DE102016203051A1 - scuffing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Reibteil für eine nasslaufende Reibschlusseinrichtung, mit mindestens einer Reibfläche, die mindestens einen Strömungsweg zum Durchführen eines Fluids aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Reibteil mindestens einen fluidischen Widerstand aufweist, durch den eine Fließgeschwindigkeit des Fluids entlang des Strömungswegs so reduziert wird, dass eine Kühlleistung im Betrieb des Reibteils beim Durchführen des Fluids entlang des Strömungswegs gesteigert wird.The invention relates to a friction part for a wet-running friction-locking device, with at least one friction surface, which has at least one flow path for the passage of a fluid. The invention is characterized in that the friction part has at least one fluidic resistance, by which a flow velocity of the fluid along the flow path is reduced so that a cooling performance is increased during operation of the friction part when passing the fluid along the flow path.
Description
Die Erfindung betrifft ein Reibteil für eine nasslaufende Reibschlusseinrichtung, mit mindestens einer Reibfläche, die mindestens einen Strömungsweg zum Durchführen eines Fluids aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplung mit mindestens einem derartigen Reibteil. The invention relates to a friction part for a wet-running friction-locking device, with at least one friction surface, which has at least one flow path for the passage of a fluid. The invention further relates to a coupling with at least one such friction part.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reibteil für eine nasslaufende Reibschlusseinrichtung, mit mindestens einer Reibfläche, die mindestens einen Strömungsweg zum Durchführen eines Fluids aufweist, insbesondere im Hinblick auf seine Funktionalität, zu verbessern. The object of the invention is to improve a friction part for a wet running Reibschlusseinrichtung, with at least one friction surface having at least one flow path for carrying out a fluid, in particular with regard to its functionality.
Die Aufgabe ist bei einem Reibteil für eine nasslaufende Reibschlusseinrichtung, mit mindestens einer Reibfläche, die mindestens einen Strömungsweg zum Durchführen eines Fluids aufweist, dadurch gelöst, dass das Reibteil mindestens einen fluidischen Widerstand aufweist, durch den eine Fließgeschwindigkeit des Fluids entlang des Strömungswegs so reduziert wird, dass eine Kühlleistung im Betrieb des Reibteils beim Durchführen des Fluids entlang des Strömungswegs gesteigert wird. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Kühl- und/oder Schmiermedium, wie Öl. Im Betrieb einer mit dem Reibteil ausgestatteten Kupplung entsteht Reibungswärme. Die Reibungswärme wird, zumindest teilweise, über das Fluid abgeführt. Zu diesem Zweck dient vorteilhaft eine Vielzahl von Strömungswegen, die von dem Fluid durchströmt werden. Durch den fluidischen Widerstand wird die Fließgeschwindigkeit des Fluids entlang dem Strömungsweg reduziert. Dadurch kann eine Wärmeübertragung zwischen der Reibfläche und dem Fluid verbessert werden. Nachdem die Kühlwirkung nicht nur von einem Wärmeübergangskoeffizient sondern auch von einer Verweildauer des Fluids an der Reibfläche abhängt, kann durch die Reduzierung der Fließgeschwindigkeit des Fluids vorteilhaft eine Steigerung der Kühlleistung erreicht werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Reduzierung des Wärmeübergangskoeffizienten aufgrund einer Reduzierung einer sogenannten Nusselt-Zahl überkompensiert wird. The object is with a friction part for a wet-running friction-locking device, with at least one friction surface, which has at least one flow path for the passage of a fluid, characterized in that the friction part has at least one fluidic resistance by which a flow velocity of the fluid along the flow path is reduced so that a cooling performance is increased in the operation of the friction part when passing the fluid along the flow path. The fluid is preferably a cooling and / or lubricating medium, such as oil. In the operation of a clutch equipped with the friction part, frictional heat is generated. The frictional heat is dissipated, at least in part, via the fluid. For this purpose, advantageously serves a plurality of flow paths, which are flowed through by the fluid. The fluidic resistance reduces the flow rate of the fluid along the flow path. Thereby, a heat transfer between the friction surface and the fluid can be improved. After the cooling effect depends not only on a heat transfer coefficient but also on a residence time of the fluid at the friction surface, can be achieved by reducing the flow velocity of the fluid advantageous to increase the cooling capacity. Care should be taken that the reduction of the heat transfer coefficient is overcompensated due to a reduction of a so-called Nusselt number.
Der Wärmeübergangskoeffizient bezüglich der konvektiven Wärmeübertragung wird sowohl durch die Strömungsverhältnisse als auch durch die Fluideigenschaften, insbesondere Öleigenschaften, bestimmt. Eine höhere Fließgeschwindigkeit führt zu einer Zunahme der Nusselt-Zahl und damit auch zu einer Zunahme des Wärmeübergangskoeffizienten. Dementsprechend sind herkömmliche Kupplungssysteme und die darin verbauten Reibteile beziehungsweise Belaglamellen in der Regel so konstruiert, dass eine hohe Fließgeschwindigkeit des Fluids, insbesondere des Öls, in entsprechenden Nuten erreicht wird. Aus der hohen Fließgeschwindigkeit des Fluids, insbesondere Öls, in der Nut in Kombination mit großen Nutquerschnitten ergeben sich bei üblichen Ölvolumenströmen geringe Nutfüllungsgrade. Das heißt, die Nutquerschnitte sind teilweise mit Fluid, insbesondere Öl, und zu einem erheblichen Teil mit Luft gefüllt. Durch eine geeignete Nutgestaltung wird gemäß einem Aspekt der Erfindung die Fließgeschwindigkeit des Fluids, insbesondere Öls, reduziert. Dadurch kann die Nutfüllung vorteilhaft erhöht werden. Dadurch wird wiederum die Wärmeübertragung verbessert. The heat transfer coefficient with respect to the convective heat transfer is determined both by the flow conditions and by the fluid properties, in particular oil properties. A higher flow rate leads to an increase in the Nusselt number and thus to an increase in the heat transfer coefficient. Accordingly, conventional clutch systems and the friction parts or lining plates installed therein are usually designed so that a high flow velocity of the fluid, in particular of the oil, is achieved in corresponding grooves. The high flow rate of the fluid, in particular oil, in the groove in combination with large groove cross sections results in low groove fill levels for conventional oil volume flows. That is, the groove sections are partially filled with fluid, especially oil, and to a considerable extent with air. By a suitable groove design, the flow rate of the fluid, in particular oil, is reduced according to one aspect of the invention. As a result, the groove filling can be advantageously increased. This in turn improves the heat transfer.
Im Hinblick darauf, dass die Kühlung nicht nur von Wärmeübergangskoeffizienten, sondern auch von der Verweildauer des Fluids, insbesondere Öls, an der Oberfläche der Kupplungskomponenten abhängt, kann durch eine Reduzierung der Fließgeschwindigkeit des Fluids, insbesondere Öls, eine Steigerung der Kühlleistung erreicht werden, sofern die Reduzierung des Wärmeübergangskoeffizienten aufgrund der Reduzierung der Nusselt-Zahl überkompensiert wird. Wichtig dabei ist ein relativ geringer Nutquerschnitt im äußeren Bereich des Reibteils, insbesondere der Belaglamelle, um eine Drosselung des Ölflusses sicherzustellen. Dabei kann der Nutquerschnitt von innen nach außen kontinuierlich und/oder diskontinuierlich abnehmen. Ebenfalls möglich sind Nutgeometrien mit Querschnittszunahmen und/oder Querschnittsabnahmen im inneren und mittleren Bereich des Reibteils, insbesondere der Belaglamelle. In view of the fact that the cooling depends not only on heat transfer coefficients, but also on the residence time of the fluid, in particular oil, on the surface of the coupling components, by reducing the flow rate of the fluid, in particular oil, an increase in the cooling capacity can be achieved, provided the reduction of the heat transfer coefficient is overcompensated due to the reduction of the Nusselt number. Important here is a relatively small groove cross-section in the outer region of the friction part, in particular the lining plate, to ensure a throttling of the oil flow. In this case, the groove cross section from the inside to the outside continuously and / or discontinuously decrease. Also possible are groove geometries with cross-sectional increases and / or cross-sectional decreases in the inner and middle region of the friction part, in particular the lining plate.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe mit einem Innenradius, an dem das Fluid eintritt, und mit einem Außenradius aufweist, an dem das Fluid austritt. Durch eine entsprechende Gestaltung der Reibfläche wird eine Vielzahl von Strömungswegen bereitgestellt, die im Wesentlichen in radialen Richtungen verlaufen. Die Strömungswege werden zum Beispiel von Kanälen und/oder länglichen Vertiefungen, wie Rillen oder Nuten, begrenzt, die in der Reibfläche vorgesehen sind. A preferred embodiment of the friction part is characterized in that the friction surface has substantially the shape of a circular disk with an inner radius at which the fluid enters, and with an outer radius at which the fluid exits. By means of a corresponding design of the friction surface, a multiplicity of flow paths are provided, which run essentially in radial directions. The flow paths are limited, for example, by channels and / or elongated depressions, such as grooves or grooves, which are provided in the friction surface.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass der fluidische Widerstand in einem äußeren Bereich der Reibfläche angeordnet ist. Dadurch wird die Verweildauer des Fluids im Bereich der Reibfläche auf einfache Art und Weise verlängert. Der fluidische Widerstand kann zum Beispiel als Hindernis in dem Strömungsweg des Fluids ausgeführt sein. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the fluidic resistance is arranged in an outer region of the friction surface. As a result, the residence time of the fluid is extended in the region of the friction surface in a simple manner. The fluidic resistance may, for example, be embodied as an obstacle in the flow path of the fluid.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg von einer Nut begrenzt wird, die mindestens einen Bereich mit einem verringerten Nutquerschnitt aufweist, um den fluidischen Widerstand darzustellen. Die Nut weist zum Beispiel eine Engstelle auf, um den fluidischen Widerstand dazustellen. Die Nut mit dem Bereich mit dem verringerten Nutquerschnitt ist einfach und kostengünstig herstellbar. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the flow path is delimited by a groove which has at least one region with a reduced groove cross-section in order to represent the fluidic resistance. For example, the groove has a throat to provide fluidic resistance. The groove with the area with the reduced groove cross-section is simple and inexpensive to produce.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nutquerschnitt entlang des Strömungswegs abnimmt. Je nach Ausführung kann der Nutquerschnitt entlang des Strömungswegs kontinuierlich oder diskontinuierlich abnehmen. Dabei kommt es hauptsächlich nur darauf an, dass der Nutquerschnitt vom Eintritt des Fluids, also vorzugsweise radial innen, zum Austritt des Fluids, also radial außen, abnimmt. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the groove cross-section decreases along the flow path. Depending on the design, the groove cross-section along the flow path can decrease continuously or discontinuously. It mainly depends on the fact that the groove cross-section from the inlet of the fluid, so preferably radially inward, to the outlet of the fluid, ie radially outside, decreases.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg zum Durchführen des Fluids mindestens eine Verzweigung aufweist. Der Strömungsweg kann vorteilhaft aufgeteilt beziehungsweise verzweigt werden. Eine solche Aufteilung oder Verzweigung ergibt sich zum Beispiel vorteilhaft durch ein Hindernis im Strömungsweg, das von Fluid umströmt wird. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the flow path for the passage of the fluid has at least one branch. The flow path can advantageously split or be branched. Such a division or branching results, for example, advantageously by an obstacle in the flow path, which is surrounded by fluid.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg zum Durchführen des Fluids von einer Nut in einem Reibbelag begrenzt wird. Bei dem Reibbelag handelt es sich zum Beispiel um einen Papierbelag. Die Nut kann in dem Reibbelag zum Beispiel durch Prägen erzeugt werden. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the flow path for passing the fluid is delimited by a groove in a friction lining. The friction lining is, for example, a paper coating. The groove can be produced in the friction lining, for example by embossing.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg zum Durchführen des Fluids von Reibbelagstücken begrenzt wird. Die Nuten ergeben sich auf einfache Art und Weise zwischen zwei oder mehr Reibbelagstücken, die voneinander beabstandet sind. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the flow path for the passage of the fluid is limited by friction lining pieces. The grooves arise in a simple manner between two or more friction lining pieces, which are spaced apart.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reibbelagstück radial außen eine größere Umfangsausdehnung als radial innen aufweist. Als Umfangsausdehnung wird eine Abmessung des Reibbelagsstücks in Umfangsrichtung bezeichnet. Durch die größere Umfangsausdehnung radial außen wird auf einfache Art und Weise ein im Sinne der Erfindung wirksamer fluidischer Widerstand geschaffen. Another preferred exemplary embodiment of the friction part is characterized in that at least one friction lining piece has a greater circumferential extent radially outward than radially inward. As circumferential extent, a dimension of the Reibbelagsstücks is referred to in the circumferential direction. Due to the larger circumferential extent radially outward, an effective fluidic resistance in the sense of the invention is created in a simple manner.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reibbelagstück entlang dem Strömungsweg konkav gekrümmt ist. Durch die konkave Krümmung des Reibbelagstücks entlang dem Strömungsweg wird auf einfache Art und Weise eine Engstelle zwischen zwei Reibbelagstücken geschaffen, die den fluidischen Widerstand darstellt. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the friction lining piece is concavely curved along the flow path. Due to the concave curvature of the Reibbelagstücks along the flow path a bottleneck between two friction lining pieces is created in a simple manner, which represents the fluidic resistance.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reibbelagstück stiefelartig ausgebildet ist, wobei eine Stiefelspitze radial außen angeordnet ist und sich im Wesentlichen in einer Umfangsrichtung erstreckt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine Engstelle zwischen zwei Reibbelagstücken geschaffen, die den fluidischen Widerstand darstellt. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that the friction lining piece is formed like a boot, wherein a boot tip is arranged radially on the outside and extends substantially in a circumferential direction. As a result, a bottleneck between two friction lining pieces is created in a simple manner, which represents the fluidic resistance.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbelagstücke im Wesentlichen die Gestalt von Vielecken, insbesondere von Rechtecken, aufweisen. Die Reibbelagstücke können alternativ auch im Wesentlichen die Gestalt von Kreisen aufweisen. A further preferred exemplary embodiment of the friction part is characterized in that the friction lining pieces essentially have the shape of polygons, in particular of rectangles. The friction lining pieces may alternatively also have substantially the shape of circles.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass radial außen ein kleines Reibbelagstück zwischen zwei großen Reibbelagstücken angeordnet ist, die sich von radial innen bis nach radial außen erstrecken. Die Reibbelagstücke sind zum Beispiel als Rechtecke ausgeführt. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that radially outside a small friction lining piece is arranged between two large friction lining pieces, which extend from radially inward to radially outward. The friction lining pieces are designed, for example, as rectangles.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass radial außen ein kleines Reibbelagstück zwischen zwei Reihen von kleinen Reibbelagstücken angeordnet ist, die sich von radial innen bis nach radial außen erstrecken. Die kleinen Reibbelagstücke sind vorzugsweise alle gleich ausgeführt, insbesondere als Rechtecke ausgeführt. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that radially outwardly a small friction lining piece is arranged between two rows of small friction lining pieces, which extend from radially inward to radially outward. The small friction lining pieces are preferably all made the same, in particular designed as rectangles.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass ein in Umfangsrichtung langes Reibbelagstück radial außerhalb von mindestens zwei Reihen von kleinen Reibbelagstücken angeordnet ist, die radial angeordnet sind. Das lange Reibbelagstück und die kleinen Reibbelagstücke sind zum Beispiel als Rechtecke ausgeführt. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that a circumferentially long friction lining piece is arranged radially outside of at least two rows of small friction lining pieces which are arranged radially. The long friction lining piece and the small friction lining pieces are designed, for example, as rectangles.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reibbelagstück im Wesentlichen pilzförmig ausgeführt ist, wobei ein Pilzkopf des im Wesentlichen pilzförmig ausgeführten Reibbelagstücks radial außen angeordnet ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Engstelle zwischen zwei Reibbelagstücken dargestellt werden. A further preferred embodiment of the friction part is characterized in that at least one friction lining piece is substantially mushroom-shaped, wherein a mushroom head of the substantially mushroom-shaped friction lining piece is arranged radially outward. As a result, a bottleneck between two friction lining pieces can be represented in a simple manner.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplung mit mindestens einem vorab beschriebenen Reibteil. Bei der Kupplung handelt es sich vorzugsweise um eine nasslaufende Lamellenkupplung. Das vorab beschriebene Reibteil stellt in der nasslaufenden Lamellenkupplung eine Reiblamelle dar. Die nasslaufende Lamellenkupplung wird vorzugsweise im Automobilbereich eingesetzt. The invention further relates to a coupling with at least one previously described friction part. The coupling is preferably a wet-running multi-plate clutch. The friction part described above is in the wet-running multi-plate clutch is a friction plate. The wet-running multi-plate clutch is preferably used in the automotive sector.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
In
An dem Grundkörper
Bei dem Nasslauf-Kupplungsteil
In
Ein Innendurchmesser der Grundkörper
Bei den Gegen-Kupplungsteilen
Die Nasslauf-Reibbeläge
In
Das Lamellenpaket
Die Gegen-Kupplungsteile
In den
Bei dem in
Der Strömungsweg
Der Strömungsweg
Der Strömungsweg
Bei dem Reibteil
Das Reibbelagstück
Diese Nut wird von dem Reibbelagstück
Ein weiterer fluidischer Widerstand in
Weitere Strömungswege ergeben sich durch vier Reihen
Das Reibteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Nasslauf-Kupplungsteil Wet traction-coupling part
- 33
- Belagträger lining support
- 55
- Grundkörper body
- 66
- Nasslauf-Reibbelag Wet running friction lining
- 77
- Nasslauf-Reibbelag Wet running friction lining
- 1111
- Gegen-Kupplungsteil Counter-coupling part
- 1212
- Gegen-Kupplungsteil Counter-coupling part
- 1515
- Grundkörper body
- 1616
- Grundkörper body
- 2020
- Lamellenpaket disk pack
- 2222
- Nasslauf-Kupplungsteil Wet traction-coupling part
- 2323
- Nasslauf-Kupplungsteil Wet traction-coupling part
- 2424
- Nasslauf-Kupplungsteil Wet traction-coupling part
- 3333
- Gegen-Kupplungsteil Counter-coupling part
- 3434
- Gegen-Kupplungsteil Counter-coupling part
- 3535
- Gegen-Kupplungsteil Counter-coupling part
- 4141
- Reibteil scuffing
- 4242
- Reibfläche friction surface
- 4343
- Strömungsweg flow
- 4444
- Strömungsweg flow
- 4545
- Strömungsweg flow
- 4646
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 4747
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 4848
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 4949
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 5050
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 5151
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 5252
- Stiefelspitze toe
- 5353
- Stiefelspitze toe
- 5454
- Erweiterung extension
- 5555
- Erweiterung extension
- 5656
- Erweiterung extension
- 5757
- Erweiterung extension
- 5858
- Erweiterung extension
- 5959
- Erweiterung extension
- 6161
- fluidscher Widerstand fluid resistance
- 6262
- fluidischer Widerstand fluidic resistance
- 6363
- fluidischer Widerstand fluidic resistance
- 7171
- Reibteil scuffing
- 7272
- Reibfläche friction surface
- 7474
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 7575
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 7676
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 7878
- Reihe line
- 79 79
- Reihe line
- 8080
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 8181
- Reihe line
- 8282
- Reihe line
- 8383
- Reihe line
- 8484
- Reihe line
- 8585
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 9191
- Reibteil scuffing
- 9292
- Reibfläche friction surface
- 9393
- Nut groove
- 9494
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 9595
- Reibbelagstück Reibbelagstück
- 9696
- Kopf head
- 9797
- Kopf head
- 100100
- Engstelle bottleneck
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 2008/055457 A2 [0002] WO 2008/055457 A2 [0002]
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