WO2018091020A1

WO2018091020A1 - Reiblamelle

Info

Publication number: WO2018091020A1
Application number: PCT/DE2017/100857
Authority: WO
Inventors: Fabian Stope
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2019-05-16
Also published as: DE112017005784A5; DE102017123580A1; US20200025263A1; CN109804171A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reiblamelle mit Reibbelagstücken, die einen Reibbelag darstellen, insbesondere für eine nasslaufende Lamellenkupplung. Um die thermische Kapazität der Reiblamellen zu verbessern, ist der Reibbelag (90) in mindestens vier Kreisringsektoren (91-95) unterteilt, von denen mindestens zwei Kreisringsektoren (91-95) unterschiedliche Nutmuster aufweisen.

Description

Reiblamelle

Die Erfindung betrifft eine Reiblamelle mit Reibbelagstücken, die einen Reibbelag darstellen, insbesondere für eine nasslaufende Lamellenkupplung. Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine nasslaufende Lamellenkupplung mit derartigen Reiblamellen. Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 669 482 A2 ist ein Reibbelag für eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung, insbesondere Reibungskupplung, bekannt, der zur Bildung einer Reibfläche auf einem Trägerkörper befestigbar ist und das Drehmoment auf eine Gegenfläche überträgt, wobei der Reibbelag aus wenigstens zwei unterschiedlichen, porösen Schichten aufgebaut ist, von denen die eine auf dem Trägerkörper befestigt ist und eine poröse, aus einer Zellulosen Basis mit Kunstfasern und Füllmaterial bestehenden Unterlage für eine gleichfalls poröse, auf ihr befestigte Reibschicht darstellt, die aus duroplastverbundenen Fasern hergestellt ist, wobei die Reibschicht ein Gewicht von 10 bis 120 g/m² und eine Dicke von 0,02 bis 0,3 mm aufweist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 431 A1 ist eine nasslaufende Lamellenkupplung mit zwei oder mehreren in Reihe angeordneten, von einem Kühlmittel angeströmten ringförmigen Lamellen bekannt, die abwechselnd als unbelegte Stahllamelle und als Reibbelaglamelle oder nur einseitig mit einem Reibbelag belegte Stahllamellen ausgebildet sind und eine zur Verbindung mit einem äußeren und einem inneren Lamellenträger abwechselnd ausgebildete Außen- und Innen- Verzahnung aufweisen, wobei die Stahllamellen jeweils erste und zweite ringförmige Reibbleche umfassen, die sich an einem zwischen diesen angeordneten, elastisch verformbaren und für das Kühlmittel durchlässigen Zwischenring abstützen und an ihren Innen- und Außenrändern unter Freilassen von Kühlmittelein- und austrittsöffnun- gen axial beweglich miteinander verbunden sind, wobei das (die) unbeschichtete(n) Reibbleche aufgrund einer geringen Dicke elastisch verformbar sind, wobei die Dicke der elastisch verformbaren und unbeschichteten Reibbleche zwischen zehn und zwanzig Prozent der Blechdicke herkömmlicher massiver Stahllamellen beträgt. Aus der deutschen Übersetzung DE 603 09 396 T2 der europäischen Patentschrift EP 1 396 655 B1 ist ein Reibmaterial mit einer Reibungsmodifizierungsschicht bekannt, die eine durchschnittliche Dicke von dreißig bis etwa zweihundert Mikrometer aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die thermische Kapazität von Reiblamellen mit Reibbelagstücken, die einen Reibbelag darstellen, insbesondere für eine nasslaufende Lamellenkupplung, zu verbessern. Die Aufgabe ist bei einer Reiblamelle mit Reibbelagstücken, die einen Reibbelag darstellen, insbesondere für eine nasslaufende Lamellenkupplung, dadurch gelöst, dass der Reibbelag in mindestens vier Kreisringsektoren unterteilt ist, von denen mindestens zwei Kreisringsektoren unterschiedliche Nutmuster aufweisen. Als Nutmuster o- der Nutdesign wird eine definierte Anordnung von Nuten in dem Kreisringsektor be- zeichnet. Bei den Nuten kann es sich um geprägte Nuten handeln, die in Reibbelagstücken, die auch als Pads bezeichnet werden, vorgesehen sind. Die Nuten können anderweitig erzeugt werden, zum Beispiel durch Fräsen. Die Reibbelagstücke oder Pads sind vorzugsweise aus einem Papierbelag gebildet. Papierbeläge werden so oder so ähnlich hergestellt wie Papier. Bei der Herstellung von Papierbelägen wird zum Beispiel eine Papierbahn erzeugt. Aus der Papierbahn können die Papierbeläge herausgeschnitten werden. Die herausgeschnittenen Papierbeläge stellen dann Reibbelagstücke oder Pads dar. Die in das Päd oder Reibbelagstück geprägten Nuten erstrecken sich vorzugsweise nicht bis auf ein Trägerelement, auf welches das Reibbelagstück oder Päd aufgeklebt wird, um den Reibbelag darzustellen. Ein Nutmuster kann aber auch mit mehreren Reibbelagstücken dargestellt werden, die voneinander beabstandet auf ein Trägerelement aufgeklebt werden. Durch geeignete Abstände zwischen den Reibbelagstücken werden Nuten erzeugt, die sich bis auf das Trägerelement erstrecken. Diese Nuten haben vorteilhaft eine größere Tiefe als die geprägten Nuten. Durch eine entsprechende Gestalt der Reibbeläge können somit ähnli- che oder sogar die gleichen Nutmuster erzeugt werden wie beim Prägen der Reibbelagstücke oder Pads. Bei dem Trägerelement handelt es sich zum Beispiel um ein Trägerblech. Das Trägerelement kann einstückig oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Gemäß einem Aspekt der Erfindung können Reibbelagstücke oder Pads mit überprägten oder geprägten Nuten mit einzeln aufgeklebten Reibbelagstücken oder Pads ohne Überprägung auf einer Reiblamelle kombiniert werden. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass ein spezielles Nutmuster oder Nutdesign in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Reiblamelle Nachteile eines anderen Nutmusters oder Nutdesigns ausgleichen kann. Wenn zudem die Häufigkeit der Betriebspunkte bekannt ist, dann kann die Auswahl der einzelnen unterschiedlichen Nutmuster oder Nutdesigns und deren Verteilung auf der Reiblamelle gemäß dieser Häufigkeit erfolgen. Die Vorteile ergeben sich hauptsächlich daraus, dass ein bestimmtes Nutmuster oder Nutdesign nur für einen bestimmten Betriebspunkt optimal ist. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag mindestens zwei Arten von Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern aufweist. Mindestens zwei bedeutet, dass der Reibbelag auch mehr als zwei, also drei, vier oder mehr Arten von Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern aufweisen kann. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführ- ten Versuchen oder Untersuchungen haben sich aber bereits mit zwei Arten von

Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern deutliche Verbesserungen im Betrieb der Reiblamelle ergeben.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekenn- zeichnet, dass die mindestens zwei Arten von Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern in Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind. Das bedeutet bei zwei Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern, das sich die Nutmuster in Umfangsrichtung abwechseln. Bei mehr als zwei Arten von Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern wird vorzugsweise die gleiche Reihenfolge der unterschiedli- chen Nutmuster in Umfangsrichtung eingehalten.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens zwei benachbarte Kreisringsektoren das gleiche Nutmuster aufweisen. Diese Anordnung hat sich bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen in speziellen Betriebspunkten als vorteilhaft erwiesen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Arten von Kreisringsektoren mit unterschiedlichen Nutmustern in Umfangsrichtung paarweise alternierend angeordnet sind. Auch diese Anordnung hat sich im Hinblick auf spezielle Betriebspunkte bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen als vorteilhaft herausgestellt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisringsektoren alle die gleiche Gestalt und Größe aufweisen. Dadurch wird die Herstellung der Reiblamelle, insbesondere die Bestückung von Trägerelementen mit Reibbelagstücken, erheblich vereinfacht.

Gemäß mindestens einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Kreisringsektoren auch unterschiedliche Abmessungen in Umfangsrichtung aufweisen. Je nach Nutmuster können die Kreisringsektoren auch in radialer Richtung unterschiedliche Abmessungen aufweisen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Art von Kreisringsektoren ein geprägtes Nutmuster aufweist. Bei dieser Ausführung werden die Kreisringsektoren vorzugsweise von genau einem Reibbelagstück oder Päd mit einem geprägten oder überprägten Nutmus- ter dargestellt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch alle Arten von Kreisringsektoren geprägte Nutmuster aufweisen.

Pads oder Reibbelagstücke mit überprägter, geprägter oder gefräster Feinstruktur besitzen einen geringeren Nutquerschnitt, wodurch die Nuten auch bei hohen Drehzah- len der Reiblamelle zu einem hohen Maß gefüllt bleiben. Das kann sich vorteilhaft senkend auf die Temperatur von Stahllamellen in der nasslaufenden Lamellenkupplung auswirken. Im Gegensatz dazu bewirkt der erhöhte Durchflusswiderstand der feineren Nuten bei stehender Reiblamelle ein Überlaufen des Kühlmediums, insbesondere Kühlöls, was zu einer Verringerung der thermischen Kapazität führt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Art von Kreisringsektoren Reibbelagstücke umfasst, die so voneinander beabstandet sind, dass sich ein Nutmuster mit Nuten ergibt, deren Nutgrund von einem Trägerelement gebildet wird. Besonders vorteilhaft ist diese Art von Kreisringsektoren mit der vorab beschriebenen Art von Kreisringsektoren mit den geprägten oder überprägten Reibbelagstücken oder Pads kombiniert. Gemäß einer weiteren Ausführung können aber auch alle Arten von Kreisringsektoren Reibbelagstücke umfassen, die so voneinander beabstandet sind, dass sich Nutmuster mit Nu- ten ergeben, deren Nutgrund von einem Trägerelement gebildet wird. Hinsichtlich der Kühleigenschaften liegen die Vorteile bei einzeln aufgeklebten Reibbelagstücken oder Pads darin, dass alle Nuten bis auf das Trägerelement, insbesondere das Trägerblech, reichen und somit auch mit dem Kühlmedium, insbesondere Kühlöl, in Kontakt stehen. Durch den direkten Wärmeübergang von Kühlöl zu Trägerelement kann zu- sätzlich zur Stahllamelle auch die thermische Masse des Trägerblechs genutzt werden, um das Temperaturniveau abzusenken. Nachteil dieser Bauart ist jedoch, dass durch die größeren Nutenquerschnitte, insbesondere bei hohen Drehzahlen, Luft einströmt, und die Nuten somit nicht mehr vollständig mit Kühlöl gefüllt werden können. Die daraus resultierende geringer benetzte Fläche reduziert die Wärmeabgabe an das Kühlöl. Was bei hohen Drehzahlen ein Nachteil darstellt, ist bei stehender Belaglamelle ein Vorteil, da das Reibpaket mit großen Nutquerschnitten einen geringen Durchflusswiderstand besitzt und so das Risiko verringert wird, dass sich eine größere Menge Kühlöl vor dem Reibpaket anstaut und anschließend an dem Reibpaket vorbeiströmt. Das vorbeiströmende Kühlöl trägt somit nicht zur Kühlung bei. Bei der Kombination der Kreisringsektoren mit geprägten Nuten und mit bis auf das Trägerelement reichenden Nuten können vorteilhaft die nachteiligen Wirkungen ausgeglichen werden, so dass nur die Vorteile zum Tragen kommen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kreisringsektoren in Umfangsrichtung so voneinander beabstandet sind, dass sich dazwischen jeweils eine radial verlaufende Nut mit einem Nutgrund ergibt, der von einem beziehungsweise dem Trägerelement gebildet wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist jeweils zwischen zwei Kreisringsektoren eine radial verlaufende Nut vorgesehen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können aber auch zwei, drei oder mehr Kreisringsektoren nicht voneinander beabstandet sein, so dass zwischen diesen Kreisringsektoren keine radial verlaufenden Nuten angeordnet sind.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Reiblamelle ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der Kreisringsektoren, in die der Reibbelag unterteilt ist, nicht größer als ein Produkt aus einem Innenradius der Reiblamelle in der Einheit Zentimeter mit der Zahl sechs ist. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen hat sich dieses Verhältnis im Hinblick auf eine Verbesserung der thermischen Kapazität der Reiblamellen als besonders vor- teilhaft erwiesen.

Die Aufgabe ist bei einer nasslaufenden Lamellenkupplung, mit Reiblamellen, die so ausgeführt sind wie die vorab beschriebene Reibelamelle und die jeweils ein Trägerelement umfassen, das eine Trägerelementdicke aufweist und an dem mindestens ein Reibbelag angebracht ist, der eine Reibbelagdicke aufweist, auch dadurch gelöst, dass ein Verhältnis der Reibbelagdicke zur Trägerelementdicke Werte zwischen 0,25 und 0,85 annimmt. Bei dem Trägerelement handelt es sich zum Beispiel um ein Trägerblech, das radial innen oder radial außen mit einer Verzahnung zur Darstellung einer drehfesten Verbindung mit einem Lamellenträger der Lamellenkupplung versehen ist. Als Trägerelementdicke wird eine Abmessung des Trägerelements in einer axialen Richtung bezeichnet. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse der Lamellenkupplung. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse. Analog bezieht sich der Begriff Reibbelagdicke auf eine Abmessung des Reibbelags in axialer Richtung. Die Reibbelagdicke variiert vorteilhaft zwischen 0,25 Millimeter und 0,6 Millimeter. Die Trägerblechdicke ergibt sich aus dem angegebenen Verhältnis Reibbelagdicke geteilt durch Trägerelementdicke und beträgt vorteilhaft zwischen 0,9 Millimeter und 0,7 Millimeter. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen haben sich bei Trägerelementen mit einer Trägerelementdicke von 0,9 Millimeter; 0,8 Millimeter, oder 0,7 Millimeter Reibbelagdicken von 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 und 0,65 Millimeter als besonders vorteilhaft erwiesen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement auf zwei voneinander abgewandten Seiten mit Reibbelägen versehen ist. Die Reibbeläge auf den voneinander abgewand- ten Seiten des Trägerelements haben vorteilhaft die gleiche Reibbelagdicke. Die Reibbeläge können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reiblamellen radial angeordnet und in axialer Richtung im Wechsel mit Gegenlamellen angeordnet sind. Die Gegenlamellen sind vorteilhaft als Stahllamellen ohne Reibbeläge ausgeführt. Der Begriff axial bezieht sich ebenfalls auf die Drehachse der Lamellenkupplung. Radial bedeutet quer zur Drehachse der Lamellenkupplung.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung als radiale Doppelkupplung mit radial verschachtelten Teilkupplungen ausgeführt ist. Hierbei sind die vorab beschrieben positiven Eigenschaften der Reiblamelle besonders effektiv.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung als axiale Doppelkupplung ausgeführt ist. Die axiale Doppelkupplung umfasst zwei als Lamellenkupplung ausgeführte Teilkupplungen, die in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Die Teilkupplungen sind in radialer Richtung überlappend angeordnet, also nicht verschachtelt. Daraus ergibt sich ein relativ großer axialer Bauraum, den die beiden Teilkupplungen in der axialen Doppelkupplung benötigen. Durch die Anwendung des beanspruchten Verhältnisses der Reibbelagdicke zur Trägerelementdicke kann auch mit relativ dünnen Reibbelägen eine ausreichende Funktionalität der Doppelkupplung si- chergestellt werden.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer nasslaufenden Lamellenkupplung, mit Reiblamellen, die jeweils ein Trägerelement umfassen, das eine Trägerelementdicke aufweist und an dem mindestens ein Reibbelag angebracht ist, der eine Reibbelagdi- cke aufweist, insbesondere bei einer vorab beschriebenen nasslaufenden Lamellenkupplung, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass der Reibbelag Reibbelagstücke umfasst, zwischen denen parallele Fluidkanäle ausgebildet sind. Die Reibbelagstücke haben in Umfangsrichtung vorteilhaft relativ geringe Abmessungen. Die parallelen Fluidkanäle sind besonders vorteilhaft tendenziell breiter und/oder tiefer als her- kömmliche Nuten ausgeführt. Dadurch kann, insbesondere bei der Verwendung von geringeren Reibbelagdicken, eine gleiche oder ähnliche Durchflussgeschwindigkeit wie bei herkömmlichen Lamellenkupplungen erreicht werden. Dadurch werden unerwünschte negative Einflüsse auf die Funktion der Lamellenkupplung, insbesondere in Form von Schleppmomenten, eines nicht ausreichenden Kühlverhaltens, oder in Form von Aufschwimmeffekten, vermieden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Reibbelagstücke durchgehend von radial innen nach radial außen erstrecken. Dadurch wird ein ungehinderter Durchfluss entlang des Trägerelements zwischen jeweils zwei Reibbelagstücken ermöglicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkanäle radial verlaufen. Der Begriff radial bezieht sich auf die Drehachse der Lamellenkupplung. Radial bedeutet quer zur Drehachse.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkanäle, bezogen auf eine Radiale, schräg oder geneigt angeordnet sind. Der Verlauf der Fluidkanäle ist vorteilhaft so geneigt, dass ein Fluid, zum Beispiel ein Kühlmittel oder Kühlöl, in Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Lamellen von der radialen Richtung abweicht, um Fluid, insbesondere Öl, gezielt auch in Umfangsrichtung zu verteilen. Dadurch kann im Vergleich zu einer rein radialen Anordnung der Fluidkanäle eine größere überströmte Fläche darge- stellt werden. Mit dem Winkel oder einer Krümmung der Fluidkanäle kann ein optimaler Komprom iss zwischen einem schnellen Durchströmen, das gut für niedrige

Schleppmomente ist, und einer möglichst großen überströmten Stahllamellenfläche erreicht werden, welche die Kühlwirkung verbessert. 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:

Figur 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer axialen Doppelkupplung mit zwei als Lamellenkupplungen ausgeführten Teilkupplungen;

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 mit zwei axial geschachtelten

Lamellenpaketen; Figur 3 eine Detailansicht einer Reiblamelle im Schnitt;

Figur 4 vereinfachte Darstellungen von verschiedenen Reibbelägen für die

Reiblamelle aus Figur 3 in der Draufsicht;

Figur 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 4 im Schnitt, wobei die

Darstellung nicht maßstäblich beziehungsweise unabhängig von Reibbelagdicke ist; und die Figuren 6 bis 10 weitere Darstellungen von Reibbelägen für die Reiblamelle aus

Figur 3 in der Draufsicht.

In Figur 1 ist eine axiale Doppelkupplung 10 mit zwei axial geschachtelten Teilkupplungen 1 , 2 vereinfacht dargestellt. Die Teilkupplungen 1 , 2 sind als nasslaufende La- mellenkupplungen ausgeführt. Nasslaufend bedeutet, dass den Lamellenkupplungen 1 , 2 zur Kühlung ein Kühlmedium, wie Kühlöl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird, zugeführt wird.

Die Lamellenkupplung 1 umfasst eine Nabe 3, die drehfest mit einer (nicht dargestell- ten) Getriebeeingangswelle verbindbar ist. Die Lamellenkupplung 2 umfasst eine Nabe 4, die drehfest mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) zweiten Getriebeeingangswelle verbindbar ist, die vorzugsweise als Hohlwelle ausgeführt ist.

Die beiden Lamellenkupplungen 1 , 2 umfassen ein gemeinsames Eingangsteil 5. Das Eingangsteil 5 ist drehfest mit einer (nicht dargestellten) Antriebswelle verbunden. Zwischen dem Eingangsteil 5 und der Nabe 3 der Lamellenkupplung 1 ist eine Lagereinrichtung 6 angeordnet. Eine weitere Lagereinrichtung 7 ist zwischen den beiden Naben 3, 4 der Lamellenkupplungen 1 , 2 angeordnet. Das Eingangsteil 5 der Doppelkupplung 10 ist drehfest mit einem gemeinsamen Au- ßenlamellenträger 8 für beide Lamellenkupplungen 1 , 2 verbunden. Der Außenlamel- lenträger 8 ist mit Hilfe einer Lagereinrichtung 9 relativ zu einem feststehenden Gehäuse drehbar gelagert. Das feststehende Gehäuse ist nur durch ein Symbol bei der Lagereinrichtung 9 angedeutet. Die Lamellenkupplung 1 umfasst einen Innenlamellenträger 1 1 , der drehfest mit der Nabe 3 verbunden ist. Die Lamellenkupplung 2 umfasst einen Innenlamellenträger 12, der drehfest mit der Nabe 4 verbunden ist. Durch eine strichpunktierte Linie 13 ist eine Drehachse der Doppelkupplung 10 angedeutet. Die Naben 3, 4 sind relativ zueinander und relativ zu dem Außenlamellenträger 8 um die Drehachse 13 drehbar.

An dem Außenlamellenträger 8 ist ein Abstützelement 15 befestigt, das sich von dem Außenlamellenträger 8 in Stufen radial nach innen erstreckt. Das Abstützelement 15 dient, unter Zwischenschaltung von Federelementen 17, 19, zur axialen Abstützung von Betätigungselementen 16, 18.

Das Betätigungselement 16 dient zum Betätigen der Lamellenkupplung 1 und erstreckt sich durch ein Lamellenpaket der Lamellenkupplung 2 hindurch. Das Betäti- gungselement 18 dient zum Betätigen der Lamellenkupplung 2.

Durch einen Pfeil 21 ist eine Betätigungskraft angedeutet, die über ein Betätigungslager 23 auf das Betätigungselement 16 zur Betätigung der Lamellenkupplung 1 aufgebracht wird. Durch einen Pfeil 22 ist eine Betätigungskraft angedeutet, die über ein Betätigungslager 24 auf das Betätigungselement 18 zur Betätigung der Lamellenkupplung 2 aufgebracht wird.

Wie durch die Pfeile 21 , 22 angedeutet ist, wird die in Figur 1 vereinfacht dargestellte axial geschachtelte nasse Doppelkupplung 10 von einer Seite, der in Figur 1 rechten Seite, mit einem Durchgriff zur Betätigung der Lamellenkupplung 1 betätigt. Bei solchen axialen Doppelkupplungen, bei denen die einzelnen Lamellenkupplungen 1 , 2 axial hintereinander angeordnet sind, ist die Dicke der einzelnen Lamellen von entscheidender Bedeutung, um mit dem axial zur Verfügung stehenden Bauraum auszukommen.

In der in Figur 2 dargestellten Teilansicht zu Figur 1 sieht man, dass die erste Lamellenkupplung 1 insgesamt sieben Außenlamellen 31 , 32 und insgesamt sechs Reiblamellen 33 umfasst. Die Außenlamellen 31 , 32 und die Reiblamellen 33 sind in einem Lamellenpaket im Wechsel so angeordnet, dass jeweils eine Reiblamelle 33 zwischen zwei Außenlamellen 31 , 32 angeordnet ist.

Die Lamellenkupplung 2 umfasst axial benachbart zu dem Lamellenpaket der Lamel- lenkupplung 1 ein Lamellenpaket mit insgesamt sieben Außenlamellen 41 , 42 und sechs Reiblamellen 43. Die Außenlamellen 41 , 42 sind im Wechsel mit den Reiblamellen 43 in dem in Figur 2 rechten Lamellenpaket der Lamellenkupplung 2 genauso angeordnet wie die Lamellen in dem in Figur 2 linken Lamellenpaket der Lamellenkupplung 1 .

Die Außenlamellen 31 , 32 und 41 , 42 der Lamellenkupplungen 1 , 2 sind als Stahllamellen ausgeführt. Durch die benötigte Wärmekapazität der Stahllamellen ergibt sich bei deren Dicke eine untere Grenze, welche abhängig von den Anforderungen an die jeweilige Kupplung, insbesondere im Hinblick auf den Energieeintrag, nicht unter- schritten werden kann, da ansonsten die im Betrieb der Lamellenkupplungen 1 , 2 auftretenden Temperaturen zu hohe Werte annehmen würden.

Ebenso sind durch die Maßhaltigkeit, insbesondere die Ebenheit in Folge Wellung/Topfung, Grenzen gegeben, zum Beispiel beim Handling der Teile in der Monta- ge, insbesondere im Hinblick auf eine Anfälligkeit hinsichtlich versehentlichem Verbiegen, oder der Steifigkeit der Lamellen, welche Einfluss auf die Pressungsverteilung im Lamellenpaket hat.

Die Außenlamellen 31 , 32; 41 , 42 der Lamellenkupplungen 1 ; 2 sind mit Außenver- zahnungen versehen, die zur Darstellung einer drehfesten Verbindung mit dem gemeinsamen Außenlamellenträger 8 dienen. Die Reiblamellen 33; 43 der Lamellenkupplungen 1 ; 2 sind mit Innenverzahnungen ausgestattet, die zur Darstellung einer drehfesten Verbindung mit dem zugehörigen Innenlamellenträger 1 1 ; 12 dienen. In Figur 3 ist die Reiblamelle 33 aus Figur 2 vergrößert im Querschnitt dargestellt. Die Reiblamelle 33 umfasst ein Trägerelement 50, das auf zwei voneinander abgewandten Seiten mit Reibbelägen 51 , 52 ausgestattet ist. Die Reibbeläge 51 , 52 können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Bei den Reibbelägen 51 , 52 handelt es sich vorzugsweise um Papierbeläge. Die Papierbeläge 51 , 52 sind stoffschlüssig, zum Beispiel durch Kleben, fest mit dem Trägerelement 50 verbunden. Durch Pfeil 53, 54 ist eine Dicke des Reibbelages 52 bezeichnet.

Das Trägerelement 50 ist zum Beispiel als Trägerblech 55 mit einer definierten Dicke ausgeführt, wie durch Pfeile 56, 57 angedeutet ist. Radial innen ist das Trägerblech 55 vorteilhaft mit einer Innenverzahnung ausgestattet, die zur drehfesten Verbindung mit dem Innenlamellenträger (1 1 in Figur 2) der Lamellenkupplung dient.

Wie für die Stahllamellen, also die Außenlamellen 31 , 32; 41 , 42, gelten für die Trägerelemente 50, insbesondere Trägerbleche 55, ebenfalls untere Grenzen für die Dicke, insbesondere im Hinblick auf eine Flächenpressung im Zahnkontakt. Die Belagstärke oder Dicke 53, 54 des Reibbelags 52 hat darüber hinaus Einfluss auf die im Betrieb auftretenden Schleppmomente. Außerdem ist die Belagstärke oder Belagdicke 53, 54 des Reibbelags 52 ein entscheidender Parameter für eine im Betrieb der Lamellenkupplung auftretende Ölströmung durch Belagnuten hindurch.

Die Ölströmung von radial innen nach radial außen ist bei Lamellenkupplungen prin- zipbedingt und ist die Folge der Trägheit des Öls beziehungsweise der Rotation der Kupplungsbauteile, welche das Öl mitnehmen und in eine Drehbewegung versetzen. Das Öl ist dabei Teil eines tribologischen Systems, das auch als Tribosystem bezeichnet wird, der Lamellenkupplung zusammen mit dem Reibbelag, der üblicherweise aus Papier gebildet ist, und der Gegenlamellen oder Außenlamellen, die übli- cherweise als Stahllamellen ausgeführt sind.

Herkömmliche Reibbeläge haben zum Beispiel eine Dicke von 0,75 Millimeter. Um axialen Bauraum einzusparen, ist es möglich, die Reibbelagdicke, insbesondere Papierstärke, zu verringern, wenn im Gegenzug das Nutdesign oder Belagmuster der Nut dahingehend verändert wird, dass tendenziell breitere und/oder tiefere Nuten vorgesehen werden, um die Durchflussquerschnitte nicht wesentlich einzuschränken, da dies wiederum negativen Einfluss auf die Funktion der Lamellenkupplung haben könnte, insbesondere im Hinblick auf Schleppmomente, Kühlverhalten, Aufschwimmeffekte und Reibwertverhalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden Versuche und Untersuchungen durchgeführt, wie ein optimales Verhältnis von der einseitigen Belagstärke, insbesondere der Reibbelagdicke 53, 54, zur Dicke 56, 57 des Trägerblechs 55 optimiert wer- den kann. Dabei hat sich ergeben, dass ein Verhältnis von der Reibbelagdicke 53, 54 zur Trägerblechdicke 56, 57 von 0,25 bis 0,85 optimal ist. In konkreten Anwendungsfällen kann durch dieses Verhältnis erreicht werden, dass eine Doppelkupplung in einem zur Verfügung stehenden Bauraum realisiert werden kann. Durch Einhaltung des optimalen Verhältnisses kann, abhängig von der Anzahl der Lamellen, in der Summe Bauraum von mehreren Millimetern eingespart werden.

In den Figuren 4 und 5 ist ein Ausschnitt eines Trägerelements 60 in der Draufsicht und im Schnitt dargestellt. Bei dem Trägerelement 60 handelt es sich zum Beispiel um ein Trägerblech, wie es in Figur 3 mit 55 bezeichnet ist. Auf dem Trägerelement 60 sind zur Darstellung einer Reibbelagnutung Reibbelagstücke 61 bis 66; 71 bis 74 und 80 aufgebracht. Die Reibbelagstücke 61 bis 66; 71 bis 74 und 80 sind vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Kleben, fest mit dem Trägerelement 60 verbunden.

Die Reibbelagstücke 61 bis 63 sind im Wesentlichen rautenförmig ausgebildet. Die Reibbelagstücke 64 bis 66 sind im Wesentlichen dreieckig ausgebildet. Dabei sind die Reibbelagstücke 61 bis 66 mit abgerundeten Kanten versehen.

Zwischen den Reibbelagstücken 61 bis 66 sind parallele Fluidkanäle ausgebildet. Die Fluidkanäle werden von dem Trägerelement 60 und den Reibbelagstücken 61 bis 66 begrenzt und verlaufen parallel zueinander. Die Fluidkanäle werden auch als Nuten bezeichnet.

Hinsichtlich des Nutdesigns ist prinzipiell sicherzustellen, dass genügend Durchflussquerschnitt für den benötigten Kühlölvolumenstrom dargestellt wird, damit dieser durch das Lamellenpaket hindurch strömen kann und nicht vorbeifließt oder sich aufstaut und ein unerwünschtes Aufschwimmen der Reibbeläge begünstigt.

In Figur 4 sind beispielhaft verschiedene Nutdesigns gezeigt. Das Reibbelagstück 80 ist relativ groß und mit einem geprägten Nutmuster 81 versehen, das als Waffelmuster bezeichnet wird. Gegenüber dem Waffelmuster 81 mit großen Reibbelagstücken, die auch als Einzelpads bezeichnet werden, bei denen das Waffelmuster lediglich geprägt ist, das heißt, die Waffelnuten nur eine geringe Nuttiefe aufweisen, ist bei der Verwendung von sehr dünnen Reibbelägen ein Nutdesign mit kleineren beziehungsweise schmaleren Reibbelagstücken oder Einzelpads zu bevorzugen. Dabei muss nicht notwendigerweise eine Überprägung stattfinden, da die Einzelpads schon eine genügend kleine Fläche aufweisen und die Zwischenbereiche/Nuten von ihrer Tiefe her stets bis auf das Trägerelement 60 herunterreichen. Somit kann der Durchflussquerschnitt des Öls trotz dünnerem Belag beibehalten werden, und zwar vorteilhaft bei gleichzeitig unverändertem Nutanteil. Als Nutanteil wird der Anteil der gesamten Kreisringfläche der Reibbeläge bezeichnet, welcher Nuten aufweist beziehungsweise nicht mit der Stahllamelle in Kontakt tritt. Da die Flächenpressung im Reibkontakt Reibbelag zu Stahllamellen nicht beliebig erhöht werden kann, muss der Nutanteil auch bei dünneren Reibbelägen annähernd beibehalten werden. Ansonsten wäre eine unerwünschte Temperaturerhöhung im Reibkontakt die Folge, oder die Kreisringfläche müsste vergrößert werden, was wiederum Nachteile bezüglich des radialen Bauraums mit sich bringen würde.

Das mit den Reibbelagstücken 61 bis 66 gebildete Nutmuster wird auch als Regenrei- fen-Muster bezeichnet. Dieses Regenreifen-Muster hat sich in Kombination mit dem beanspruchten Verhältnis der Reibbelagdicke zur Trägerblechdicke von 0,25 bis 0,85 als vorteilhaft erwiesen.

Alternativ hat sich ein Nutmuster mit den schmaleren Reibbelagstücken 70 bis 74 als vorteilhaft erwiesen. Dabei kann der Verlauf der Nutung beziehungsweise der Pads oder Reibbelagstücke 71 bis 74 auch von der radial nach außen weisenden Richtung abweichen und beispielsweise geneigt sein.

Die Neigung zur radialen Richtung ist vorteilhaft abhängig von einer Drehrichtung der Lamellen. Durch die entsprechende Neigung kann Öl gezielt auch in Umfangsrichtung verteilt werden, um durch eine größere überströmte Fläche eine verbesserte Kühlleistung zu erzielen. In den Figuren 6 bis 10 sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Reibbelägen 90; 1 10; 130; 140; 160 für eine Reiblamelle dargestellt, wie sie in Figur 3 dargestellt und mit 33 bezeichnet ist. Der Reibbelag hat die Gestalt eines Kreisrings mit einem Innen- radius und einem Außenradius. Das Trägerelement (55 in Figur 3) der Reiblamelle (33 in Figur 3) kann auf beiden Seiten jeweils den gleichen Reibbelag 90; 1 10; 130; 140; 160 aufweisen. Es können aber auch unterschiedliche Reibbeläge 90; 1 10; 130; 140; 160 auf den Seiten des Trägerelements (55 in Figur 3) angeordnet sein. Die unterschiedlichen Reibbeläge 90; 1 10; 130; 140; 160 sind über ihren gesamten Umfang in Kreisringsektoren 91 bis 95 unterteilt. Durch Kreisringsektoren 96, 97 mit drei Punkten ist angedeutet, dass sich die in den Figuren 6 bis 10 gezeigte Anordnung der Kreisringsektoren 91 bis 95 über den gesamten Umfang des Reibbelags 90; 1 10; 130; 140; 160 fortsetzt.

Die Kreisringsektoren 91 bis 95 haben alle die gleiche Gestalt und die gleiche Größe. Zwischen zwei Kreisringsektoren 91 , 92; 92, 93; 93, 94; 94, 95 ist jeweils eine radial verlaufende Nut 101 , 102, 103, 104 angeordnet. Die Nuten 101 bis 104 erstrecken sich bis auf das Trägerelement (55 in Figur 3).

Durch Großbuchstaben A, B, A, B, A ist in den Figuren 6 bis 9 angedeutet, dass die Kreisringsektoren 91 bis 95 in Umfangsrichtung alternierend unterschiedliche Nutmuster aufweisen. Somit können beliebige Nutmuster oder Nutdesigns beziehungsweise Belagdesigns A und B miteinander kombiniert werden.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Reibbelag 1 10 weisen die Kreisringsektoren 91 , 93, 95 das Nutmuster A auf. Das Nutmuster oder Nutdesign A wird in Figur 7 von jeweils drei Reibbelagstücken 1 1 1 , 1 12, 1 13 gebildet. Die Reibbelagstücke 1 1 1 bis 1 13 sind so gestaltet und angeordnet, dass sich ein Nutmuster 1 14 mit Nuten ergibt, die sich bis auf das Trägerelement oder Trägerblech (55 in Figur 3) erstrecken. Das Nutmuster 1 14 wird auch Regenreifendesign bezeichnet.

Die Kreisringsektoren 92, 94 umfassen jeweils nur ein Reibbelagstück oder Päd 1 15 mit einem geprägten Nutmuster 1 16. Das geprägte Nutmuster 1 16 kann als Mikro- Waffel-Design bezeichnet werden. Die Nuten in dem Nutmuster 1 16 sind nur geprägt und erstrecken sich nicht bis auf das Trägerelement.

Bei dem in Figur 8 dargestellten Reibbelag 130 ist das Nutmuster 1 16 aus Figur 7 mit einem in jeweils ein Reibbelagstück 135 geprägten Nutmuster 136 kombiniert. Das Nutmuster 136 wird auch als Waffeldesign bezeichnet. Das Waffeldesign 136 umfasst deutlich größere Rechtecke als das Mikro-Waffel-Design 1 16.

Bei dem in Figur 9 dargestellten Reibbelag 140 ist das Regenreifendesign 1 14 aus Fi- gur 7 mit einem Nutmuster 145 in den Kreisringsektoren 92, 94 kombiniert. Das Nutmuster 145 wird von Reibbelagstücken 141 bis 144 gebildet, die im Wesentlichen die Gestalt von Kreisringsektoren aufweisen, die allerdings in Umfangsrichtung nur eine kleine Ausdehnung aufweisen. Zwischen jeweils zwei Reibbelagstücken 141 , 142; 142, 143; 143, 144 ist jeweils eine Radialnut ausgespart. Die Radialnuten erstrecken sich, wie die den Kreisringsektoren 92 und 94 benachbarten Radialnuten 101 , 102 und 103, 104, bis auf das Trägerelement.

In Figur 10 ist angedeutet, dass die Kreisringsektoren 91 , 92; 93, 94; und so weiter auch paarweise die gleichen Nutmuster A, A; B, B aufweisen können. Für die Nutmus- ter A kann zum Beispiel das Nutmuster 1 14 oder 1 16 verwendet werden. Für die Nutmuster B kann zum Beispiel das Nutmuster 136 oder 145 verwendet werden.

Die Reibbeläge 90; 1 10; 130; 140; 160 haben zum Beispiel eine Belagstärke von 0,5 oder 0,8 Millimeter. Jeder Reibbelag 90; 1 10; 130; 140; 160 umfasst mindestens vier Kreisringsektoren 91 bis 95. Eine maximale Anzahl der Kreisringsektoren 91 bis 95 hängt vom Radius, insbesondere vom Innenradius, der Reibbeläge 90; 1 10; 130; 140; 160 ab. Die Kreisringsektoren 91 bis 95 haben in Umfangsrichtung vorteilhaft eine Ausdehnung von mindestens zehn Millimeter. Bezuqszeichenliste Lamellenkupplung

Lamellenkupplung

Nabe

Eingangsteil

Lagereinrichtung

Außenlamellenträger

Lagereinrichtung

Doppelkupplung

Innenlamellenträger

Drehachse

Abstützelement

Betätigungselement

Federelement

Betätigungselement

Federelement

1 Pfeil

Pfeil

3 Betätigungslager

4 Betätigungslager

1 Außenlamelle

2 Außenlamelle

3 Reiblamelle

1 Außenlamelle

2 Außenlamelle

3 Reiblamelle

0 Trägerelement

1 Reibbelag

2 Reibbelag Pfeil

Pfeil

Trägerblech Pfeil

Pfeil

Trägerelement Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Nutmuster Reibbelag Kreisringsektor Kreisringsektor Kreisringsektor Kreisringsektor Kreisringsektor Nut

Nut

Reibbelag Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Nutmuster Reibbelagstück 116 Nutmuster 30 Reibbelag

135 Reibbelagstück

136 Nutmuster

140 Reibbelag

141 Reibbelagstück

142 Reibbelagstück

143 Reibbelagstück

144 Reibbelagstück

145 Nutmuster 160 Reibbelag

Claims

Patentansprüche

Reiblamelle (33;43) mit Reibbelagstücken (71 -74; 1 1 1 -1 13; 135;141 -144), die einen Reibbelag (51 ,52;90; 1 10; 130; 140; 160) darstellen, insbesondere für eine nasslaufende Lamellenkupplung (1 ,2), dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (90; 1 10; 130; 140; 160) in mindestens vier Kreisringsektoren (91 -95) unterteilt ist, von denen mindestens zwei Kreisringsektoren (91 -95) unterschiedliche Nutmuster (1 14, 1 16,136,145) aufweisen.

Reiblamelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (90; 1 10; 130; 140; 160) mindestens zwei Arten von Kreisringsektoren (91 -95) mit unterschiedlichen Nutmustern (1 14, 1 16,136,145) aufweist.

Reiblamelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Arten von Kreisringsektoren (91 -95) mit unterschiedlichen Nutmustern (1 14, 1 16, 136, 145) in Umfangsrichtung alternierend (Α, Β,Α,Β... ) angeordnet sind.

Reiblamelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens zwei benachbarte Kreisringsektoren (91 -95) das gleiche Nutmuster (1 14, 1 16, 136, 145) aufweisen.

Reiblamelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Arten von Kreisringsektoren (91 -95) mit unterschiedlichen Nutmustern

(1 14, 1 16, 136, 145) in Umfangsrichtung paarweise alternierend (Α,Α,Β,Β... ) angeordnet sind.

Reiblamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisringsektoren (91 -95) alle die gleiche Gestalt und Größe aufweisen.

Reiblamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Art von Kreisringsektoren (91 -95) ein geprägtes Nutmuster (1 16, 136) aufweist.

Reiblamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Art von Kreisringsektoren (91 -95) Reibbelag- stücke (1 1 1 -1 13; 141 -144) umfasst, die so voneinander beabstandet sind, dass sich ein Nutmuster (1 14, 1 15) mit Nuten ergibt, deren Nutgrund von einem Trägerelement (55,60) gebildet wird.

Reiblamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisringsektoren (91 -95) in Umfangsrichtung so voneinander beabstandet sind, dass sich dazwischen jeweils eine radial verlaufende Nut (101 -104) mit einem Nutgrund ergibt, der von einem beziehungsweise dem Trägerelement (55,60) gebildet wird.

0. Reiblamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der Kreisringsektoren (91 -95), in die der Reibbelag (90; 1 10;130;160) unterteilt ist, nicht größer als ein Produkt aus einem Innenradius der Reiblamelle (33;43) in der Einheit Zentimeter mit der Zahl sechs ist.