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Die Erfindung betrifft ein Nutmuster für ein ringförmiges, nasslaufendes Reibsystem mit Außenbeölung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Der Einsatzbereich der Erfindung: Nasse Lamellenbremsen in Hybridmodulen, DHT und schaltbaren E-Achsen, verlustarme Lamellenbremsen als Schalt- und Trennelement für Hybridmodule und E-Achsen.
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Nasslaufende Lamellenkupplungen und -bremsen finden breite Anwendung in konventionellen lastschaltbaren Getrieben, in neuartigen Hybridmodulen in hochbeanspruchten Antriebssträngen oder in schaltbaren E-Achsen, und stellen dabei leistungsfähige, hoch beanspruchte Bauteile dar. Die Forderungen nach geringerem CO2-Ausstoß und Verbesserung des Wirkungsgrades von Antriebssträngen in Kraftfahrzeuganwendungen sind von großer Bedeutung. Neben der Reduzierung von lastunabhängigen Verlusten bei Schaltelementen, sind die thermische Belastung und die ausreichende Kühlung zu beachten. Im Spannungsfeld von Reibcharakteristik, Wärmehaushalt und Effizienz nimmt das Nutmuster der Reiblamelle eine zentrale Rolle ein.
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Stand der Technik: Fig. 1
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DE 10 2006 031 035 A1 offenbart ein Nutmuster aus Reibpads und geprägten oder gefrästen Nuten auf den Reibpads.
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EP 3 374 652 B1 offenbart ein dreireihiges Nutmuster aus drei-, vier- und fünfeckigen Reibpads.
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WO 2019/ 120 370 A1 offenbart ein Nutmuster aus dreieckigen und fünfeckigen Reibpads.
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Nachteil: Bei ringförmigen, nasslaufenden Reibsystemen mit Außenschmierung - im Rahmen dieser Schrift auch als Außenbeölung bezeichnet -, insbesondere bei Lamellenbremsen mit einer Außenbeölung (vgl. 2) kann nicht auf bewährte Nutmuster (wie für Innenbeölung) zurückgegriffen werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei nasslaufenden Reibsystemen mit Außenschmierung beispielsweise bei Lamellenbremsen mit Außenbeölung durch ein geeignetes Nutmuster die konvektive Kühlung / Kühlwirkung zu verbessern und die Schleppverluste zu minieren.
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Die Aufgabe wird durch ein Nutmuster für ein ringförmiges, nasslaufendes Reibsystem mit Außenschmierung, mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Insbesondere handelt es sich bei dem ringförmigen, nasslaufenden Reibsystem um eine nasslaufende Lamellenbremse mit Außenbeölung.
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Das erfindungsgemäße Nutmuster für ein ringförmiges, nasslaufendes Reibsystem mit Außenschmierung sieht also vor, dass die Reibfläche eine zickzack- oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut aufweist.
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Bei nasslaufenden Reibsystemen mit Außenschmierung wird durch ein derartiges Nutmuster die Kühlwirkung verbessert und die Schleppverluste verringert.
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Das erfindungsgemäße Nutmuster ist dadurch gekennzeichnet, dass die zickzackförmig oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut in radialer Richtung zwischen radial außen in einer ersten Padreihe angeordneten ersten fünfeckigen Reibbelagpads und radial innen in einer zweiten Padreihe angeordneten zweiten fünfeckigen Reibbelagpads angeordnet ist. Mit den ersten und zweiten fünfeckigen Reibbelagpads wird ein zweireihiges Nutmuster mit einer zickzackförmig oder wellenförmig über den Umfang umlaufenden Nut geschaffen. Die zickzackförmig oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut ist vorzugsweise mittig zwischen den ersten fünfeckigen Reibbelagpads und den zweiten fünfeckigen Reibbelagpads angeordnet. Die ersten fünfeckigen Reibbelagpads sind vorzugsweise im Wesentlichen gleich ausgeführt. Dasselbe gilt für die zweiten fünfeckigen Reibbelagpads.
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Das erfindungsgemäße Nutmuster ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten fünfeckigen Reibbelagpads eine rechteckförmige Geometrie mit einer unmittelbar angrenzenden dreieckförmigen Geometrie aufweisen, wobei Spitzen der dreieckförmigen Geometrie der ersten fünfeckigen Reibbelagpads radial nach innen gerichtet sind, wobei Spitzen der dreieckförmigen Geometrie der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads radial nach außen gerichtet sind. Durch die Größe und Gestalt der dreieckförmigen Geometrie der ersten und der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads kann die Gestalt und Größe der über den Umfang umlaufenden Nut variiert und an ein gewünschtes Anforderungsprofil angepasst werden.
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Das erfindungsgemäße Nutmuster ist dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung zwischen den ersten fünfeckigen Reibbelagpads jeweils erste Radialnuten angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung zwischen den zweiten fünfeckigen Reibbelagpads jeweils zweite Radialnuten angeordnet sind, wobei die Spitzen der dreieckförmigen Geometrie der ersten fünfeckigen Reibbelagpads den zweiten Radialnuten zugewandt sind, wobei die Spitzen der dreieckförmigen Geometrie der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads den ersten Radialnuten zugewandt sind. Die ersten Radialnuten und die zweiten Radialnuten münden jeweils in die zickzackförmig oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut.
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Das erfindungsgemäße Nutmuster ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten fünfeckigen Reibbelagpads eine V-förmige Doppelnut aufweisen. V-förmige Doppelnut bedeutet im Hinblick auf die ersten fünfeckigen Reibbelagpads, dass diese zwei Nuten aufweisen, die jeweils V-förmig angeordnet sind. Die beiden V-förmig angeordneten Nuten sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, wobei der Abstand zwischen den Nuten der Doppelnut radial nach außen abnimmt. Ein Nutwinkel, der von den beiden Nuten der Doppelnut eingeschlossen ist, beträgt zwischen zwanzig und dreißig Grad, vorzugsweise 24,3 Grad. Die beiden Nuten der V-förmigen Doppelnut sind als Prägenuten ausgeführt.
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Die beiden Nuten der V-förmigen Doppelnut können nicht-erfindungsgemäß auch als Segmentierungsnuten ausgeführt sein. Bei Bedarf kann auch eine der Nuten der V-förmigen Doppelnut als Prägenut ausgeführt sein, während die andere der beiden Nuten der V-förmigen Doppelnut als Segmentierungsnut ausgeführt ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zweite fünfeckige Reibbelagpads einstückig miteinander verbunden und nur durch eine Prägenut unterteilt sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei zweite fünfeckige Reibbelagpads einstückig miteinander verbunden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind drei zweite fünfeckige Reibbelagpads einstückig miteinander verbunden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind alle zweiten fünfeckigen Reibbelagpads einstückig miteinander verbunden. Die miteinander verbundenen zweiten fünfeckigen Reibbelagpads sind jeweils durch eine Prägenut unterteilt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass Pad-Innenwinkel in Pad-Ecken der ersten und der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads zwischen neunzig und einhundertfünfzig Grad aufweisen. Dieser Winkelbereich hat sich im Hinblick auf die gewünschte Wirkung im Betrieb des Nutmusters als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass alle Pad-Ecken entlang ihrer Umfangskontur verrundet sind. Die Rundungsradien sind vorzugsweise größer oder gleich ein Millimeter.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Reibbelagpads Breiten und Höhen haben, die ein Breiten zu Höhen Verhältnis aufweisen, das größer als eins und kleiner als drei ist. Das Breiten zu Höhen Verhältnis der ersten fünfeckigen Reibbelagpads beträgt vorzugsweise 2,58. Das Breiten zu Höhen Verhältnis der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads beträgt vorzugsweise 2,33.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Strömungsquerschnitt zwischen den ersten fünfeckigen Reibbelagpads größer als ein radialer Strömungsquerschnitt zwischen den zweiten fünfeckigen Reibbelagpads ist. Der radiale Strömungsquerschnitt wird durch die Größe der Radialnuten zwischen den ersten beziehungsweise zweiten fünfeckigen Reibbelagpads definiert. Dabei kann es sich bei den Radialnuten sowohl um Segmentierungsnuten als auch um Prägenuten handeln.
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Die Reibbelagpads sind separat handelbar.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
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Es zeigen im Einzelnen:
- 1 Stand der Technik: Gängige Nutung von Reibbelägen (Quelle ZF).
- 2 Nasse Lamellenbremse bei Außenbeölung.
- • Allgemein: Schmierkonzepte von nassen Lamellenkupplung/- bremsen
- • Prinzipskizze einer nassen Lamellenbremse mit Außenbeölung
- 3 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse): Ölführung und Kühlung
- • Schaltung einer Lamellenbremse: Schematischer Temperaturverlauf
- • Anforderung: Ölführung und Kühlung im geschlossenen Zustand der Bremse
- 4 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse): Schleppverluste
- • Allgemein: Schleppmomente Lamellenkupplungen/-bremsen
- • Anforderung: Entölung im geöffneten Zustand der Bremse
- 5 Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung | Funktionsbeschreibung Variationen:
- A (Pad 1 geprägt, Doppel-Pad 2 geprägt), B (Pad 1 geprägt, Pad 2)
- 6 Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung | Beschreibung Pad 1
Variationen: F (Basisdesign), G (Pad 1)
- 7 Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung | Beschreibung Pad 1
Variationen: H (Basisdesign), I (Pad 1 mit geprägter oder segmentierter Nut)
- 8 Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung | Beschreibung Pad 2
Variationen: J (Basisdesign), K (Pad 2)
- 9 Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung | Beschreibung Variationen: L Pad 2 als geprägtes Doppel-Pad, geprägtes Dreifach-Pad, geprägtes Vielfach-Pad
- 10 Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung | Beschreibung
- • Beispiel: Schematischer Kühlölfluss im geschlossenen Zustand: geprägtes Pad 1, Doppel-Pad 2
- • Beispiel: Schematische Entölung im geöffneten/schließenden Zustand: geprägtes Pad 1, Dreifach-Pad 2
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In 1 sind verschiedene bekannte Nutmuster 62 bis 69 jeweils in der Draufsicht dargestellt. Mit 61 ist eine Reiblamelle mit einer Reibfläche bezeichnet, die ohne Nuten ausgestattet ist. Radial innen weist die Reiblamelle eine Innenverzahnung zum Einhängen der Reiblamelle in einen (nicht dargestellten) Lamellenträger auf.
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Das Nutmuster 62 umfasst Radialnuten. Das Nutmuster 63 umfasst Kreuznuten. Das Nutmuster 64 umfasst in Gruppen angeordnete Parallelnuten. Das Nutmuster 65 umfasst kreuzweise angeordnete Sacknuten. Das Nutmuster 66 umfasst Spiralrillen. Das Nutmuster 67 umfasst Waffelnuten. Das Nutmuster 68 umfasst Sunburstnuten. Das Nutmuster 69 umfasst eine Ringnut mit Druckentlastungsbohrungen.
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Die Nutmuster dienen, auch bei geschlossenem Schaltelement, zur Kühlung der Lamellen durch einen Ölstrom. Darüber hinaus dienen die Nuten dazu, den Ölfilm zu zerschneiden und dadurch den Reibwert zu stabilisieren. So wird bei einer Schaltung ein gewünschtes Reibverhalten geschaffen. Durch die Nuten kann im geöffneten Zustand des Schaltelements das Schleppmoment beeinflusst und reduziert werden.
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In den 2a und 2b ist eine nasslaufende Lamellenbremse 20 in verschiedenen Ansichten schematisch dargestellt. In 2a sind verschiedene Schmierkonzepte 21, 22, 23 von nassen Lamellenkupplungen beziehungsweise Lamellenbremsen veranschaulicht. Das Schmierkonzept 21 bis 23 kann für nasslaufende Lamellenkupplungen und -bremsen je nach Anwendungsfall unterschiedlich realisiert werden.
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Im Allgemeinen wird das Kühlöl der Reibsysteme von innen entweder aktiv, zum Beispiel bei Doppelkupplungen mit Druckbeölung, oder passiv, zum Beispiel in Schaltelementen bei Stufenautomaten mit einer passiven Ölverteilung im Getriebe, zugeführt, wie durch einen Pfeil 24 und einen Doppelpfeil 25 veranschaulicht ist. Je nach Gestaltung des Getriebes kann das Reibsystem zusätzlich in einem Ölbad betrieben werden, wie es bei 23 angedeutet ist. Im Sonderfall von Lamellenbremsen, wie sie zum Beispiel in Stufenautomaten, Hybridgetrieben oder E-Achsen verwendet werden, kann eine aktive Beölung von außen sinnvoll sein, wie sie bei 22 durch einen Pfeil 26 angedeutet ist.
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In 2b ist durch einen Pfeil angedeutet, dass sich ein Innenlamellenträger 27 der nasslaufenden Lamellenbremse 20 mit einer Drehzahl w dreht. Eine von insgesamt vier Reiblamellen 28 ist in den Innenlamellenträger 27 eingehängt. Durch eine entsprechende Innenverzahnung sind die Reiblamellen 28 drehfest mit dem Innenlamellenträger 27 verbunden.
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Die Reiblamellen 28 sind axial jeweils zwischen zwei Stahllamellen 29 angeordnet, die drehfest mit einem Außenlamellenträger 30 der nasslaufenden Lamellenbremse 20 verbunden sind. Durch Pfeile ri und ra sind ein Innenradius und ein Außenradius von kreisringscheibenartigen Reibflächen zwischen den Stahllamellen 29 und den Reiblamellen 28 angedeutet, wenn die nasslaufende Lamellenbremse 20 geschlossen wird. Durch einen Pfeil h ist in 2b veranschaulicht, dass die Stahllamellen 29 im geöffneten Zustand der Lamellenbremse 20 von den Reiblamellen 28 in axialer Richtung beabstandet sind. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse 33 der nasslaufenden Lamellenkupplung 20.
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Lamellenbremsen werden im Allgemeinen als innere Schaltelemente für das Schalten unter Last in Umlaufgetrieben eingesetzt. Nasslaufende Lamellenbremsen 20, wie sie in den 2a und 2b dargestellt sind, werden in Automatikgetrieben, DHT-Getrieben und/oder in mehrstufigen E-Achsen eingesetzt.
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In 3b ist die nasslaufende Lamellenbremse 20 in der Draufsicht auf eine Reiblamelle 28 dargestellt. In einem Kreis 26 deuten Pfeile eine Ölzuführung von außen zur Kühlung der Lamellenbremse 20 im geschlossenen Zustand an. In einem Kreis 36 ist angedeutet, dass mit einem geeigneten Nutmuster angestrebt wird, einen Kühlölfluss entlang des Reibringumfangs zu leiten, um somit eine vollständige gleichmäßige sowie effektive konvektive Kühlung des Reibsystems nach einem Schaltevent zu ermöglichen. Durch einen Kreis 37 ist ein Austritt des Kühlöls angedeutet. Der Kühlölfluss sollte möglichst am untersten Punkt des Reibsystems austreten. Ein frühzeitiger Abfluss des Kühlöls am Innendurchmesser beim Öleintrittspunkt und/oder entlang des Umfangs am Außendurchmesser sollte verhindert beziehungsweise möglichst gering gehalten werden.
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Die Reiblamelle 28 ist mit einer Reibfläche 34 und mit einen Innenverzahnung 35 ausgestattet. Ein gewünschtes Nutmuster ist in der Reibfläche 34 vorgesehen.
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In 3a ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 31 und einer y-Achse 32 dargestellt. Auf der x-Achse 31 ist eine Zeit in einer geeigneten Zeiteinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 32 ist eine Temperatur beziehungsweise eine Drehzahl in jeweils einer geeigneten Einheit aufgetragen. In einem Rechteck 40 ist die Lamellenbremse geschlossen. Rechts von dem Rechteck 40 ist die Lamellenbremse offen. 38 veranschaulicht einen Drehzahlabfall beim Schließen der Lamellenbremse. 39 veranschaulicht einen Drehzahlanstieg beim Öffnen der Lamellenbremse. In einer Ellipse 44 sieht man ungleichmäßige Temperaturverteilungen am Umfang der Lamellenbremse aufgrund einer ungleichmäßigen Kühlölverteilung. Bei geschlossener Bremse werden die Reiblamellen und die Stahllamellen in dem Lamellenpaket der Lamellenbremse zusammengepresst.
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In 4a ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 41 und einer y-Achse 42 dargestellt. Auf der x-Achse 41 ist eine Drehzahldifferenz in einer geeigneten Drehzahleinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 42 ist ein Schleppmoment in einer geeigneten Einheit aufgetragen. Durch eine Kurve 43 ist ein Schleppmomentverlauf in verschiedenen Abschnitten 45, 46 und 47 dargestellt. Bis zu einem Punkt 71 gibt es einen linearen Verlauf 70. Nach einem Maximum 72 kommt es zu einem Abfall 73 im Schleppmomentverlauf. Durch eine gepunktete Linie sind Relativbewegungen, insbesondere Taumelbewegungen der Lamellen, angedeutet, welche zu einem erneuten Anstieg des Schleppmoments führen.
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In 4b ist eine Scherströmung des Öls zwischen einer Reiblamelle 28 und einer Stahllamelle 29 angedeutet. In 4c ist eine Verschiebung 50 eines Lufteinzugs zu niedrigen Drehzahlen angedeutet. Durch ein geeignetes Nutmuster soll die Entölung der Bremse und somit die Schleppverluste verbessert werden.
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In 4d ist in einem Kreis 48 angedeutet, dass eine Beölung im geöffneten Zustand der Lamellenbremse 20 möglichst reduziert beziehungsweise minimiert werden sollte, und zwar vorteilhaft durch ein geeignetes Nutmuster. In einem Kreis 49 ist durch einen Pfeil eine Entölung angedeutet. Im geöffneten Zustand der Lamellenbremse 20 ist eine schnelle Entölung/Freischleudern anzustreben. Sowohl die Trennung der Lamellen als auch die Entölung kann durch das Nutmuster unterstützt werden.
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Kühlung im geschlossenen Zustand (keine Rotation) (3, 10):
- Durch die Ausgestaltung des Nutmusters wird mittels eines geringen Strömungswiderstandes die Kühlölzuführung von außen begünstigt und durch eine gezielte Ölführung wird zum einen ein frühzeitiger Abfluss des Kühlöls aus dem Reibsystem minimiert und zum anderen eine gleichmäßige Kühlung über dem Umfang des Reibsystems ermöglicht (Verbesserung der konvektiven Kühlung). Dies kann den Wärmehaushalt des Schaltelements verbessern und die Abkühlzeiten verringern.
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Schleppverluste im geöffneten Zustand (4, 10):
- Durch Berücksichtigung der Wirkzusammenhänge des Lufteinzuges / Trennverhaltens und deren Auswirkung auf die Schleppverluste kann das Nutmuster in seiner Ausgestaltung (Beeinflussung des Druckniveaus/-Verteilung im Schmierspalt) die Schleppverluste minieren. Gleichzeitig wird eine zusätzliche passive Beölung des Reibsystems aus dem Innenraum des Getriebes reduziert. Somit kann das Ziel einer verlustarmen Lamellenbremse als Schalt- und Trennelement für Hybridmodule und E-Achsen unterstützt werden.
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Funktionsbeschreibung zu Nutmuster für Reibsysteme mit Außenschmierung (5):
- Schleppverluste - geöffneter Zustand:
- Nutquerschnittsfläche von innen nach außen größer werdend -- Diffusorwirkung.
- Verbesserte Entölung im geöffneten Zustand der Bremse (Rotation der Reiblamellen). Dies erzeugt eine zusätzliche Druckreduzierung in der Nutung/Schmierspalt zwischen den Lamellen und verschiebt so den Lufteinzug zu niedrigen Drehzahlen. Das Schleppmoment kann somit reduziert werden.
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Eine indirekte Beölung vom Innenraum wird durch den reduzierten Strömungsquerschnitt am Innendurchmesser reduziert. Dadurch kann die Entölung des Reibsystem im geöffneten Zustand zusätzlich unterstützt werden und Schleppverluste vermindert werden.
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Reibwertaufbau - schließender Zustand:
- Verbesserung des Reibwertaufbaus durch effektive Ölabfuhr im Schmierspalt durch optimierte Überprägung der äußeren Padreihe (Pad1). Zusammengefasste vergrößerte Pads der inneren Padreihe werden ebenfalls zur verbesserten Ölabführ überprägt.
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Kühlung - geschlossener Zustand:
- Breite Nutkanäle (1) der äußeren Padreihe begünstigen die Ölzuführung von außen im geschlossenen Zustand der Bremse. Geschwungene Zickzack Nut (2) mittig angeordnet zur Verteilung des Kühlöls über dem Umfang des Reibsystems. Der reduzierte Strömungsquerschnitt am Innenring (3), z.B. durch zusammengefasste Pads vorzugsweise Anzahl 2 Pads wie in Abb. A, vermindert das Abfließen des Kühlöls aus dem Reibkontakt. Durch eine abgestimmte Überprägung (4) kann das von außen zugeführte Kühlöl optimal an die Oberfläche der Gegenreibscheibe geführt werden. Dies führt zu einer verbesserten Verteilung des Kühlöls und vergrößert die Kontaktfläche zum konvektiven Wärmeübergang zwischen Kühlöl und Stahllamelle.
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In den 5 bis 10 ist ein Nutmuster 115 in verschiedenen Ausführungen dargestellt. Das Nutmuster 115 wird auch als Nutdesign bezeichnet. Das Nutmuster 115 umfasst erste Reibbelagpads 111 und zweite Reibbelagpads 112. Die Reibbelagpads 111, 112 sind auf einer Trägerlamelle 113 angeordnet. Die Trägerlamelle 113 mit den Reibbelagpads 111, 112 wird als Reiblamelle bezeichnet.
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Die ersten und die zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 111, 112 haben jeweils eine rechteckförmige Geometrie mit einer unmittelbar angrenzenden dreieckförmigen Geometrie. Spitzen der dreieckförmigen Geometrie der ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 sind radial nach innen gerichtet. Spitzen der dreieckförmigen Geometrie der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 sind radial nach außen gerichtet.
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Eine umlaufende Nut 120 verläuft in Umfangsrichtung radial zwischen ersten Reibbelagpads 131 bis 134 und zweiten Reibbelagpads 141 bis 145. Aus der Anordnung und Gestalt der ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 und der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 ergibt sich ein zickzackförmiger oder wellenförmiger Verlauf der umlaufenden Nut 120.
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Zwischen zwei benachbarten ersten Reibbelagpads 131, 132 ist jeweils eine erste Radialnut 121 angeordnet. Zwischen zwei benachbarten zweiten Reibbelagpads 141, 142 ist jeweils eine zweite Radialnut 122 angeordnet.
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Die ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 sind, wie man in 5a am Beispiel des ersten Reibbelagpads 132 sieht, mit einer V-förmigen Doppelnut 123 ausgestattet. Die V-förmige Doppelnut 123 umfasst zwei V-förmig angeordnete Prägenuten124 und 125 in dem ersten Reibbelagpad 132.
In 5a sieht man des Weiteren, dass jeweils zwei zweite Reibbelagpads 142, 143 und 144, 145 einstückig miteinander verbunden sind. Die einstückig miteinander verbundenen zweiten Reibbelagpads 142, 143 und 144, 145 sind jeweils nur durch eine Prägenut 126 unterteilt. Die Prägenut 126 ersetzt eine in 5b dargestellte als Segmentierungsnut 127 ausgeführte Radialnut.
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In 6a ist gezeigt, dass die ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 und die zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 auch ohne Prägenuten ausgeführt sein können. In 6b sind in dem ersten Reibbelagpad 136 Pad-Innenwinkel 1 eingezeichnet. Die Pad-Innenwinkel 1 haben vorzugsweise ein Gradmaß zwischen neunzig und einhundertfünfzig Grad. In 6c ist veranschaulicht, dass Pad-Außenkanten mit Rundungsradien 2 versehen sind, die vorzugsweise größer als oder gleich ein Millimeter groß sind.
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In 6d ist durch einen Doppelpfeil 3 ein Breite des ersten Reibbelagpads 136 angedeutet. Eine Höhe 4 des ersten Reibbelagpads 136 ist durch einen Doppelpfeil 4 angedeutet. Ein Breiten 3 zu Höhen 4 Verhältnis der ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 liegt zwischen eins und drei und beträgt vorzugsweise 2,58.
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In 6e ist durch Doppelpfeile 5 ein äußerer Strömungsquerschnitt zwischen den ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 angedeutet. Der äußere Strömungsquerschnitt 5 ist größer als ein innerer Strömungsquerschnitt 6, der durch einen Doppelpfeil zwischen zwei zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 angedeutet ist.
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In 6f sind Pad-Innenwinkel 151 bis 153 eines ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 bezeichnet. Der Winkel 151 beträgt neunzig Grad. Der Winkel 152 beträgt 110,9 Grad. Der Winkel 153 beträgt 145,7 Grad.
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In 6g sind Rundungsradien 154 bis 158 bezeichnet. Die Rundungsradien 154, 155, 157 158 haben eine Größe von einem Millimeter. Der Rundungsradius 156 ist zwei Millimeter groß.
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In 6h sind durch Doppelpfeile 159, 160 eine Breite und eine Höhe des ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 bezeichnet. Die Breite 159 beträgt sechzehn Millimeter. Die Höhe 160 beträgt 6,2 Millimeter.
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In 6i sind durch Doppelpfeile 161, 162 Breiten der Radialnuten zwischen den ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 bezeichnet. Die Breiten 161, 162 betragen zwei Millimeter. Die Breite 164 des dazwischen angeordneten ersten Reibbelagpads beträgt sechzehn Millimeter. Eine Breite einer Radialnut zwischen zwei benachbarten zweiten Reibbelagpads 112 ist durch Bemaßungspfeile bei 163 angedeutet und beträgt ein Millimeter.
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In 7a ist ein Nutwinkel 7 zwischen zwei Prägenuten 165, 166 einer V-förmigen Doppelnut bezeichnet. Eine erste Radialnut 167 hat eine Breite 8. Die Prägenut 166 hat eine Breite 9. Der Nutwinkel 7 beträgt zwischen zwanzig und dreißig Grad. Der Nutwinkel 7 beträgt vorzugsweise 24,3 Grad. Die Breite 9 der Prägenut 166 ist kleiner als die Breite 8 der Radialnut 167. Eine Prägetiefe der Prägenut 166 entspricht maximal einer Hälfte der Belagdicke des jeweiligen Reibbelagpads.
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In 7b ist bei 10 angedeutet, dass die ersten fünfeckigen Reibbelagpads 111 auch dreiteilig segmentiert sein können. Entsprechende Segmentierungsnuten sind mit 168 und 169 bezeichnet.
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In 7c sind Nutbreiten 171 und 172 eingezeichnet. Die Nutbreite 171 der entsprechenden Radialnut beträgt zwei Millimeter. Die Nutbreite 172 der entsprechenden Prägenut in dem ersten Reibbelagpad 111 beträgt 1,2 Millimeter. Der Nutwinkel 173 beträgt 24,3 Grad. Die V-förmige Doppelnut kann geprägt, gefräst oder gestanzt sein.
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In 8a sind Pad-Innenwinkel 1 an einem der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 bezeichnet. In 8b sind Rundungsradien 2 der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 bezeichnet. In 8c sind eine Breite 3 und eine Höhe 4 der zweiten fünfeckigen Reibbelagpads 112 bezeichnet.
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Die Pad-Innenwinkel 1 betragen zwischen neunzig und einhundertfünfzig Grad. Die Rundungsradien 2 sind größer oder gleich ein Millimeter. Ein Breiten 3 zu Höhen 4 Verhältnis der zweiten Reibbelagpads 112 ist zwischen eins und drei, vorzugsweise 2,33. Der Pad-Innenwinkel 181 in 8d beträgt 107,1 Grad. Der Pad-Innenwinkel 182 beträgt 90,7 Grad. Der Pad-Innenwinkel 183 beträgt 138,2 Grad.
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Die Breite 184 in 8e beträgt sechzehn Millimeter. Die Höhe 185 in 8e beträgt 7,2 Millimeter.
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In 8f haben die Rundungsradien 186 bis 189 eine Größe von einem Millimeter. Der Rundungsradius 190 hat eine Größe von zwei Millimeter.
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In 9a ist angedeutet, dass jeweils zwei zweite Reibbelagpads 142, 143 einstückig miteinander verbunden sind. In 9b ist gezeigt, dass jeweils drei zweite Reibbelagpads 142 bis 144 einstückig miteinander verbunden sind. In 9c ist gezeigt, dass jeweils vier Reibbelagpads 142 bis 145 einstückig miteinander verbunden sind. Die einstückig miteinander verbundenen zweiten Reibbelagpads sind jeweils nur durch Prägenuten 126 unterteilt.
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In 9d beträgt eine Nutbreite 191 einer als Segmentierungsnut ausgeführten zweiten Radialnut 122 1,8 Millimeter. Eine Nutbreite 192 der Prägenut 126 beträgt 1,2 Millimeter.
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In 10a ist durch einen geschlängelten Pfeil ein schematischer Kühlölfluss in geschlossenem Zustand des Reibsystems angedeutet. In einem Bereich 101 kann der Kühlölfluss durch den gering segmentierten Innenring beziehungsweise durch einen reduzierten Strömungsquerschnitt am Innenring und der geschwungenen Tangentialnut im Reibsystem gehalten werden. Ein Abfließen nach außen und nach innen kann minimiert werden.
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In 10b ist durch Pfeile eine schematische Entölung im geöffneten beziehungsweise schließenden Zustand veranschaulicht. In einem Bereich 102 findet eine Verbesserung des Reibwertaufbaus durch eine effektive Ölabfuhr im Schmierspalt in der Segmentierung als auch in der Überprägung statt. Somit kann ein sanftes Schließen des Reibsystems beim Betätigen realisiert werden.
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In Bereichen 103 kann durch die von innen nach außen größer werdende Nutquerschnittsfläche eine Diffusorwirkung realisiert werden. Dadurch kann der Lufteinzug verbessert werden. Darüber hinaus können Schleppverluste reduziert werden.
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Durch eine abgestimmte Segmentierung des Innenrings kann eine indirekte Beölung vom Innenraum reduziert werden. So kann zusätzlich Luft in den Schmierspalt gelangen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pad-Innenwinkel
- 2
- Rundungsradien
- 3
- Breiten
- 4
- Höhen
- 5
- Außen-Strömungsquerschnitt
- 6
- Innen-Strömungsquerschnitt
- 7
- Nutwinkel
- 8
- Breite
- 9
- Breite
- 10
- Padvariante
- 20
- Lamellenbremse
- 21
- Schmierkonzept
- 22
- Schmierkonzept
- 23
- Schmierkonzept
- 24
- Pfeil
- 25
- Doppelpfeil
- 26
- Pfeil (Außenbeölung)
- 27
- Innenlamellenträger
- 28
- Reiblamelle
- 29
- Stahllamelle
- 30
- Außenlamellenträger
- 31
- x-Achse
- 32
- y-Achse
- 33
- Drehachse
- 134
- Reibfläche
- 35
- Innenverzahnung
- 36
- Kreis
- 37
- Kreis
- 38
- Drehzahlabfall
- 39
- Drehzahlanstieg
- 40
- Rechteck
- 41
- x-Achse
- 42
- y-Achse
- 43
- Kurve
- 44
- Temperaturverteilung
- 45
- Abschnitt
- 46
- Abschnitt
- 47
- Abschnitt
- 48
- Kreis
- 49
- Kreis
- 50
- Verschiebung
- 61
- Reiblamelle
- 62
- Nutmuster
- 63
- Nutmuster
- 64
- Nutmuster
- 65
- Nutmuster
- 66
- Nutmuster
- 67
- Nutmuster
- 68
- Nutmuster
- 69
- Nutmuster
- 70
- linearer Verlauf
- 71
- Punkt
- 72
- Maximum
- 73
- Abfall
- 101
- Bereich
- 102
- Bereich
- 103
- Bereiche
- 111
- erste fünfeckige Reibbelagpads
- 112
- zweite fünfeckige Reibbelagpads
- 113
- Trägerlamelle
- 115
- Nutmuster
- 120
- umlaufende Nut
- 121
- erste Radialnut
- 122
- zweite Radialnut
- 123
- Doppelnut
- 124
- Prägenut
- 125
- Prägenut
- 126
- Prägenut
- 127
- Segmentierungsnut
- 131
- erstes Reibbelagpad
- 132
- erstes Reibbelagpad
- 133
- erstes Reibbelagpad
- 134
- erstes Reibbelagpad
- 141
- zweites Reibbelagpad
- 142
- zweites Reibbelagpad
- 143
- zweites Reibbelagpad
- 144
- zweites Reibbelagpad
- 145
- zweites Reibbelagpad
- 151
- Pad-Innwinkel
- 152
- Pad-Innenwinkel
- 153
- Pad-Innenwinkel
- 154
- Rundungsradius
- 155
- Rundungsradius
- 156
- Rundungsradius
- 157
- Rundungsradius
- 158
- Rundungsradius
- 159
- Breite
- 160
- Höhe
- 161
- Nutbreite
- 162
- Nutbreite
- 163
- Nutbreite
- 164
- Breite
- 165
- Prägenut
- 166
- Prägenut
- 167
- Radialnut
- 168
- Segmentierungsnut
- 169
- Segmentierungsnut
- 171
- Nutbreite
- 172
- Nutbreite
- 173
- Nutwinkel
- 175
- erste Padreihe
- 176
- zweite Padreihe
- 181
- Pad-Innenwinkel
- 182
- Pad-Innenwinkel
- 183
- Pad-Innenwinkel
- 184
- Breite
- 185
- Höhe
- 186
- Rundungsradius
- 187
- Rundungsradius
- 188
- Rundungsradius
- 189
- Rundungsradius
- 190
- Rundungsradius
- 191
- Nutbreite
- 192
- Nutbreite
