DE102018109152A1 - Friction plate and multi-plate clutch - Google Patents
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Abstract
Reiblamellen (10) einer Lamellenkupplung haben einen Stahlträger (12, 26), der entgegengesetzte axiale Stirnflächen aufweist, wobei eine erste Stirnfläche (14, 28) als eine mit einer profilierten Struktur (18, 30) versehene Reibfläche ausgebildet ist und auf der entgegengesetzten, zweiten Stirnfläche (20, 32) ein Reibmaterial (22, 34) aufgebracht ist.Friction blades (10) of a multi-plate clutch have a steel support (12, 26) having opposite axial end faces, wherein a first end face (14, 28) is formed as a profiled structure with a (18, 30) friction surface and on the opposite, second end face (20, 32) a friction material (22, 34) is applied.
Description
Die Erfindung betrifft eine Reiblamelle einer Lamellenkupplung sowie eine Lamellenkupplung selbst.The invention relates to a friction plate of a multi-plate clutch and a multi-plate clutch itself.
Reiblamellen von Lamellenkupplungen haben einerseits Innenlamellen, die auf einem Innenlamellenträger sitzen, und andererseits Außenlamellen, die auf einem Außenlamellenträger sitzen. Die Reiblamellen sind in Drehrichtung jeweils fest an ihren Trägern angebracht und in axialer Richtung verschieblich. Die Innen- und die Außenlamellen wechseln sich in Axialrichtung ab. Die Reiblamellen selbst sind üblicherweise aus Stahl und können entweder mit einem Reibmaterial beschichtet sein oder unbeschichtet verwendet werden, sodass hier der Stahl entweder auf dem Reibmaterial der Nachbarreiblamelle anliegen kann oder auf der unbeschichteten Stirnfläche aus Stahl der Nachbarlamelle. Wenn die Reiblamellen beidseitig mit Reibmaterial versehen sind, wird die axiale Baulänge einer solchen Lamellenkupplung häufig durch die thermische Beanspruchung der Reiblamellen festgelegt. Solche beidseitig beschichteten oder belegten Reiblamellen wechseln sich üblicherweise mit reinen Stahllamellen, die beidseits unbeschichtet sind, ab. Die entstehende Reibenergie muss aufgrund der isolierten Wirkung des Reibbelags nahezu vollständig von der reinen Stahllamelle, also der unbeschichteten Lamelle, aufgenommen werden, sodass diese üblicherweise dicker ausgeführt ist als es aufgrund der rein mechanischen Beanspruchung nötig wäre. Dadurch erhöht sich die Baulänge der Kupplung. Auch die Kosten und das Gewicht der Kupplung steigen.On the one hand, friction disks of multi-disk clutches have inner disks which are seated on an inner disk carrier and, on the other hand, outer disks which are seated on an outer disk carrier. The friction plates are each mounted firmly in the direction of rotation on their carriers and slidable in the axial direction. The inner and outer disks alternate in the axial direction. The friction plates themselves are usually made of steel and can either be coated with a friction material or used uncoated, so that here the steel can rest either on the friction material of the neighboring friction blade or on the uncoated steel face of the neighboring blade. If the friction plates are provided on both sides with friction material, the axial length of such a multi-plate clutch is often determined by the thermal stress of the friction plates. Such coated on both sides or occupied friction lamellae usually alternate with pure steel lamellae, which are uncoated on both sides. Due to the isolated effect of the friction lining, the resulting friction energy must be almost completely absorbed by the pure steel lamella, ie the uncoated lamella, so that it is usually made thicker than would be necessary due to the purely mechanical stress. This increases the length of the coupling. The cost and weight of the clutch increase.
Alternativ hierzu werden nur einseitig mit einem Reibbelag versehene Reiblamellen eingesetzt, sodass von der unbeschichteten Seite aus Wärme in die einseitig beschichtete Reiblamelle eingeleitet werden kann. Nachteilig bei einseitig beschichteten Reiblamellen ist jedoch, dass die Einbaurichtung eingehalten werden muss, obwohl die Reiblamellen auch um 180° gedreht eingebaut werden könnten.Alternatively, only on one side provided with a friction lining friction plates are used so that heat can be introduced from the uncoated side of the one-sided coated friction plate. A disadvantage of friction plates coated on one side, however, is that the installation direction must be maintained, although the friction plates could be installed rotated by 180 °.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf die axiale Baulänge und das Reibverhalten optimierte Reiblamelle sowie eine damit ausgestattete Lamellenkupplung zu schaffen.The object of the invention is to provide an optimized with regard to the axial length and the friction behavior friction plate and a multi-disc clutch equipped therewith.
Die erfindungsgemäße Reiblamelle hat einen Stahlträger, auch Lamellenkörper genannt, der entgegengesetzte axiale Stirnflächen aufweist, wobei eine erste Stirnfläche eine Außenseite der Reiblamelle definiert und mit einer profilierten Struktur versehen ist und auf der zweiten Stirnfläche ein Reibmaterial aufgebracht ist, das die entgegengesetzte Außenseite definiert.The friction plate according to the invention has a steel carrier, also called a plate body having opposite axial faces, wherein a first end face defines an outer side of the friction plate and is provided with a profiled structure and on the second end face a friction material is applied, which defines the opposite outer side.
Die erfindungsgemäße Reiblamelle ist nur einseitig mit einem Reibmaterial versehen, wodurch über die erste Stirnfläche Wärme eingeleitet werden kann und der Stahlträger Reibenergie aufnimmt. Im Gegensatz zu bisherigen einseitig beschichteten Reiblamellen, deren erste Stirnfläche stets ohne Struktur, d. h. glatt ausgeführt war, sieht die Erfindung auf dieser Seite eine strukturierte Fläche vor, d. h. eine Fläche, die durch Bearbeitung des Stahlträgers Vorsprünge und zwischen Vorsprüngen Aussparungen aufweist. Die Strukturierung sorgt für eine höhere Reibmomentkapazität und ein besseres Ansprechverhalten verglichen mit einer Reibpaarung Stahl/Stahl. Durch die Strukturierung ergeben sich Kanäle, durch die Öl bei geschlossener Lamellenkupplung zwischen den Lamellen hindurchströmen kann. Dadurch wird die eingebrachte Reibeenergie abgeführt, was für eine höhere Reibmoment Kapazität sorgt. Der erhöhte Reibwert ist thermisch unkritisch, da zum einen nur von dieser einen Seite aus Wärme in den Stahlträger eingebracht wird, auf der entgegengesetzten Seite ist das Reibmaterial vorhanden, das einen Reibbelag bildet. Darüber hinaus kann über die Struktur auch Öl im Bereich der Reibpaarung eingebracht werden. Die Stahlträger sind damit schmäler als bei einer Lamellenkupplung mit beidseitig beschichteten Reiblamellen. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Reiblamelle mit Gegenlamellen aus Stahl ohne Beschichtung ist die Einbaurichtung der erfindungsgemäßen Reiblamelle egal, denn über die erste Stirnfläche wird immer Wärme in den Stahlträger eingebracht.The friction plate according to the invention is provided on one side only with a friction material, whereby heat can be introduced via the first end face and the steel carrier absorbs frictional energy. In contrast to previously coated on one side friction plates, the first end face always without structure, d. H. was smooth, the invention provides on this page before a structured surface, d. H. a surface that has protrusions by machining the steel beam and recesses between protrusions. The structuring ensures a higher friction torque capacity and a better response compared to a steel / steel friction pairing. The structuring results in channels through which oil can flow between the lamellae when the multi-plate clutch is closed. As a result, the introduced friction energy is dissipated, which ensures a higher friction torque capacity. The increased coefficient of friction is thermally uncritical, since on the one hand only heat is introduced from this one side into the steel carrier, on the opposite side is the friction material which forms a friction lining. In addition, oil can be introduced in the region of the friction pairing via the structure. The steel girders are thus narrower than with a multi-plate clutch with friction plates coated on both sides. When using the friction blade according to the invention with steel counter blades without coating the installation direction of the friction blade according to the invention does not matter, because on the first face heat is always introduced into the steel beam.
Das Reibmaterial ist aus Sinter, Karbon oder ein Belag auf Papierbasis. Darüber hinaus können als Reibbelag auch gewobene Karbonbeläge, gespritzte Beschichtungen (zum Beispiel Molybdän) oder pastöse aufgebrachte und anschließend ausgehärtete Beläge verwendet werden.The friction material is made of sintered carbon or a paper-based coating. In addition, it is also possible to use woven carbon coverings, sprayed coatings (for example molybdenum) or pasty applied and then hardened coverings as the friction lining.
Der Stahlträger kann optional wärmebehandelt sein, insbesondere kurzzeitgasnitriert.The steel beam may optionally be heat treated, in particular short gas nitrided.
Die Struktur lässt sich einerseits mechanisch, z. B. durch ein spanendes Verfahren einbringen, vorzugsweise jedoch durch ein nichtspanendes Verfahren, z. B. Prägen. Dabei werden insbesondere Rillen im Stahlträger auf der ersten Stirnfläche erzeugt. Alternativ hierzu wird eine sogenannte Makrostrukturierung eingeprägt, z. B. ein Waffelmuster oder dergleichen. Eine solche Makrostrukturierung ist definiert durch eine Strukturtiefe im Bereich von 0,05 - 0,9 mm, d. h. die Tiefe in axialer Richtung gemessen von der höchsten bis zur tiefsten Stelle.The structure can be mechanically, for. B. by a machining process, but preferably by a non-chipping method, for. B. embossing. In particular, grooves are produced in the steel carrier on the first end face. Alternatively, a so-called macrostructuring is impressed, z. B. a waffle pattern or the like. Such macrostructuring is defined by a texture depth in the range of 0.05 - 0.9 mm, i. H. the depth in the axial direction measured from the highest to the lowest point.
Die Erfindung schafft auch eine Lamellenkupplung mit Innenlamellen und sich mit den Innenlamellen abwechselnde Außenlamellen, wobei die Innen- oder die Außenlamellen als erfindungsgemäße Reiblamellen ausgebildet sind und die anderen Reiblamellen Gegenlamellen bilden.The invention also provides a multi-plate clutch with inner disks and with the inner disks alternating outer disks, wherein the inner or the outer disks as Friction blades according to the invention are formed and the other friction plates form counter blades.
Die Gegenlamellen, und zwar alle Gegenlamellen, sind gemäß einer ersten Ausführungsform beidseitig unbeschichtete Stahllamellen, sodass der Stahl auch die Reibfläche auf beiden Seiten bildet.The counter blades, and indeed all the counter blades are, according to a first embodiment, both sides uncoated steel blades, so that the steel also forms the friction surface on both sides.
Wenn die Gegenlamellen beidseitig unbeschichtet sind, ist die Einbaurichtung der erfindungsgemäßen Reiblamellen egal, sodass die erste Stirnfläche nur bei einigen Reiblamellen in die gleiche Axialrichtung weist und einige der erfindungsgemäßen Reiblamellen entgegengesetzt gerichtet sind. Eine solche Lamellenkupplung zeichnet sich durch ein kurzes Ansprechverhalten und eine hohe Drehmomentkapazität sowie leichte Montierbarkeit aus.If the counter blades are uncoated on both sides, the installation direction of the friction disks according to the invention does not matter, so that the first end face only in some friction plates in the same axial direction and some of the friction plates according to the invention are directed opposite. Such a multi-plate clutch is characterized by a short response and a high torque capacity and easy mountability.
Alternativ hierzu sind die Gegenlamellen in der zweiten Ausführungsform einseitig beschichtete Lamellen. In diesem Fall sind alle Gegenlamellen sowie alle erfindungsgemäßen Reiblamellen mit ihren beschichteten Seiten axial gleich ausgerichtet, sodass die mit einem Reibmaterial versehene Stirnfläche an einer ohne Reibmaterial versehenen Stirnfläche der benachbarten Reiblamelle zu liegen kommt, wenn die Lamellenkupplung geschlossen ist.Alternatively, the counter blades in the second embodiment are single-side coated fins. In this case, all counter blades and all friction plates according to the invention are axially aligned with their coated sides, so that provided with a friction material face comes to rest on a provided without friction end face of the adjacent friction plate, when the multi-plate clutch is closed.
Optional können auch die Gegenlamellen erfindungsgemäße Reiblamellen sein.Optionally, the counter blades can also be friction flaps according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 eine erfindungsgemäße Reiblamelle in Radialschnitt, - -
2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung, und - -
3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung.
- -
1 a friction plate according to the invention in radial section, - -
2 a first embodiment of the multi-plate clutch according to the invention, and - -
3 a second embodiment of the multi-plate clutch according to the invention.
In
Der Stahlträger
An der entgegengesetzten zweiten Stirnfläche
Der Stahlträger
Die zweite Stirnfläche
In
Sämtliche Gegenlamellen sind beidseitig unbeschichtete Stahllamellen, vorzugsweise mit entgegengesetzten Stirnflächen, die eben und ohne Struktur ausgeführt sind.All counter blades are uncoated steel plates on both sides, preferably with opposite end surfaces, which are flat and without structure.
Wie man
Der Vorteil dieser Kupplung besteht darin, dass die Reiblamellen
In
Alternativ zu einer nachträglich eingebrachten profilierten Struktur
Die Reiblamellen
Da hier die Gegenlamellen
Vorteilhaft ist auch, dass die ersten Stirnflächen
Der Reibbelag
Vorzugsweise weisen die Reiblamellen
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