DE102018131413A1

DE102018131413A1 - Reibteil

Info

Publication number: DE102018131413A1
Application number: DE102018131413.2A
Authority: DE
Inventors: Philipp Tepper
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2019-10-10
Also published as: JP2021517224A; WO2019192641A1; KR20200138240A; DE112019001771A5; CN111836975A; US20210010555A1; CN111836975B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reibteil (1) für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken (11,12;21-23;31,32), die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche (5) mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen (10;20;30) angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke (11,12) in einer ersten Reihe (10) radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke (21-23) in einer zweiten Reihe (20) zwischen den ersten Reibbelagstücken (11,12) und dritten Reibbelagstücken (31,32) angeordnet sind, die in einer dritten Reihe (30) radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken (11,12) in der ersten Reihe (10) Stammnuten (41-44) ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten (51-53) ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken (11,12) in der ersten Reihe (10) und von den zweiten Reibbelagstücken (21-23) in der zweiten Reihe (20) begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken (21-23) in der zweiten Reihe (20) und von den dritten Reibbelagstücken (31,32) in der dritten Reihe (30) radial äußere Zweignuten (61-64) begrenzt werden.
Um das Reibteil (1), insbesondere im Hinblick auf seine Herstellbarkeit und/oder Funktionalität zu verbessern, sind die radial inneren (51-53) und die radial äußeren Zweignuten (61-64) durch Versatznuten (101,102) miteinander verbunden sind, die eine Richtungskomponente in Umfangsrichtung aufweisen, um einen tangentialen Versatz zwischen den radial inneren (51-53) und den radial äußeren (61-64) Zweignuten darzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken, die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke in einer ersten Reihe radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke in einer zweiten Reihe zwischen den ersten Reibbelagstücken und dritten Reibbelagstücken angeordnet sind, die in einer dritten Reihe radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe Stammnuten ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe und von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe und von den dritten Reibbelagstücken in der dritten Reihe radial äußere Zweignuten begrenzt werden.
Aus der europäischen Patentschrift EP 2 066 911 B1 ist ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche bekannt, die einen Innenrand und einen Außenrand aufweist, wobei in der Reibfläche mindestens ein Nutensatz mit einer ersten Nut, die sich von dem Innenrand oder dem Außenrand zu einem Verzweigungspunkt zwischen dem Innenrand und dem Außenrand erstreckt, und einer zweiten und dritten Nut, die sich jeweils von dem Verzweigungspunkt zu dem anderen Rand erstrecken, vorgesehen ist. Aus der deutschen Patentschrift DE 103 42 271 B4 ist eine Reibbelag-Lamelle für ein nasslaufendes Reibschaltelement bekannt, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche, die vom Reibeflächen-Innendurchmesser her mit Kühlmittel durchströmte Nuten aufweist, wobei die Nuten zwei sich überlagernde Nutensätze bilden, wobei sich jede der Nuten eines zweiten Nutensatzes mit nur drei Nuten eines ersten Nutensatzes in jeweils einem Nutschnittpunkt schneidet, wobei ein erster Nutschnittpunkt am Reibflächen-Innendurchmesser liegt, wobei ein zweiter Nutschnittpunkt am Reibflächen-Außendurchmesser liegt und die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser kleiner ist als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reibflächen-Außendurchmesser. Aus der deutschen Offenlegungsschrift De 10 2012 014 804 A1 ist ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche bekannt, 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, vorgesehen sind, 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, wobei die erste und zweite Nut voneinander beabstandet sind, wobei mehrere Verbindungsnuten zwischen der ersten und zweiten Nut zur Erzielung der Strömungsverbindung zwischen der ersten und zweiten Nut vorgesehen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken, die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke in einer ersten Reihe radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke in einer zweiten Reihe zwischen den ersten Reibbelagstücken und dritten Reibbelagstücken angeordnet sind, die in einer dritten Reihe radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe Stammnuten ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe und von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe und von den dritten Reibbelagstücken in der dritten Reihe radial äußere Zweignuten begrenzt werden, insbesondere im Hinblick auf seine Herstellbarkeit und/oder Funktionalität zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken, die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke in einer ersten Reihe radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke in einer zweiten Reihe zwischen den ersten Reibbelagstücken und dritten Reibbelagstücken angeordnet sind, die in einer dritten Reihe radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe Stammnuten ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe und von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe und von den dritten Reibbelagstücken in der dritten Reihe radial äußere Zweignuten begrenzt werden, dadurch gelöst, dass die radial inneren und die radial äußeren Zweignuten durch Versatznuten miteinander verbunden sind, die eine Richtungskomponente in Umfangsrichtung aufweisen, um einen tangentialen Versatz zwischen den radial inneren und den radial äußeren Zweignuten darzustellen. Die Stammnuten erstrecken sich vorzugsweise, zumindest im Wesentlichen, in radialen Richtungen. Der Begriff radial bezieht sich auf eine Drehachse des Reibteils. Der Begriff Umfangsrichtung bezieht sich ebenfalls auf die Drehachse des Reibteils. Der Begriff tangential bezieht sich auf eine Tangente an einem Umfang des Reibteils. Die Zweignuten gehen von radial äußeren Enden der Stammnuten aus. Eine Stammnut stellt mit zwei radial inneren Zweignuten eine y-förmige Verzweigung in dem Reibteil dar. Die Versatznuten dienen zur Darstellung von Strömungsbarrieren zwischen den ersten und den dritten Reibbelagstücken. Durch die Versatznuten wird auf einfache Art und Weise eine Zwangsumlenkung eines Fluids, insbesondere Kühlöls, realisiert, das im Betrieb des Reibteils durch die Nuten des Reibteils strömt. Im Betrieb des Reibteils entsteht in den Nuten eine Strömung eines Öl-/Luft-Gemischs, mit dem das Reibteil gekühlt wird. Der mit den Versatznuten dargestellte Versatz in tangentialer Richtung hat sich bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen sowohl für die Kühlung als auch für den Reibwertverlauf, insbesondere im Hinblick auf eine unerwünschte Aufschwimm-Neigung und/oder einen Eingriffsreibwert, als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versatznuten eine Richtungskomponente radial nach außen aufweisen. Die Versatznuten erstrecken sich vorzugsweise zwischen den radial inneren und den radial äußeren Zweignuten schräg radial nach außen. Durch die radiale Richtungskomponente der Versatznuten wird zusätzlich zu dem tangentialen Versatz ein radialer Versatz zwischen den radial inneren und den radial äußeren Zweignuten dargestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versatznuten einen Winkel zwischen fünf Grad und zwanzig Grad relativ zu einer Tangente an eine Umfangslinie einschließen, die zwischen den ersten und den dritten Reibbelagstücken verläuft. Dieser Winkelbereich hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen und Versuchen besonders effektiv im Hinblick auf den gewünschten Strömungsverlauf erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten, insbesondere Versatznuten, eine Länge aufweisen die weniger als die Hälfte der Länge der radial inneren und/oder der radial äußeren Zweignuten beträgt. Als Länge wird eine Abmessung der Versatznuten in Richtung ihrer Längserstreckung bezeichnet. Analog wird keine Abmessung quer zur Längserstreckung der Nuten, insbesondere Versatznuten, als Nutbreite bezeichnet. Die beanspruchte Längenauswahl hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken, die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke in einer ersten Reihe radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke in einer zweiten Reihe zwischen den ersten Reibbelagstücken und dritten Reibbelagstücken angeordnet sind, die in einer dritten Reihe radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe Stammnuten ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe und von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe und von den dritten Reibbelagstücken in der dritten Reihe radial äußere Zweignuten begrenzt werden, insbesondere bei einem vorab beschriebenen Reibteil, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die zweiten Reibbelagstücke in radialer Richtung eine größere Ausdehnung als die dritten Reibbelagstücke aufweisen. Das hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken, die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke in einer ersten Reihe radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke in einer zweiten Reihe zwischen den ersten Reibbelagstücken und dritten Reibbelagstücken angeordnet sind, die in einer dritten Reihe radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe Stammnuten ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken in der ersten Reihe und von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken in der zweiten Reihe und von den dritten Reibbelagstücken in der dritten Reihe radial äußere Zweignuten begrenzt werden, insbesondere bei einem vorab beschriebenen Reibteil, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Reibbelagstücke die Gestalt von Dreiecken, Fünfecken und Sechsecken aufweisen. Die Ecken der dreieckigen, fünfeckigen und sechseckigen Reibbelagstücke können abgerundet sein. Die ersten Reibbelagstücke sind vorteilhaft fünfeckig mit einer Spitze ausgeführt, die radial nach außen gerichtet ist. Die zweiten Reibbelagstücke sind vorteilhaft rautenförmig oder rautenförmig mit einem gestreckten mittleren Bereich ausgeführt. Die dritten Reibbelagstücke sind entweder dreieckig mit einer Spitze ausgeführt, die radial nach innen gerichtet ist, oder fünfeckig mit einer Spitze ausgeführt, die radial nach innen gerichtet ist. Die ersten und dritten Reibbelagstücke stellen mit ihren Innenrändern beziehungsweise Außenrändern einen radial inneren und einen radial äußeren Umfangsrand der Reibbelagfläche dar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die dritten Reibbelagstücke in radialer Richtung kleinere Abmessungen als die zweiten Reibbelagstücke aufweisen. Die zweiten Reibbelagstücke haben in radialer Richtung vorteilhaft größere Abmessungen als in Umfangsrichtung. Diese Wahl der Abmessungen hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen als vorteilhaft im Hinblick auf das Reibwertverhalten beziehungsweise der Reibwertverlauf über dem Reibteil erwiesen.
Die radial inneren und die radial äußeren Zweignuten sind gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel zwar versetzt, aber parallel zueinander angeordnet.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die radial inneren und die radial äußeren Zweignuten versetzt und in einem spitzen Winkel schräg zueinander angeordnet. Der Winkel zwischen den radial äußeren Zweignuten und den radial inneren Zweignuten beträgt vorteilhaft weniger als vierzig Grad.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren und die radial äußeren Zweignuten unterschiedliche Nutbreiten aufweisen. Die unterschiedlichen Nutbreiten werden vorteilhaft auf besonders einfache Art und Weise dadurch realisiert, dass die zweiten Reibbelagstücke in der zweiten Reihe relativ zu den ersten und dritten Reibbelagstücken in der ersten und dritten Reihe in radialer Richtung versetzt angeordnet werden. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein gewünschter Reibwertverlauf über dem Reibteil eingestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Reibbelagstücke eine im Wesentlichen rautenförmige Gestalt aufweisen. Ein Spitze der Raute ist vorteilhaft radial außen angeordnet, während eine weitere Spitze der Raute radial innen angeordnet ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Reibbelagstücke eine im Wesentlichen sechseckige Gestalt aufweisen. Die sechseckige Gestalt ergibt sich vorteilhaft aus einer Streckung einer Raute in der Mitte. Das führt vorteilhaft zu einem Nutanteilverlauf, welcher im mittleren Teil weitgehend konstant verläuft. Die zweiten oder mittleren Reibbelagstücke oder Pads sind dabei vorteilhaft tangential nicht zu breit, was dem Aufschwimm-Effekt entgegenwirkt. Zudem können dadurch vorteilhaft dreireihige Padmuster oder Reibbelagmuster anstelle von vierreihigen Designs eingesetzt werden. Dadurch können die Kosten für die Herstellung des Reibteils reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind radial außen zwischen den dritten Reibbelagstücken radial äußere Stammnuten ausgebildet. Zwei radial äußeren Zweignuten treffen sich in einem Verzweigungspunkt, von dem eine radial äußere Stammnut dann ausgeht. So ergibt sich radial außen eine umgekehrt y-förmige Verzweigung. Das ermöglicht vorteilhaft eine weitere im Einzelfall notwendige Optimierung hinsichtlich der möglichen Neigung des Reibsystems aus Reibbelag/Kühlöl und einer Stahllamellenoberfläche zu hohen Eingriffsreibwerten.
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:

1 einen Ausschnitt eines Reibteils für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche, die von Reibbelagstücken dargestellt werden, die gemäß einem ersten Nutdesign gestaltet und angeordnet sind, in der Draufsicht;
2 einen Ausschnitt eines Reibteils für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche, die von Reibbelagstücken dargestellt werden, die gemäß einem zweiten Nutdesign gestaltet und angeordnet sind, in der Draufsicht; und
3 einen Ausschnitt eines Reibteils für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer ringförmigen Reibfläche, die von Reibbelagstücken dargestellt werden, die gemäß einem dritten Nutdesign gestaltet und angeordnet sind, in der Draufsicht.

In den 1 bis 3 ist ein Reibteil 1; 2; 3 mit drei verschiedenen Nutdesigns oder Nutmustern dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden in den 1 bis 3 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden Gemeinsamkeiten der Ausführungsbeispiele beziehungsweise Nutdesigns in den 1 bis 3 nur einmal beschrieben. Im Anschluss an die Beschreibung der Gemeinsamkeiten der Ausführungsbeispiele werden die Unterschiede zwischen den drei Ausführungsbeispielen beziehungsweise Nutdesigns der Reibteile 1; 2; 3 erläutert.
Das Reibteil 1; 2; 3 umfasst einen Reibbelag 2, der aus einzelnen Reibbelagstücken 11 bis 15; 21 bis 25; 31 bis 35 zusammengesetzt ist. Die Reibbelagstücke 11 bis 15; 21 bis 25; 31 bis 35 sind so auf einen Reibbelagträger 5 aufgeklebt, dass Zwischenräume zwischen den Reibbelagstücken 11 bis 15; 21 bis 25; 31 bis 35 Nuten in einem Reibbelag 4 darstellen. Der Reibbelag 4 stellt eine genutete Reibfläche 6 dar, die einen Innenrand 8 und einen Außenrand 9 aufweist.
Im Betrieb des Reibteils 1; 2; 3 tritt an dem Innenrand 8 ein Fluid, insbesondere Kühlöl, in den Reibbelag 4 ein, das durch die Nuten in dem Reibbelag 4 zu Kühlzwecken an dem Reibbelagträger 5 zwischen den Reibbelagstücken 11 bis 15; 21 bis 25; 31 bis 35 hindurchströmt und am Außenrand 9 des Reibbelags 4 wieder austritt.
Bei dem Reibteil 1; 2; 3 handelt es sich zum Beispiel um eine Lamelle einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse. Die Lamelle ist vorteilhaft auf beiden Seiten mit dem Reibbelag 4 zur Darstellung von zwei Reibflächen 6 ausgestattet. In der Lamellenkupplung ist das Reibteil 1; 2; 3 zwischen zwei Stahllamellen angeordnet, die reibschlüssig mit dem Reibteil 1; 2; 3 verbunden werden können, um ein Drehmoment zu übertragen.
Die Reibbelagstücke 11 bis 15; 21 bis 25; 31 bis 35 sind in drei Reihen 10, 20; 30 angeordnet. Erste Reibbelagstücke 11 bis 15 sind in einer ersten Reihe 10 radial innen angeordnet. Zweite Reibbelagstücke 21 bis 25 sind in einer zweiten Reihe 20 zwischen den ersten Reibbelagstücken 11 bis 15 und dritten Reibbelagstücken 31 bis 35 angeordnet. Die dritten Reibbelagstücke 31 bis 35 sind in einer dritten Reihe 30 angeordnet. Die Reibbelagstücke 11 bis 15; 21 bis 25; 31 bis 35 sind in den drei Reihen 10, 20, 30 jeweils in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet.
Die ersten Reibbelagstücke 11 bis 15 weisen radial innen jeweils eine im Wesentlichen gerade Kante auf, die den Innenrand 8 der Reibfläche 6 darstellt. Die Reibbelagstücke 31 bis 35 weisen radial außen ebenfalls eine im Wesentlichen gerade Kante auf, die den Außenrand 9 der Reibfläche 6 darstellt.
Die ersten Reibbelagstücke 11 bis 15 haben die Gestalt von Fünfecken, die jeweils aus einem Viereck und einem Dreieck zusammengesetzt sind, dessen Spitze radial nach außen gerichtet ist. Die Vierecke der fünfeckigen Reibbelagstücke 11 bis 15 sind in Umfangsrichtung so voneinander beabstandet, dass zwischen zwei der Reibbelagstücke 11 bis 15 jeweils eine Stammnut 41 bis 44 freibleibt. Die Stammnuten 41 bis 44 verlaufen in radialen Richtungen.
An den radial inneren Enden der Stammnuten 41 bis 44 tritt das Fluid im Betrieb des Reibteils 1; 2; 3 in den Reibbelag 4 ein. Von den radial äußeren Enden der Stammnuten 41 bis 44 gehen jeweils zwei Zweignuten 51, 52; 53, 54; 55, 56; 57 aus. Die Stammnuten 41 bis 44 stellen mit jeweils zwei mit ihnen verbundenen Zweignuten 51, 52; 53, 54; 55, 56; 57 eine y-förmige Verzweigung dar.
Die radial inneren Zweignuten 51 bis 57 werden von den ersten Reibbelagstücken 11 bis 15 in der ersten Reihe 10 und von den zweiten Reibbelagstücken 21 bis 25 in der zweiten Reihe 20 begrenzt. Radial äußere Zweignuten 61 bis 69 werden von den zweiten Reibbelagstücken 21 bis 25 in der zweiten Reihe 20 und von den dritten Reibbelagstücken 31 bis 35 in der dritten Reihe 30 begrenzt. Die radial äußeren Zweignuten treffen sich in Austrittsbereichen 71, 72 am Außenrand 9 der Reibfläche 6, wo das Fluid aus dem Reibbelag 4 austritt.
Im Betrieb des Reibteils 1; 2; 3 strömt ein Kühlöl/Luft-Gemisch innerhalb der Nuten an dem Reibbelagträger 5 vorbei. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass es für die Kühlung sowie für den Reibwertverlauf der Reibfläche 6 vorteilhaft sein kann, den Verlauf der Nuten so zu gestalten, dass sich die radial inneren Zweignuten 51 bis 57 und die radial äußeren Zweignuten 61 bis 69 nicht in einem einzigen Punkt treffen beziehungsweise kreuzen, sondern stattdessen einen Versatz in tangentialer Richtung aufweisen.
In 1 sieht man, dass die radial inneren Zweignuten 51 bis 57 durch Versatznuten 101, 102 mit den radial äußeren Zweignuten 61 bis 69 verbunden sind. Durch Linien 85 ist in 1 ein Strömungsweg des Öl/Luft-Gemischs innerhalb der Nuten des Reibbelags 4 angedeutet. Das Öl/Luft-Gemisch tritt auf dem Strömungsweg 85 durch die Stammnut 41 in den Reibbelag 4 ein.
Am radial äußeren Ende der Stammnut 41 verzweigt sich der Strömungsweg 85 in die beiden radial inneren Zweignuten 51 und 52. Am Ende der Zweignut 51 stellt die Versatznut 101 eine Art Strömungsbarriere dar. Analog stellt die Versatznut 102 am Ende der radial inneren Zweignut 52 eine Strömungsbarriere dar. Von den Versatznuten 101, 102 verläuft der Strömungsweg 85 dann über die radial äußeren Zweignuten 61, 64 zum Außenrand 9 der Reibfläche 6, wo das Öl/Luft-Gemisch an den Austrittsbereichen 71 austritt.
Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich des Weiteren herausgestellt, dass es, insbesondere bei radial großen kreisringscheibenartigen Reibflächen 6, vorteilhaft sein kann, die zweiten Reibbelagstücke 21 bis 25 in der zweiten Reihe 20, die in den 1 bis 3 im Wesentlichen rautenförmig ausgebildet sind, radial in der Mitte so zu strecken, dass sechseckige Reibbelagstücke 21 bis 24 entstehen.
Durch die radiale Streckung der rautenförmigen Reibbelagstücke 21 bis 24 in der Mitte entstehen zwischen den radial inneren Zweignuten 51 bis 57 und den radial äußeren Zweinuten 61 bis 68 Verbindungsbereiche121, 122, 123, die radial verlaufende Verbindungsnuten mit einer relativ großen Nutbreite darstellen. Daraus ergibt sich in Umfangsrichtung zwischen den zweiten Reibbelagstücken 21 bis 24 in 2 ein Nutanteilverlauf, der in der zweiten Reihe 20 im Wesentlichen konstant ist.
Die Reibbelagstücke oder Pads 21 bis 24 in der zweiten Reihe 20 sind dabei vorteilhaft tangential, also in Umfangsrichtung, nicht zu breit, was vorteilhaft einem unerwünschten Aufschwimm-Effekt entgegenwirkt. Zudem können dadurch dreireihige Reibbelagmuster oder Padmuster anstelle von vierreihigen Nutmustern eingesetzt werden, was sich vorteilhaft auf die Herstellkosten auswirkt.
In den 1 und 2 haben die Reibbelagstücke 31 bis 35 in der dritten Reihe 30 die Gestalt von Dreiecken, deren Spitze radial nach innen gerichtet ist. Die Reibbelagstücke 11 bis 15 in der ersten Reihe 10 haben in den 1 bis 3 die Gestalt von Fünfecken, die sich jeweils aus einem Viereck und einem Dreiecke zusammensetzen, dessen Spitze radial nach außen gerichtet ist.
Die Reibbelagstücke 21 bis 25 in der zweiten Reihe 20 sind in den 1 bis 3 rautenförmig gestaltet, wobei die Rautenform der Reibbelagstücke 21 bis 24 in 2 in radialer Richtung jeweils in der Mitte gestreckt ist.
Bei dem in 3 dargestellten Reibteil 3 ist die Reibfläche 6 mit radial äußeren Stammnuten 131 bis 134 ausgestattet, welche Austrittsnuten für das Öl/Luft-Gemisch darstellen. Die schräg verlaufenden radial äußeren Zweignuten 61 bis 68 treffen sich zunächst in einem Verzweigungspunkt.
Anschließend strömt das Öl/Luft-Gemisch durch die Stammnuten 31 bis 34 dann geschlossen aus der Reibfläche 6 heraus. Diese Variation ermöglicht eine weitere im Einzelfall notwendige Optimierung hinsichtlich einer möglichen Neigung des Reibsystems aus Reibbelag 4, Öl und Stahllamellenoberfläche zu hohen Eingriffsreibwerten.
Bezugszeichenliste

1: Reibteil
2: Reibteil
3: Reibteil
4: Reibbelag
5: Reibbelagträger
6: Reibfläche
8: Innenrand
9: Außenrand
10: Reihe
11: Reibbelagstück
12: Reibbelagstück
13: Reibbelagstück
14: Reibbelagstück
15: Reibbelagstück
20: Reihe
21: Reibbelagstück
22: Reibbelagstück
23: Reibbelagstück
24: Reibbelagstück
25: Reibbelagstück
30: Reihe
31: Reibbelagstück
32: Reibbelagstück
33: Reibbelagstück
34: Reibbelagstück
35: Reibbelagstück
41: Stammnut
42: Stammnut
43: Stammnut
44: Stammnut
51: Zweignut (innen)
52: Zweignut (innen)
53: Zweignut (innen)
54: Zweignut (innen)
55: Zweignut (innen)
56: Zweignut (innen)
57: Zweignut (innen)
61: Zweignut (außen)
62: Zweignut (außen)
63: Zweignut (außen)
64: Zweignut (außen)
65: Zweignut (außen)
66: Zweignut (außen)
67: Zweignut (außen)
68: Zweignut (außen)
69: Zweignut (außen)
71: Austrittsbereich
72: Austrittsbereich
85: Strömungsweg
101: Versatznut
102: Versatznut
121: Verbindungsbereich
122: Verbindungsbereich
123: Verbindungsbereich
131: Stammnut
132: Stammnut
133: Stammnut
134: Stammnut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2066911 B1 [0002]
DE 10342271 B4 [0002]
De 102012014804 A1 [0002]

Claims

Reibteil (1 ;2;3) für eine reibschlüssig arbeitende Einrichtung, mit Reibbelagstücken (11-15;21-25;31-35), die zur Darstellung einer kreisringscheibenartigen Reibfläche (5) mit Nuten voneinander beabstandet und in drei Reihen (10;20;30) angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, wobei erste Reibbelagstücke (11-15) in einer ersten Reihe (10) radial innen angeordnet sind, wobei zweite Reibbelagstücke (21-25) in einer zweiten Reihe (20) zwischen den ersten Reibbelagstücken (11-15) und dritten Reibbelagstücken (31-35) angeordnet sind, die in einer dritten Reihe (30) radial außen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei ersten Reibbelagstücken (11-15) in der ersten Reihe (10) Stammnuten (41-44) ausgebildet sind, von denen radial innere Zweignuten (51-57) ausgehen, die von den ersten Reibbelagstücken (11-15) in der ersten Reihe (10) und von den zweiten Reibbelagstücken (21-25) in der zweiten Reihe (20) begrenzt werden, wobei von den zweiten Reibbelagstücken (21-25) in der zweiten Reihe (20) und von den dritten Reibbelagstücken (31-35) in der dritten Reihe (30) radial äußere Zweignuten (61-69) begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren (51-57) und die radial äußeren Zweignuten (61-69) durch Versatznuten (101,102) miteinander verbunden sind, die eine Richtungskomponente in Umfangsrichtung aufweisen, um einen tangentialen Versatz zwischen den radial inneren (51-57) und den radial äußeren (61-69) Zweignuten darzustellen.
Reibteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatznuten (101,102) eine Richtungskomponente radial nach außen aufweisen.
Reibteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatznuten (101,102) einen Winkel zwischen fünf Grad und zwanzig Grad relativ zu einer Tangente an eine Umfangslinie einschließen, die zwischen den ersten (11-15) und den dritten (31-35) Reibbelagstücken verläuft.
Reibteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatznuten (101,102) eine Länge aufweisen die weniger als die Hälfte der Länge der radial inneren (51-57) und/oder der radial äußeren (61-69) Zweignuten beträgt.
Reibteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Reibbelagstücke (21-25) in radialer Richtung eine größere Ausdehnung als die dritten Reibbelagstücke (31-35) aufweisen.
Reibteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbelagstücke (11-15;21-25;31-35) die Gestalt von Dreiecken, Fünfecken und Sechsecken aufweisen.
Reibteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (11-15) und die dritten (31-35) Reibbelagstücke in radialer Richtung kleinere Abmessungen als die zweiten (21-25) Reibbelagstücke aufweisen.
Reibteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren (51-57) und die radial äußeren (61-60) Zweignuten unterschiedliche Nutbreiten aufweisen.
Reibteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Reibbelagstücke (21-25) eine im Wesentlichen rautenförmige Gestalt aufweisen.
Reibteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Reibbelagstücke (21-25) eine im Wesentlichen sechseckige Gestalt aufweisen.