verbindung 11 zum Mittelpunkt der Reibbeläge 3 definiert.
Die zweite Nut 6 ist nur teilweise in die Reibbeläge 3 eingebracht, d.h. die Nut 6 reicht nicht bis zum Reibbelagträger 2. Ein Einbringen der zweiten Nut 6 erfolgt vorzugsweise mittels einer Fräs- oder einer Prägevorrichtung herstellbar.
Vorliegend ist die zweite Nut 6 in einem Winkel 15 von ca. 110° gegenüber der gedachten Mittellinie 12 der Reibbeläge 3 eingebracht. Dabei wird der Winkel 15 durch die gedachte Mittellinie 12 und durch eine gedachte Mittellinie 14, die durch die Nut 6 verläuft, definiert.
Das erste Teilsegment 4 weist eine Länge auf, die zu einer Länge des zweiten Teilsegments 5 unterschiedlich ausgebildet ist. Die zweite Nut 6 teilt die Teilsegmente 4, 5 in einem Verhältnis von in etwa 1/3 zu 2/3.
Zwei auf dem Reibbelagträger 2 nebeneinander angeordnete erste Teilsegmente 4 und zwei auf dem Reibbelagträger 2 nebeneinander angeordnete zweite Teilsegmente 5 weisen unterschiedliche Längen auf. Dabei ist ein erster Reibbelag 3 zu einem zweiten Reibbelag 3 umgekehrt angeordnet.
Die Teilsegmente 4, 5 sind annähernd rechteckig ausgebildet und weisen abgerundete Ecken auf.
Ferner weist das Reibteil 1 noch ein Mitnahmeprofil 16 auf. Das Mitnahmeprofil 16 ist als eine Innenverzahnung ausgebildet. Die Innenverzahnung ermöglicht eine drehfeste Verbindung des Reibteils 1 mit einem Lammellenträger (nicht dargestellt). Das Reibteil ist als Innenlamelle ausgebildet. Alternativ ist eine Außenverzahnung ebenfalls denkbar.
Mit dem Reibteil lassen sich die Kühl- und Schmiereigenschaften einer Kupplung auf einfache Weise erhöhen und somit ein Verschleiß des Reibbelags verringern.
Bezugszeichenliste

1: Reibteil
2: Reibbelagträger
3: Reibbelag
4: erstes Teilsegment
5: zweites Teilsegment
6: erste Nut
7: zweite Nut
8: äußerer Rand
9: innerer Rand
10: Drehachse
11: radiale Verbindung
12: Mittellinie
13: Winkel
14: Mittellinie
15: Winkel
16: Mitnahmeprofil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69210003 T2 [0003]
US 2007/0000747 A1 [0003]
EP 0550961 B1 [0003]
EP 2185883 B1 [0003]
DE 102012014804 A1 [0003]
DE 102012014811 A1 [0003]

Claims

Reibteil (1) für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung aufweisend einen Reibbelagträger (2) und eine Vielzahl an Reibbelägen (3), die auf wenigstens einer Seite des Reibbelagträgers (2) in einem Winkel (13) zur Drehachse (10) des Reibteils (1) über die gesamte Breite des Reibbelagträgers (2) geneigt angeordnet sind und durch jeweils eine zwischen den Reibbelägen (3) über die gesamte Breite des Reibbelagträgers (2) verlaufende erste Nut (7) voneinander getrennt sind, wobei mindestens eine zweite Nut (6) zumindest teilweise in die Reibbeläge (3) eingebracht ist, um wenigstens ein erstes Teilsegment (4) und ein zweites Teilsegment (5) auszubilden.
Reibteil (1) gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Nut (6) durch die Reibbeläge (3) bis zum Reibbelagträger (2) reicht, um das erste Teilsegment (4) vom zweiten Teilsegment (5) zu trennen.
Reibteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Nut (6) in einem Winkel (15) von 75° bis 105° gegenüber einer gedachten in Längsrichtung der Reibbeläge (3) verlaufenden Mittellinie (12) eingebracht ist.
Reibteil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die zweite Nut (6) senkrecht zur Drehachse (10) angeordnet ist.
Reibteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Teilsegment (4) eine Länge aufweist, die zu einer Länge des zweiten Teilsegments (5) unterschiedlich ausgebildet ist.
Reibteil (1) gemäß Anspruch 5, wobei die zweite Nut (6) die Teilsegmente (4, 5) in einem Verhältnis von 1/3 zu 2/3, 2/5 zu 3/5 oder 3/7 zu 4/7 teilt.
Reibteil (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei zwei nebeneinander angeordnete erste Teilsegmente (4) und zwei nebeneinander angeordnete zweite Teilsegmente (5) unterschiedliche Längen aufweisen.
Reibteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teilsegmente (4, 5) eine annähernd quadratisch bis rechteckig, Trapez- oder Rautenförmig ausgebildete Reibfläche aufweisen.
Reibteil (1) gemäß Anspruch 8, wobei die Teilsegmente (4, 5) abgerundete Ecken aufweisen.
Reibschlüssig arbeitende Vorrichtung aufweisend ein Reibteil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.