DE10342271A1 - Reibbelag-Lamelle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine im eingebauten Zustand ohne Vorzugsdrehrichtung rotierende Reibbelag-Lamelle (1) für ein naßlaufendes Reibschaltelement, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche (4), die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten (5, 6) aufweist. Die Nuten (5, 6) bilden zwei sich überlagernde Nutensätze. Die Reibfläche (4) weist keine senkrecht zur Drehrichtung ausgerichtete Nutkanten auf. Jede der Nuten (5) des ersten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung (n_1) zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) zum Reibflächen-Außendurchmesser (d_a). Jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich der ersten Drehrichtung (n_1) zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) zum Reibflächen-Außendurchmesser (d_a). Jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes schneidet sich mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes, derart, daß ein Nutschnittpunkt (8) am Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) oder daß ein Nutschnittpunkt (7) am Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) liegt. Dabei ist die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) bzw. am Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) kleiner als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) und Reibflächen-Außendurchmesser (d_a).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Reibbelag-Lamelle für ein naßlaufendes Reibschaltelement, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche, die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten aufweist, wobei die Nuten zwei sich überlagernde Nutensätze bilden.
  • Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von ringförmigen Lamellen. Dabei ist eine erste Gruppe mit außenverzahnter Lamellen verdrehfest in einem Lamellenträger angeordnet, und eine zweite Gruppe mit innenverzahnten Lamellen verdrehfest auf einer Nabe. In axialer Richtung des Schaltelementes gesehen, greifen die Lamellen der beiden Gruppen verzahnungsartig ineinander. Die beiden Gruppen sind dabei in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar und dabei paarweise in reibschlüssige Verbindung bringbar.
  • Reibblag-Lamellen sind üblicherweise sandwichartig aufgebaut, mit einem beispielsweise aus Stahl bestehendem Trägerblech, sowie mit mindestens einem Reibbelag, der auf einer Ringfläche des Trägerblechs angeordnet und im allgemeinen unlösbar mit dem Trägerblech verbunden ist. Der Reibbelag besteht im allgemeinen aus einer Faserstoffmasse, die aus einem papierhaltigen Material hergestellt ist, oder auch aus Carbon.
  • Praktisch angewendet werden sowohl einseitig als auch beidseitig mit einem Reibbelag belegte Lamellen. Bei einseitig belegten Lamellen arbeiten jeweils zwei einander benachbarte Lamellen zusammen, indem der Reibbelag der einen Lamelle in eingerücktem Zustand des Schaltelementes mit dem Trägerblech der anderen Lamelle in Kontakt gelangt. Bei doppelseitig belegten Lamellen ist jeweils eine doppelseitig belegte Lamelle zwischen zwei benachbarten unbelegten Lamellen angeordnet. Diese glatten, unbelegten Lamellen sind üblicherweise aus Stahl gefertigt.
  • Bekanntlich entstehen beim Schaltvorgang und insbesondere im Dauerschlupfbetrieb einer derartigen Lamellenkupplung oder Lamellenbremse im Reibflächenkontakt aufgrund der anfallenden Reibarbeit und Reibleistung hohe Temperaturen. Zur Abführung der entsprechend großen Wärmemenge nach außen ist üblicherweise eine Anströmung der Lamellen mit einem geeigneten Kühl- und Schmiermittel – im allgemeinen Öl – vorgesehen. Zumeist wird der Kühlölstrom den Lamellen radial von derem Innendurchmesser her zugeleitet und durchströmt das Lamellenpaket durch in dem Reibbelag eingefräste oder eingeprägte Nuten, im allgemeinen von innen nach außen.
  • Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr sind zahlreiche geometrische Ausbildungen für Reibbelag-Nuten bekannt. Als Nutform-Grundmuster seien hier gruppenparallele Nuten, sogenannte Waffelnuten, Radialnuten und Tangentialnuten genannt. Häufig werden verschiedene Nutform-Grundmuster miteinander kombiniert.
  • So ist aus der US 5,335,765 eine naßlaufende Reibbelaglamelle für eine Automatgetriebe-Kupplung bekannt, bei der zwei in die Reibflächen eingeprägte Nutensätze vorgesehen sind. Die Nuten beider Nutensätze sind auf dem Umfang der Reibfläche symmetrisch verteilt. Jede Nut der beiden Nutensätze erstreckt sich in einem bezüglich der Drehrich tung zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten Winkel vom Innenrand der Reibfläche zum Außenrand der Reibfläche. Das Kühlöl zum Wärmeabtransport wird vom Innendurchmesser der Reibflächen her in die Nuten eingebracht. Zur Erzielung eines schnellen Kühlölflusses von innen nach außen ist der Neigungswinkel der Nuten des zweiten Nutensatzes größer als der Neigungswinkel der Nuten des ersten Nutensatzes, wobei jede der zweiten Nuten in eine erste Nut mündet und sich von dieser Stelle aus zum Außendurchmesser der Reibfläche erstreckt. Die ersten und zweiten Nuten „treffen" sich nahe am Innendurchmesser der Reibfläche, wobei der für den Kühlöldurchfluß verfügbare Eintritts-Querschnitt für das Kühlöl radial in die Reibbelaglamelle dem freien Querschnitt der ersten Nuten am Reibflächen-Innendurchmesser entspricht. Der Austritts-Querschnitt für das Kühlöl entspricht der Summe der freien Querschnitte der ersten und zweiten Nuten am Reibflächen-Außendurchmesser und ist in etwa doppelt so groß wie der Kühlöl-Eintritts-Querschnitt. Bezogen auf die Reibbelagfläche ist der Nutanteil insgesamt relativ klein. Entsprechend der Ausrichtung der beiden Nutensätze weist diese Reibbelag-Lamelle eine Vorzugs-Drehrichtung auf und ist ohne funktionelle Einbußen nur in diese eine Drehrichtung betreibbar.
  • Für die Wandlerüberbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers schlägt die DE 44 32 624 C1 einen auf einem axial verschiebbaren Kolben angebrachten Reibbelag vor, der eine Mehrzahl von Nuten bzw. Vertiefungen zum Durchfluß von Kühlöl aufweist, die sich dem radial äußeren und dem radial inneren Rand des Reibbelags in Umfangsrichtung über einen definierten Winkel mit sich änderndem radialen Abstand zur Drehachse des Reibbelags erstrecken. Dabei ändert jede Nut bzw. Vertiefung zwischen je einem Zulauf und einem Ablauf für das Kühlöl seine Erstreckungsrichtung zumindest einmal derart, daß deren Radialkomponente entgegengesetzt zu derjenigen vor der Änderung ausgerichtet ist. Am Umfang verteilt sind am Außendurchmesser des Reibbelags nur wenige Einlässe und am Innendurchmesser des Reibbelags nur wenige Auslässe vorhanden. Die Ein- und Auslässe der Nuten verlaufen dabei senkrecht zur Drehrichtung. Im Nutverlauf jeder Nut vom radial äußeren zum radial inneren Rand des Reibbelags sind im Nutquerschnitt Taschen angeordnet zur Zwischenspeicherung von Kühlöl. Entsprechend erweitert sich der Nutquerschnitt im Nutverlauf abschnittsweise und verjüngt sich anschließend im weiteren Nutverlauf wieder. Der Einlaß- und Auslaß-Querschnitt der einzelnen Nuten ist gleich. Durch diese Nutausbildung soll eine möglichst gleichmäßige Kühlung der Reibbelagfläche erzielt werden, ohne dafür einen vergleichsweise großen Kühlöldurchfluß zu benötigen.
  • Neben dem Kühlöldurchsatz durch das Lamellenpaket des Reibschaltelementes im Schaltvorgang und im Dauerschlupfbetrieb beeinflußt die geometrische Ausgestaltung der Reibbelag-Nuten auch das Drehschwingungsverhalten des Reibschaltelementes bei der Drehmomentübernahme im Schaltvorgang. Ungeachtet der Drehungleichförmigkeit des Eingangsdrehmomentes des Reibschaltelementes kann ein ungünstiger Verlauf des zwischen den Kontaktflächen der Lamellen wirksamen Reibwerts zu selbsterregten, störenden Drehschwingungen führen. Ein derartiger ungünstiger Reibwertverlauf kann beispielsweise dadurch entstehen, daß es zu einem differenzdrehzahlabhängigen „Aufschwimm-Effekt" zwischen den glatten Lamellenflächen und den Reibbelagflächen kommt, bei Verwendung von beidseitig mit einem Reibbelag belegten Lamellen also zwischen Stahl- und Belaglamellen. Dieser Effekt ist in der Praxis insbesondere bei Lamellenkupplungen bzw. Lamellenbremsen mit hoher Drehmomentkapazität und reibarbeitsbedingt hohem Kühlölbedarf bekannt.
  • Zur Kompensation derartiger „Aufschwimm-Effekte" schlägt die DE 199 57 511 A1 eine Reibbelag-Lamelle für eine Schaltkupplung vor, bei der zwei verschiedene Nutform-Grundmuster miteinander kombiniert sind. Zum einen weist der auf dem ringförmigen Trägerblech abgebrachte Reibbelag mehrere am Unfang symmetrisch verteilte Nuten auf, die ausgehend von Innendurchmesser des Reibbelags entlang von Radiallinien oder Sekanten verlaufen und relativ tief (bei Bedarf bis zum Trägerblech) in den Reibbelag eingeschnitten sind. Diese Nuten dienen als „Pumpnuten" für das vom Innendurchmesser des Reibbelags her zugeführte Kühlöl und fördern relativ große Kühlölströme und transportieren so einen großen Teil der im Schlupfbetrieb anfallenden Reibungswärme nach außen. Zusätzlich weist der Reibbelag eine zweite Gruppe von Nuten auf, die auf der Reibbelag-Oberfläche nach Art eines Gitters angeordnet und weniger tief in den Reibbelag eingeschnitten sind. Diese „Waffelnutung" überlagert also das Nutbild der „Pumpnuten" und sollen vorrangig überschüssiges Kühlöl und damit hydrodynamische Effekte abbauen, die ein „Aufschwimmen" der Reibbeläge auf dem Ölfilm zur Folge haben würden. Entsprechend sind die Nuten der „Waffelnutung" zahlenmäßig deutlich zahlreicher als die „Pumpnuten" und liegen auch viel dichter nebeneinander, wobei die einzelnen Nuten der „Waffelnutung" jeweils einer von zwei Untergruppen zuzuordnen sind. Die Nuten dieser beiden Untergruppen verlaufen jeweils parallel zueinander, wobei sich die Nuten der beiden Untergruppen unter einem bestimmten Winkel (vorzugsweise 90 Grad) schneiden. Entsprechend der nicht kreissymmetrischen Ausrichtung der „Waffelnutung" ist der freie Nutquerschnitt der einzelnen „Waffelnuten" am Innendurchmesser des Reibbelags, in den das vom Innendurchmesser her zugeführte Kühlöl direkt eintreten kann, eher zufällig. Fertigungstechnisch ist die „Waffelnutung" den „Pumpnuten" überprägt, entsprechend aufwändig ist also die Herstellung einer derartigen Reibbelag-Lamelle.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein naßlaufendes Reibschaltelement eine Reibbelag-Lamelle zu entwickeln, die einerseits den Abtransport einer großen schlupfbedingten Wärmemenge über ein zugeführtes Kühlmittel nach außen ermöglicht, die andererseits bei der Drehmomentübernahme beim Schließen des Reibschaltelementes drehschwingungsunempfindlich ist. Dabei soll die Reibbelag-Lamelle ohne funktionelle Einbußen drehrichtungsunabhängig einsetzbar und vergleichsweise kostengünstig herstellbar sein.
  • Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch eine Reibbelag-Lamelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 4. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Reibbelag-Lamelle für den Einbau in ein naßlaufendes Reibschaltelement vorgesehen und weist zumindest eine ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienende Reibfläche auf. Diese Reibfläche weist mehrere am Umfang verteilte Nuten auf, die zur Wärmeabfuhr mit Kühlmittel an- oder durchströmbar sind. Dabei bilden die Nuten zwei sich überlagernde Nutensätze.
  • Im eingebauten Zustand rotiert die Reibbelaglamelle ohne Vorzugsdrehrichtung. Das entsprechende Reibschaltelement kann sowohl als Lamellenkupplung als auch als Lamellenbremse ausgebildet sein.
  • Jede der Nuten des ersten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser zum Reibflächen-Außendurchmesser. Jede der Nuten des zweiten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich der ersten Drehrichtung zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser zum Reibflächen-Außendurchmesser.
  • In einer ersten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt am Reibflächen-Innendurchmesser liegt. Dabei ist dann die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser kleiner als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reibflächen-Außendurchmesser. Diese erfindungsgemäße Nutung wird vorzugsweise mit einer Kühlmittelzufuhr vom Innendurchmesser der Reibfläche her kombiniert.
  • In einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt am Reibflächen-Außendurchmesser liegt. Dabei ist dann die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Außendurchmesser kleiner als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reibflächen-Außendurchmesser. Diese erfindungsgemäße Nutung wird vorzugsweise mit einer Kühlmittelzufuhr vom Außendurchmesser der Reibfläche her kombiniert.
  • Bei beiden Lösungen der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Nutbild keine Nutkanten auf, die senkrecht zur Drehrichtung der Reibbelag-Lamelle (d. h. in radialer Richtung) ausgerichtet sind, obwohl alle Nuten beider Nutsätze als Durchgangsnuten vom Innen- zum Außendurchmesser der Reibfläche ausgebildet sind. Hierdurch werden insbesondere die rotatorischen Einflüsse des Kühlmittelflusses innerhalb der Nutung der Reibbelag-Lamelle harmonisiert.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes auch derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnittpunkt im Bereich eines mittleren Reibflächen-Durchmessers liegt. Die Nuten beider Nutensätze können auf dem Umkreis der Reibfläche symmetrisch verteilt sein. Im Resultat ergibt sich ein X-förmiges Nutbild und hinsichtlich Funktion ein besonders günstigere Kombination aus verbleibender (für die Drehmomentübertragung effektiv verfügbarer) Netto-Reibfläche, Reibwertverlauf und Drehschwingungsunempfindlichkeit.
  • Die erfindungsgemäße Nutausbildungen erzeugt an den neben den Nuten verbleibenden Reibflächenbereiche der Reibbelag-Lamelle einen "Schneepflugeffekt", der das Kühlmittel (in der Regel Öl) aus der Kontaktfläche zwischen Reibfläche und glatter Gegenfläche leicht wegfördert. Da die Nutquerschnittsfläche am Eintritt des Kühlmittels in die Nuten der Reibbelag-Lamelle kleiner ist als die Nutquerschnittsfläche im Bereich der Kontaktfläche zwischen Reibfläche der Reibbelag-Lamelle und glatter Gegenfläche, wird einerseits eine gewisse Sogwirkung für neues radial (von innen oder von außen) anströmendes Kühlmittel erzeugt, andererseits auch ein ausreichend großes freies Nutvolumen zur Aufnahme von Kühlmittel aus der Reibfläche zur Verfügung gestellt. Der bekannte „Aufschwimmeffekt" wird zumindest wirkungsvoll reduziert, ohne daß die für die Drehmomentübertragung effektiv verfügbare Netto-Reibfläche der Reibbelag-Lamelle durch einen großen prozentualen Nutanteil der Reibfläche unerwünscht reduziert werden muß. Der prozentuale Nutanteil der erfindungsgemäßen Reibbelag-Lamelle kann beispielsweise etwa 20 bis 30 % der geometrisch durch Innen- und Außendurchmesser definierten Brutto-Reibfläche betragen.
  • Weitere Vorteile sind ein günstiger Reibwertverlauf insbesondere beim Schließen des Reibschaltelementes und eine deutlich reduzierte Drehschwingungsneigung im Schlupfbetrieb des Reibschaltelementes.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich jede der Nuten des zweiten Nutensatzes mit einer Nut des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß ein erster Nutschnittpunkt am Reibflächen-Innendurchmesser und ein zweiter Nutschnittpunkt am Reibflächen-Außendurchmesser liegt. Dabei ist dann die gesamte Nutquerschnittsfläche sowohl am Reibflächen-Innendurchmesser als auch am Reibflächen-Außendurchmesser kleiner als die Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser und Reibflächen-Außendurchmesser. Durch diese konstruktive Ausbildung der Durchgangs nuten ist die Reibbelag-Lamelle universell für beide Kühlmittelzufuhr-Richtungen einsetzbar.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Nuten beider Nutensätze über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung eine konstante Nutbreite bzw. einen konstanten Nutquerschnitt aufweisen. Vorzugsweise sind dabei die Nutbreite bzw. der Nutquerschnitt der Nuten des ersten Nutensatzes und die Nutbreite bzw. der Nutquerschnitt der Nuten des zweiten Nutensatzes identisch, können jedoch auch verschieden sein. Sind hingegen über der jeweiligen radiale Nut-Erstreckung nicht konstante Querschnitte vorgesehen, so ist stets der Gesamt-Nutquerschnitt an dem Reibflächendurchmesser, an dem das Kühlmittel in die Nuten eingebracht wird, der kleinste Gesamt-Nutquerschnitt aller durchmesserbezogenen Gesamt-Nutquerschnitte.
  • Prinzipiell ist die erfindungsgemäße Nutausbildung nicht beschränkt auf einen speziellen Reibflächentyp. Die erfindungsgemäße Reibbelag-Lamelle kann sowohl als Sandwich-Konstruktion mit einem (ein Mitnahmprofil aufweisendes) Trägerblech und einem auf dem Trägerblech fest angebrachtem (beispielsweise geklebten) Reibbelag ausgeführt sein, als auch als einteilige Lamelle mit identischem Werkstoff von Trägerblech und Reibbelag. Die Reibbelag-Lamelle kann sowohl als einseitig mit einem Reibbelag belegte Lamelle ausgebildet sein als auch als beidseitig belegte Lamelle. Die Reibbeläge bzw. die Reibflächen können beispielsweise aus papierhaltigen Faserwerkstoffen, Kohlefaserwerkstoffen bzw. Carbon oder Keramikwerkstoffen hergestellt sein.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der (einzigen) Figur, in der eine beipielhafte naßlaufende, im eingebauten Zustand rotierende Reibbelag-Lamelle für eine Lamellenkupplung oder Lamellenbremse dargestellt ist, näher erläutert.
  • In der Figur mit 1 bezeichnet ist eine beispielhaft in Sandwich-Konstruktion komplettierte Reibbelag-Lamelle, mit einem ringscheibenartigen Trägerblech 2 und einem ebenfalls ringscheibenartigen Reibbelag, der an einer flachen Stirnseite des Trägerblechs 2 fest mit dem Trägerblech verbunden ist, beispielsweise mittels Klebung. Das Trägerblech 2 ist beispielsweise aus Stahl gefertigt und weist ein zur formschlüssigen Verbindung zu einem (hier nicht dargestellten) Lamellenträger dienendes Mitnahmeprofil 3 auf, hier beispielhaft am Innendurchmesser des Trägerblechs 2. Selbstverständlich kann in einer anderen Ausgestaltung der Reibbelag-Lamelle ein entsprechendes Mitnahmeprofil auch am Außendurchmesser des Trägerblechs vorgesehen sein.
  • Die flache ringscheibenartige Oberseite des Reibbelags bildet die zum Reibeingriff dienende Reibfläche 4 der Reibbelag-Lamelle 1 und ist geometrisch definiert durch einen Außendurchmesser d_a und einen Innendurchmesser d_i. Der sich hieraus ergebene mittlere Durchmesser der Reibfläche 4 ist mit d_m bezeichnet. Als Reibbelag-Werkstoff können beispielsweise papierhaltige Faserwerkstoffe, Kohlefaserwerkstoffe, Carbon oder auch Keramik vorgesehen sein. Die zur Drehmomentübertragung nutzbare „Netto-Reibfläche" der Reibbelag-Lamelle 1 reduziert sich durch Nuten, die in die Reibfläche 4 des Reibbelags eingefräst oder eingeprägt sind. Es sind zwei verschiedene, sich überlagernde Nutensätze vorgesehen. Die Nuten des ersten Nutensatzes sind mit 5 bezeichnet, die Nuten des zweiten Nutensatzes mit 6.
  • Alle Nuten 5, 6 sind als Durchgangsnuten ausgeführt und erstrecken sich vom Innendurchmesser d_i der Reibfläche 4 bis zum Außendurchmesser d_a der Reibfläche 4. Hierdurch ist ein Kühlmitteltransport vom Innendurchmesser der Reibbelag-Lamelle 1 zu derem Außendurchmesser hin oder umgekehrt gewährleistet, wenn sich die Reibbelag-Lamelle im Reibeingriff befindet, das entsprechende Reibschaltelement sich also im Schlupfbetrieb befindet oder vollständig geschlossen ist.
  • Jede der Nuten 5 des ersten Nutensatzes erstreckt sich in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung n_1 der Reibbelag-Lamelle 1 zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel vom Reibflächen-Innendurchmesser d_i zum Reibflächen-Außendurchmesser d_a, jede der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes in einem bezüglich der ersten Drehrichtung n_1 zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel vom Reibflächen-Innendurchmesser d_1 zum Reibflächen-Außendurchmesser d_a. Dabei weist keine der Nuten 5, 6 eine Nutkante auf, die senkrecht zur Drehrichtung der Reibbelag-Lamelle (d.h. in radialer Richtung) ausgerichtet ist.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Nuten 5, 6 eine symmetrische Umfangsteilung vorgesehen, der entsprechende Teilungswinkel ist mit t_w bezeichnet. Ebenfalls beispielhaft anzusehen ist der in der Figur dargestellte Winkel von etwa 45 Grad bezüglich der Drehrichtung n_1 rückwärts bzw. vorwärts zur Radialen. Selbstverständlich kann in anderen Ausführungen auch ein spitzerer oder auch ein stumpferer Winkel vorgesehen sein.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen sowohl die Nuten 5 des ersten Nutensatzes als die Nuten 6 des zweiten Nutensatzes die gleiche und über die radiale Nut-Erstreckung konstante Nutbreite bzw. den gleichen über die radiale Nut-Erstreckung konstanten Nutquerschnitt auf. In anderen Ausführungen kann beispielsweise auch vorgesehen sein, daß die Nuten 5, 6 beider Nutensätze über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung eine konstante Nutbreite bzw. einen über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung konstanten Nutquerschnitt aufweisen, die Nutbreite bzw. der Nutquerschnitt der Nuten 5 und 6 jedoch unterschiedlich sind.
  • Gemäß der Erfindung überlagert der zweite Nutensatz den ersten Nutensatz derart, daß sich spezielle Schnittpunkte der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes mit den Nuten 5 des ersten Nutensatzes ergeben. Wie aus der Figur ersichtlich, schneidet sich jede der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes mit einer Nut 5 des ersten Nutensatzes derart, daß ein erster Nutschnittpunkt 8 am Reibflächen-Innendurchmesser d_i liegt, und daß ein zweiter Nutschnittpunkt 7 am Reibflächen-Außendurchmesser d_a liegt. Erfindungswesentlich ist, daß dabei die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser d_i bzw. am Reibflächen-Außendurchmesser d_a kleiner ist als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser d_i und Reibflächen-Außendurchmesser d_a.
  • Infolge der symmetrischen Teilung des ersten und zweiten Nutensatzes in Umfangsrichtung schneidet sich jede der Nuten 6 des zweiten Nutensatzes auch mit einer Nut 5 des ersten Nutensatzes im Bereich des mittleren Durchmessers d_m der Reibfläche 4, der entsprechende Schnittpunkt ist mit 9 bezeichnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich somit ein X-förmiges Nutbild mit symmetrischer Teilung am Umkreis der Reibfläche 4. Diese Symmetrie begünstigt entscheidend, daß die erfindungsgemäße Reibbelag-Lamelle 1 ohne Vorzugsdrehrichtung in beiden Drehrichtungen betreibbar ist.
  • Weiterhin ist erfindungswesentlich, daß trotz der Überlagerung der beiden Nutensätze im gesamten Nutbild keine senkrecht zur Drehrichtung der Reibbelag-Lamelle (d. h. in radialer Richtung) ausgerichtete Nutkante vorhanden ist.
  • Der tatsächliche Gesamt-Nutquerschnitt aller Nuten 5, 6 am Innendurchmesser d_i bzw. am Außendurchmesser d_a der Reibfläche 4 ist also stets kleiner als der Gesamt-Nutquerschnitt an einem zwischen Innendurchmesser d_i und Außendurchmesser d_a liegenden Reibflächen-Durchmesser. Somit ist es auch für das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel unwesentlich, ob die Kühlmittelzufuhr vom Innendurchmesser d_i oder vom Außendurchmesser d_a der Reibfläche 4 her zugeleitet wird.
  • In der Summe bewirkt die beschriebene Nutausbildung der Reibbelag-Lamelle 1 eine wirkungsvolle Reduzierung des bekannten „Aufschwimmeffektes" und einen sehr günstigen Reibwertverlauf mit einer sehr geringen Drehschwingungsneigung insbesondere beim Schließen und im Schlupfbetrieb des Reibschaltelementes, ohne daß die für die Drehmomentübertragung effektiv verfügbare Netto-Reibfläche durch einen großen prozentualen Nutanteil unerwünscht reduziert werden muß. Insofern eignet sich die erfindungsgemäße Reibbelag-Lamelle 1 besonders für ein in beide Drehrichtungen betreibbares Anfahr-Reibschaltelement in einem Getriebe.
  • 1
    Reibbelag-Lamelle
    2
    Trägerblech
    3
    Mitnahmeprofil des Trägerblechs
    4
    Reibfläche des Reibbelags
    5
    Nuten des ersten Nutensatzes
    6
    Nuten des zweiten Nutensatzes
    7
    Schnittpunkt der Nuten am Außendurchmesser des
    Reibbelags bzw. der Reibfläche
    8
    Schnittpunkt der Nuten am Innendurchmesser des
    Reibbelags bzw. der Reibfläche
    9
    Schnittpunkt der Nuten am mittleren Durchmesser des
    Reibbelags bzw. der Reibfläche
    d_a
    Außendurchmesser der Reibfläche
    d_i
    Innendurchmesser der Reibfläche
    d_m
    mittlerer Durchmesser der Reibfläche
    n_1
    erste Drehrichtung
    t_w
    Teilungswinkel

Claims (15)

  1. Reibbelag-Lamelle für ein naßlaufendes Reibschaltelement, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche (4), die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten (5, 6) aufweist, wobei die Nuten (5, 6) zwei sich überlagernde Nutensätze bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbelag-Lamelle (1) im eingebauten Zustand ohne Vorzugsdrehrichtung rotiert, daß die Reibfläche (4) keine senkrecht zur Drehrichtung ausgerichteten Nutkanten aufweist, daß sich jede der Nuten (5) des ersten Nutensatzes in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung (n_1) zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) zum Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes in einem bezüglich der ersten Drehrichtung (n_1) zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) zum Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt (8) am Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) liegt, und daß die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Innendurchmesser (d_1) kleiner ist als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) und Reibflächen-Außendurchmesser (d_a).
  2. Reibbelag-Lamelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel den Nuten (5, 6) der Reibbelag-Lamelle (1) vom Reibflächen-Innendurchmesser (di) her zugeführt wird.
  3. Reibbelag-Lamelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnittpunkt (7) am Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) liegt.
  4. Reibbelag-Lamelle für ein naßlaufendes Reibschaltelement, mit mindestens einer ringscheibenartigen, zum Reibeingriff dienenden Reibfläche (4), die mit Kühlmittel durchströmbare Nuten (5, 6) aufweist, wobei die Nuten (5, 6) zwei sich überlagernde Nutensätze bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbelag-Lamelle (1) im eingebauten Zustand ohne Vorzugsdrehrichtung rotiert, daß die Reibfläche (4) keine senkrecht zur Drehrichtung ausgerichteten Nutkanten aufweist, daß sich jede der Nuten (5) des ersten Nutensatzes in einem bezüglich einer ersten Drehrichtung (n_1) zur Radialen schräg nach rückwärts geneigten ersten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) zum Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes in einem bezüglich der ersten Drehrichtung (n_1) zur Radialen schräg nach vorwärts geneigten zweiten Winkel als Durchgangsnut vom Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) zum Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) erstreckt, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß der Nutschnittpunkt (7) am Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) liegt, und daß die gesamte Nutquerschnittsfläche am Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) kleiner ist als die gesamte Nutquerschnittsfläche an einem Reibflächen-Durchmesser zwischen Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) und Reibflächen-Außendurchmesser (d_a).
  5. Reibbelag-Lamelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel den Nuten (5, 6) der Reibbelag-Lamelle (1) vom Reibflächen-Außendurchmesser (d_a) her zugeführt wird.
  6. Reibbelag-Lamelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnittpunkt (8) am Reibflächen-Innendurchmesser (d_i) liegt.
  7. Reibbelag-Lamelle nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede der Nuten (6) des zweiten Nutensatzes mit einer Nut (5) des ersten Nutensatzes derart schneidet, daß zusätzlich ein Nutschnittpunkt (9) im Bereich eines mittleren Reibflächen-Durchmessers (d_m) liegt.
  8. Reibbelag-Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5) des ersten Nutensatzes und/oder die Nuten (6) des zweiten Nutensatzes eine über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung konstante Nutbreite oder einen über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung konstanten Nutquerschnitt aufweisen.
  9. Reibbelag-Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5) des ersten Nutensatzes und/oder die Nuten (6) des zweiten Nutensatzes eine über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung nicht konstante Nutbreite oder einen über ihre jeweilige radiale Nut-Erstreckung nicht konstanten Nutquerschnitt aufweisen.
  10. Reibbelag-Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5, 6) beider Nutensätze die gleiche Nutbreite bzw. den gleichen Nutquerschnitt aufweisen.
  11. Reibbelag-Lamelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5) des ersten Nutensatzes eine andere Nutbreite bzw. einen anderen Nutquerschnitt aufweisen als die Nuten (6) des zweiten Nutensatzes.
  12. Reibbelag-Lamelle nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Nutanteil etwa 20 bis 30 % der Reibfläche (4) beträgt.
  13. Reibbelag-Lamelle nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5, 6) des ersten und zweiten Nutensatzes auf dem Umkreis der Reibfläche (4) symmetrisch verteilt sind.
  14. Reibbelag-Lamelle nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belag-Lamelle (1) einen Reibbelag bzw. eine Reibfläche (4) aus einem papierhaltigen Faserwerkstoff oder einem Kohlefaserwerkstoff oder einem Keramikwerkstoff aufweist.
  15. Reibbelag-Lamelle nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belag-Lamelle (1) als einseitig belegte Lamelle oder als beidseitig belegte Lamelle ausgebildet ist.
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