DE102024114876A1 - Multi-plate clutch and friction plate for this - Google Patents
Multi-plate clutch and friction plate for thisInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung (1) und eine Reiblamelle (7) für diese zum nassen Betrieb mittels eines Fluids mit einem um eine Drehachse (d) der Lamellenkupplung (1) angeordneten und zur Bildung eines Reibschlusses axial belastbaren Lamellenpaket (6) aus abwechselnd axial geschichteten Reiblamellen (7) und Gegenlamellen (8), wobei die Reiblamellen (7) mit einem ersten und die Gegenlamellen (8) mit einem zweiten Lamellenträger (2, 3) drehfest verbunden sind und jeweils ein Lamellenträger (2, 3) einem Eingangsteil und der andere Lamellenträger (2, 3) einem Ausgangsteil der Lamellenkupplung (1) zugeordnet sind, wobei die Reiblamellen (7) eine Trägerscheibe (11) mit beidseitig angeordneten Reibsegmenten (12) enthalten. Um eine derartige Lamellenkupplung (1) schleppmomentarm und kostengünstig herstellen zu können, sind über den Umfang verteilt vier bis acht, bevorzugt sechs Reibsegmente (12) mit an ihren umfangsseitigen Enden axial ausgebildeten ersten Anprägungen (13) vorgesehen und die ersten Anprägungen (13) bilden mittels die Reibsegmente (12) zueinander in Umfangsrichtung beabstandenden Radialspalten (15) einen erweiterten Durchtrittsraum (19) für das Fluid. The invention relates to a multi-plate clutch (1) and a friction plate (7) for this clutch for wet operation by means of a fluid with a plate pack (6) arranged about a rotational axis (d) of the multi-plate clutch (1) and axially loadable to form a frictional connection, consisting of alternately axially layered friction plates (7) and counter plates (8), wherein the friction plates (7) are rotationally fixed to a first and the counter plates (8) are connected to a second plate carrier (2, 3) and each plate carrier (2, 3) is assigned to an input part and the other plate carrier (2, 3) to an output part of the multi-plate clutch (1), wherein the friction plates (7) include a carrier disk (11) with friction segments (12) arranged on both sides. In order to manufacture such a lamellar coupling (1) with low drag torque and in a cost-effective manner, four to eight, preferably six, friction segments (12) are provided distributed around the circumference with first impressions (13) formed axially at their circumferential ends and the first impressions (13) form an enlarged passage space (19) for the fluid by means of radial gaps (15) which space the friction segments (12) apart from each other in the circumferential direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung und eine Reiblamelle für diese zum nassen Betrieb mit einem um eine Drehachse der Lamellenkupplung angeordneten und zur Bildung eines Reibschlusses axial belastbaren Lamellenpaket aus abwechselnd axial geschichteten Reiblamellen und Gegenlamellen, wobei die Reiblamellen mit einem ersten und die Gegenlamellen mit einem zweiten Lamellenträger drehfest verbunden sind und ein erster Lamellenträger einem Eingangsteil und der andere Lamellenträger einem Ausgangsteil der Lamellenkupplung zugeordnet sind, wobei die Reiblamellen eine Trägerscheibe mit beidseitig angeordneten Reibsegmenten enthalten.The invention relates to a multi-plate clutch and a friction plate for this for wet operation with a plate pack arranged around a rotational axis of the multi-plate clutch and axially loadable to form a frictional connection, consisting of alternately axially layered friction plates and counter plates, wherein the friction plates are rotationally fixed to a first and the counter plates to a second plate carrier, and a first plate carrier is assigned to an input part and the other plate carrier to an output part of the multi-plate clutch, wherein the friction plates include a carrier disc with friction segments arranged on both sides.
Die Druckschriften
Innerhalb zumindest eines Teils der Reibsegmente sind in vielfältiger Weise Anprägungen zur Ausbildung von Fluidpfaden insbesondere bei geschlossener Lamellenkupplung, wenn mehrere abwechselnd mit Gegenlamellen zu einem Lamellenpaket geschichtete Reiblamellen axial vorgespannt sind, vorgesehen. Die Fluidpfade korrespondieren dabei teilweise mit Fluidöffnungen im zugehörigen Lamellenträger der Lamellenkupplung und/oder in der Trägerscheibe, um einen verbesserten Fluidfluss über das Lamellenpaket zu erzielen.Within at least a portion of the friction segments, various indentations are provided to form fluid paths, particularly when the multi-plate clutch is closed and several friction plates are axially pre-tensioned, alternating with counter plates to form a plate pack. These fluid paths partially correspond to fluid openings in the associated plate carrier of the multi-plate clutch and/or in the carrier disc to achieve improved fluid flow across the plate pack.
Die diese Reiblamellen enthaltenden Lamellenkupplungen werden beispielsweise in hybridischen oder rein elektrischen Antriebssträngen als sogenannte Separatorkupplungen eingesetzt, die zwei Elektromaschinen oder eine Antriebseinheit aus Brennkraftmaschine und Elektromaschine und eine weitere Elektromaschine miteinander verbinden und trennen. Hierbei ist für die Qualität der Steuerung des Antriebstrangs von wesentlicher Bedeutung, dass die Lamellenkupplung ein geringes Lastmoment im geöffneten Zustand aufweist und während Schaltvorgängen dieser insbesondere bei hohen Drehzahlen ein exaktes Lastmomentverhalten auftritt.The multi-plate clutches containing these friction plates are used, for example, in hybrid or purely electric powertrains as so-called separator clutches, which connect and disconnect two electric motors or a drive unit consisting of an internal combustion engine and an electric motor with another electric motor. For the quality of the powertrain control, it is essential that the multi-plate clutch exhibits a low load torque in the open state and that precise load torque behavior occurs during switching operations, especially at high speeds.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Lamellenkupplung und der Reiblamellen für diese. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine Lamellenkupplung und Reiblamellen für diese vorzuschlagen, welche einerseits kostengünstig herzustellen und andererseits mit geringen Schleppmomenten betreibbar sind.The object of the invention is the further development of a multi-plate clutch and the friction plates for it. In particular, the object of the invention is to propose a multi-plate clutch and friction plates for it which are, on the one hand, cost-effective to manufacture and, on the other hand, can be operated with low drag torques.
Die Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale der Gegenstände der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Die von den Ansprüchen 1 und 3 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 3 wieder.The problem is solved by combining the features of the subject matter of claims 1 and 3. The dependent claims describe advantageous embodiments of the subject matter of claims 1 and 3.
Die vorgeschlagene Lamellenkupplung ist für einen nassen Betrieb, beispielsweise gekühlt mit einem Fluid wie Öl, ATF oder dergleichen vorgesehen. In bevorzugter Weise wird die vorgeschlagene Lamellenkupplung als Trennkupplung wie Separatorkupplung in einem hybridischen oder rein elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, wobei die Verbindung und Trennung zweier Elektromaschinen vorgesehen ist, die insbesondere bei hohen Drehzahlen miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Die Lamellenkupplung ist um eine Drehachse angeordnet und enthält einen eingangsseitigen und einen ausgangsseitigen Lamellenträger mit jeweils einem axialen, beispielsweise topfförmigen Ansatz. Radial zwischen diesen Ansätzen ist ein Lamellenpaket aus axial abwechselnd geschichteten Reiblamellen und Gegenlamellen angeordnet, wobei die Gegenlamellen und die Reiblamellen jeweils drehfest beziehungsweise drehschlüssig beispielsweise unter Ausbildung entsprechender Profilierungen wie beispielsweise Verzahnungen in einen Lamellenträger eingehängt sind und das Lamellenpaket bilden. Ein Reibschluss der Lamellenkupplung und damit eine Übertragung von Drehmoment erfolgt durch axiale Beaufschlagung des Lamellenpakets und somit Verspannen der Gegen- und Reiblamellen gegeneinander.The proposed multi-plate clutch is designed for wet operation, for example, cooled with a fluid such as oil, ATF, or the like. Preferably, the proposed multi-plate clutch is used as a disconnect clutch, similar to a separator clutch, in a hybrid or purely electric powertrain of a motor vehicle, connecting and disconnecting two electric motors, particularly at high speeds. The multi-plate clutch is arranged around a rotational axis and includes an input-side and an output-side plate carrier, each with an axial, for example, cup-shaped projection. Radially between these projections, a plate pack is arranged, consisting of axially alternating friction plates and counter plates. The counter plates and the friction plates are each rotationally fixed or interlocked, for example, by forming appropriate profiles such as toothed sections, within a plate carrier, thus forming the plate pack. Frictional engagement of the multi-plate clutch, and thus the transmission of torque, is achieved by axially acting upon the plate pack, thereby clamping the counter-plates and friction plates against each other.
In bevorzugter Weise sind die Gegenlamellen aus Metallscheiben wie Metallringen mit Reibflächen ausgebildet, während die Reiblamellen eine Trägerscheibe mit beidseitig angeordneten Reibsegmenten enthalten. Die beiden axialen Ansätze der Lamellenträger sind dabei in bevorzugter Weise radial übereinander angeordnet und weisen aufeinander zeigende Profilierungen wie beispielsweise angeformte Verzahnungen auf, wobei in bevorzugter Weise die Reiblamellen in dem radial inneren Ansatz drehfest aufgenommen sind und daher eine Innenverzahnung aufweisen, während die in den radial äußeren Ansatz eingehängten Gegenlamellen eine Außenverzahnung aufweisen. Es versteht sich, dass in umgekehrter Ausbildung die Reiblamellen in den radial äußeren Ansatz des zugehörigen Lamellenträgers eingehängt sein und eine Außenverzahnung aufweisen können.Preferably, the counter-lamellae are formed from metal discs, such as metal rings with friction surfaces, while the friction lamellae comprise a carrier disc with friction segments arranged on both sides. The two axial projections of the lamella carrier are preferably arranged radially one above the other and have mutually facing profiles, such as molded-on teeth. Preferably, the friction lamellae are rotationally fixed in the radially inner projection and therefore have internal teeth, while the counter-lamellae suspended in the radially outer projection have external teeth. It is understood that, conversely, the friction lamellae can be suspended in the radially outer projection of the associated lamella carrier and have external teeth.
Die störungsfreie Übertragung des Drehmoments bei geschlossener Lamellenkupplung sowie eine Verringerung des Schleppmoments bei sich öffnender oder geöffneter Lamellenkupplung ist von einer Vielzahl von Parametern, insbesondere der Ausbildung wie Form und Material der Reibsegmente und temperaturabhängen Eigenschaften des Fluids abhängig.The trouble-free transmission of torque when the multi-plate clutch is closed, as well as a reduction of drag torque when the multi-plate clutch is opening or open, depends on a variety of parameters, in particular the design such as shape and material of the friction segments and temperature-dependent properties of the fluid.
Um die Lamellenkupplung kostengünstig und bezüglich von Schleppmomenten optimiert auszubilden, sind die Reiblamellen mit einer Kombination aus mehreren Merkmalen versehen, die in der Summe das Schleppmoment verbessern ohne eine kostengünstige Herstellung zu vernachlässigen. Hierzu werden vergleichsweise wenige, nämlich vier bis acht, bevorzugt sechs Reibsegmente jeweils auf einer Seite der bevorzugt ringförmig aus Blech hergestellten Trägerscheibe aufgebracht, beispielsweise mit dieser verklebt. Die Reibsegmente sind aus Reibmaterial beispielsweise Papier hergestellt.To design the multi-plate clutch cost-effectively and with optimized drag torque, the friction plates are equipped with a combination of several features that, in total, improve the drag torque without compromising cost-effective manufacturing. For this purpose, a relatively small number of friction segments, namely four to eight, preferably six, are applied to each side of the carrier disc, which is preferably ring-shaped and made of sheet metal, for example, bonded to it. The friction segments are made of friction material, for example, paper.
Unter Papier ist im Sinne der Erfindung faserartiges, beispielsweise zumindest teilweise Aramidfasern enthaltendes Material mit gegebenenfalls beigefügten Zusatzstoffen beispielsweise zur Erhöhung des Reibwertes, der Elastizität, der Temperaturfestigkeit und/oder dergleichen zu verstehen, welches beispielsweise in einer Pulpe aufgeschlämmt und zu Halbzeug wie beispielsweise Platten, Rollen oder dergleichen heißdampfverpresst ist. Die Reibsegmente können hierbei aus dem Halbzeug ausgestanzt sein.For the purposes of the invention, "paper" is understood to mean fibrous material, for example containing at least some aramid fibers, with optionally added additives, for example to increase the coefficient of friction, elasticity, temperature resistance, and/or the like, which is, for example, suspended in a pulp and steam-pressed into semi-finished products such as sheets, rolls, or the like. The friction segments may be die-cut from the semi-finished product.
Durch die Verringerung der Anzahl der Reibsegmente kann zum einen die Positionierung und Aufbringung der Reibsegmente auf die Trägerscheibe und damit der Montageaufwand und dessen Kosten verringert werden, zum anderen kann infolge des größeren Erstreckungswinkels der einzelnen Reibsegmente beispielsweise von 45° bis 90°, bevorzugt 60° eine verbesserte, auf die Verringerung von Schleppmomenten bei sich öffnender oder geöffneter Lamellenkupplung abgestellte Ausbildung von Reibflächenstrukturen auf der Reibfläche der Reibsegmente vorgesehen werden. Zudem sind in bevorzugter Weise beidseitig an den umfangsseitigen Enden axial ausgebildete erste Anprägungen vorgesehen, wobei die Reibsegmente mittels Radialspalten zueinander in Umfangsrichtung beabstandet sind. Die Radialspalte dienen dem Durchfluss von Fluid zur Kühlung des Lamellenpakets, wobei der Zu- beziehungsweise Abfluss von Fluid von den ersten Anprägungen unterstützt wird, so dass insbesondere bei sich öffnender Lamellenkupplung das Fluid schnell abfließen und die durch dieses bedingte Schleppmomente minimiert werden.Reducing the number of friction segments simplifies both the positioning and application of the friction segments to the carrier disc, thereby reducing assembly effort and costs. Furthermore, the larger extension angle of the individual friction segments, for example from 45° to 90°, preferably 60°, allows for improved friction surface structures on the friction surface of the friction segments, specifically designed to reduce drag torques when the multi-plate clutch is opening or fully open. In addition, axially formed first indentations are preferably provided on both sides at the circumferential ends, with the friction segments spaced apart from each other circumferentially by radial gaps. These radial gaps facilitate the flow of fluid for cooling the multi-plate assembly. The inflow and outflow of fluid are supported by the first indentations, ensuring that, particularly when the multi-plate clutch is opening, the fluid flows away quickly and the resulting drag torques are minimized.
Hierbei hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn zumindest der die Reiblamellen drehfest aufnehmende axiale Ansatz des zugehörigen Lamellenträgers zumindest an einem Teil der Umfänge der Radialspalte Öffnungen aufweist. Durch diese Öffnungen wird das Fluid zu- beziehungsweise abgeführt.It has proven advantageous if at least the axial projection of the associated lamella carrier, which holds the friction lamellae in a rotationally fixed manner, has openings at least on a portion of the circumference of the radial gaps. The fluid is supplied and discharged through these openings.
Die Aufgabe wird auch durch eine Reiblamelle für die vorgeschlagene Lamellenkupplung gelöst, indem eine Trägerscheibe beidseitig angeordnete Reibsegmente enthält, wobei über den Umfang verteilt vier bis acht, bevorzugt sechs Reibsegmente mit an ihren umfangsseitigen Enden axial ausgebildeten ersten Anprägungen vorgesehen sind und die Reibsegmente mittels Radialspalten zueinander in Umfangsrichtung beabstandet sind. Diese Merkmalskombination erlaubt bei Reiblamellen eine kostengünstige Herstellung und eine Schleppmomentoptimierung, da einerseits eine geringe Anzahl von Bauteilen zu verarbeiten ist und andererseits infolge des weiten Erstreckungswinkels Anprägungen insbesondere an den umfangsseitigen Abschlüssen möglich sind, die sich über einen weiten Winkel in Umfangsrichtung erstrecken können. Gegenüber einem einteilig ringförmigen Reibsegment ergibt sich die Möglichkeit, zwischen den einzelnen Reibsegmenten ausreichend dimensionierte Radialspalte vorzusehen. Außerdem ist eine wesentliche Materialersparnis möglich, da ein Stanzausbruch innerhalb eines ringförmigen Reibsegments entfällt. Vielmehr können die Reibsegmente nahezu lückenlos und materialsparend entlang in einem platten- band- oder rollenförmigen Halbzeug aneinander angeordnet werden. Die Anprägungen können beispielsweise bereits während einer Herstellung des Papiers als Halbzeug in einem Heißpressverfahren vorgesehen werden, indem beispielsweise eine entsprechend profilierte Pressrolle oder eine entsprechend profilierte Pressplatte verwendet wird und nach dem Erkalten des so hergestellten Halbzeugs die Reibsegmente beispielsweise ausgestochen, ausgestanzt, ausgeschnitten oder in ähnlicher Weise vereinzelt werden.The problem is also solved by a friction plate for the proposed multi-plate clutch, in which a carrier disc contains friction segments arranged on both sides. Four to eight, preferably six, friction segments are distributed around the circumference, each with axially formed first indentations at its circumferential ends, and the friction segments are spaced apart from each other circumferentially by radial gaps. This combination of features allows for cost-effective manufacturing and optimization of the drag torque in friction plates, since, on the one hand, a small number of components need to be processed, and on the other hand, the wide extension angle allows for indentations, particularly at the circumferential ends, that can extend over a wide angle in the circumferential direction. Compared to a single-piece, annular friction segment, this design allows for sufficiently dimensioned radial gaps between the individual friction segments. Furthermore, significant material savings are possible because a punching cutout within an annular friction segment is eliminated. Rather, the friction segments can be arranged almost seamlessly and with minimal material usage along a sheet, strip, or roll-shaped semi-finished product. The embossing can be incorporated, for example, during the paper's production as a semi-finished product using a hot-pressing process. This can be achieved, for instance, by using a suitably profiled press roller or press plate, and then, after the semi-finished product has cooled, the friction segments can be cut out, punched, or separated in a similar manner.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Reiblamelle kann zwischen den ersten Anprägungen in Umfangsrichtung zumindest eine zweite Anprägung in den Reibsegmenten vorgesehen sein. In bevorzugter Weise sind pro Reibsegment zwei zweite Anprägungen vorgesehen, so dass drei axial erhabene Reibbereiche verbleiben. Die radialen Übergänge zwischen Reibbereichen und Anprägungen können exakt auf dem Durchmesser durch die Drehachse ausgebildet sein, so dass trapezförmige Reibbereiche entstehen oder gegenüber dem Durchmesser einen Anstellwinkel ausbilden, so dass geometrisch gleiche oder unterschiedliche Reibbereiche entstehen. Die Reibbereiche treten bei schließender Lamellenkupplung zuerst mit den Reibflächen der Gegenlamellen in Kontakt, wobei die Anprägungen einen Fluidfluss ermöglichen, um insbesondere bei schlupfender Lamellenkupplung Reibungswärme abzuführen und einem unkontrollierten, das Schleppmoment erhöhenden Haften der Reibsegmente an der Gegenlamelle vorzubeugen.According to an advantageous embodiment of the proposed friction plate, at least one second indentation can be provided in the friction segments between the first circumferential indentations. Preferably, two second indentations are provided per friction segment, resulting in three axially raised friction areas. The radial transitions between the friction areas and the indentations can be formed precisely on the diameter through the axis of rotation, creating trapezoidal friction areas, or they can form an angle relative to the diameter, resulting in geometrically identical or different friction areas. When the multi-plate clutch closes, the friction areas first come into contact with the friction surfaces of the counter plates, with the indentations facilitating a fluid flow. to enable, in particular in the case of a slipping multi-plate clutch, the dissipation of frictional heat and to prevent uncontrolled adhesion of the friction segments to the counter plate, which increases the drag torque.
Je nach Ausbildung der axialen Elastizität der Reibsegmente und/oder der an dem Lamellenpaket anliegenden Betätigungskraft der Lamellenkupplung können die Reibbereiche bei geschlossener Lamellenkupplung reversibel axial verformt werden, so dass auch die Anprägungen zumindest einen geringen Reibbeitrag bei vollständig geschlossener, nur geringen oder keinen Schlupf aufweisender Lamellenkupplung ausbilden und damit das maximal über die Lamellenkupplung übertragbare Drehmoment erhöhen.Depending on the design of the axial elasticity of the friction segments and/or the actuating force of the multi-plate clutch applied to the plate pack, the friction areas can be reversibly deformed axially when the multi-plate clutch is closed, so that the indentations also contribute at least a small amount to friction when the multi-plate clutch is completely closed, exhibiting only slight or no slippage, and thus increase the maximum torque that can be transmitted via the multi-plate clutch.
Ein Flächenanteil der Anprägungen, beispielsweise die Radialspalte eingeschlossen, kann größer 40%, bevorzugt größer 50% der Gesamtfläche der Reibsegmente betragen. Hierbei kann eine Ausdehnung der ersten Anprägung in Umfangsrichtung dem 1-bis 5-fachen, bevorzugt 1- bis 2-fachen der Breite der Radialspalte in Umfangsrichtung entsprechen. Dies bedeutet, dass bei verringerter Dicke der ersten Anprägungen gegenüber den Radialspalten dennoch infolge der umfangsseitigen Nachbarschaft zweier erster Anprägungen zweier Reibsegmente das Volumen zur Ermöglichung eines Fluidflusses zumindest gleich oder höher ist. Hierbei beträgt beispielsweise bei einer Dicke eines Reibsegments von 0,5 mm bis 0,7 mm, bevorzugt 0,6 mm eine Nuttiefe der Anprägungen 0,2 mm bis 0,3 mm, also beispielsweise annähernd die Hälfte. Es versteht sich, dass bei anderen Dicken der Reibsegmente die Nuttiefe ebenfalls andere Werte, beispielsweise die Hälfte der Dicke oder weniger betragen kann.The surface area of the indentations, including the radial gap, can be greater than 40%, preferably greater than 50%, of the total area of the friction segments. The circumferential extent of the first indentation can be 1 to 5 times, preferably 1 to 2 times, the circumferential width of the radial gap. This means that, despite the reduced thickness of the first indentations compared to the radial gaps, the volume required to allow fluid flow is at least equal to or greater due to the circumferential proximity of two first indentations on two friction segments. For example, with a friction segment thickness of 0.5 mm to 0.7 mm, preferably 0.6 mm, the groove depth of the indentations is 0.2 mm to 0.3 mm, i.e., approximately half the thickness. It is understood that with other thicknesses of the friction segments, the groove depth can also be different, for example, half the thickness or less.
Die Reiblamelle kann in Umfangsrichtung radial außen gekürzt sein, indem beispielsweise die ersten Anprägungen radial außen Anschrägungen aufweisen. Hierdurch wird radial außen eine Phase gebildet, die beispielsweise einen Zu- oder Auslauftrichter für das Fluid bildet. Von Vorteil sind diese bevorzugt beidseitig eines Reibsegments angeordneten Anschrägungen zur Einsparung von Belagmaterial wie Papier zur Bildung der Reibsegmente, da die Reibsegmente insgesamt in ihrer Baubreite schmaler werden, ohne wesentliche Reibfläche zu verlieren. Ein Phasenwinkel gegenüber dem Durchmesser der umfangsseitigen Enden des Reibsegments kann beispielsweise zwischen 20° und 40° betragen.The friction lamella can be shortened radially outwards in the circumferential direction, for example, by having chamfers on the first indentations radially outwards. This creates a radially outward chamfer that, for example, forms an inlet or outlet funnel for the fluid. These chamfers, preferably arranged on both sides of a friction segment, are advantageous for saving on lining material such as paper for forming the friction segments, since the friction segments become narrower overall without losing significant friction surface area. A phase angle with respect to the diameter of the circumferential ends of the friction segment can, for example, be between 20° and 40°.
Die Trägerscheibe der Reiblamelle kann aus Metall, Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, Keramik, Verbundmaterial und/oder ähnlichem Werkstoff gebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reiblamelle ist die Trägerscheibe aus Federstahl gebildet und über den Umfang gewellt ausgebildet. Je nach Anzahl der Wellen oder Ecken legen sich vorgegebene Anteile der Reibsegmente, bevorzugt die Reibbereiche bei schließender Lamellenkupplung zuerst an die Gegenlamellen an und vorgegebene Anteile der Reibsegmente heben bei öffnender Lamellenkupplung zuerst ab, so dass der Reibeingriff und damit das Schleppmoment genauer definiert ausgebildet werden kann. Eine axiale Amplitude der Wellung kann beispielsweise im Bereich der Dicke der Anprägungen oder geringer ausgebildet sein. Eine Anzahl der Wellen kann in etwa zwischen der Anzahl der Reibsegmente über den Umfang der Reiblamelle bis zur Anzahl der Anprägungen über den Umfang der Reiblamelle vorgesehen sein.The carrier disc of the friction plate can be made of metal, plastic, in particular fiber-reinforced plastic, ceramic, composite material, and/or similar material. According to an advantageous embodiment of the friction plate, the carrier disc is made of spring steel and has a corrugated surface. Depending on the number of corrugations or vertices, predetermined portions of the friction segments, preferably the friction areas, engage with the counter plates first when the clutch is closing, and predetermined portions of the friction segments lift off first when the clutch is opening, so that the friction engagement and thus the drag torque can be defined more precisely. The axial amplitude of the corrugations can be, for example, in the range of the thickness of the indentations or less. The number of corrugations can be approximately equal to the number of friction segments around the circumference of the friction plate up to the number of indentations around the circumference of the friction plate.
Die Erfindung wird anhand der in den
-
1 den oberen Teil einer um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Lamellenkupplung im Schnitt, -
2 eine Ansicht einer Reiblamelle der Lamellenkupplung der1 , -
3 eine 3D-Anicht der Reiblamelle der2 , -
4 eine Detailansicht der Reiblamelle der2 und3 im Bereich der ersten Anprägungen, -
5 einen Schnitt durch das Detail der4 und -
6 einen Längsschnitt durch die Reiblamelle der2 und3 .
-
1 the upper part of a multi-plate clutch arranged to rotate about an axis of rotation, in section, -
2 a view of a friction plate of the multi-plate clutch of the1 , -
3 a 3D image of the friction plate of the2 , -
4 a detailed view of the friction plate of the2 and3 in the area of the first impressions, -
5 a cross-section through the detail of4 and -
6 a longitudinal section through the friction plate of the2 and3 .
Die
Das Lamellenpaket 6 ist aus den in axiale Richtung abwechselnd geschichteten, in dem Ansatz 4 drehfest eingehängten Reiblamellen 7 und den in den Ansatz 5 drehfest eingehängten Gegenlamellen 8 gebildet.The lamellar package 6 is formed from the friction lamellae 7, which are alternately layered in the axial direction and are suspended in the projection 4 in a rotationally fixed manner, and the counter lamellae 8, which are suspended in the projection 5 in a rotationally fixed manner.
Zur Betätigung der Lamellenkupplung 1 spannt der von einer Betätigungseinheit axial betätigte Betätigungshebel 9 das Lamellenpaket 6 axial gegen den Anschlag 10 vor, so dass sich zwischen den Reiblamellen 7 und den Gegenlamellen 8 ein Reibschluss ausbildet.To actuate the multi-plate clutch 1, the actuating lever 9, which is axially actuated by an actuating unit, axially pre-tensions the multi-plate pack 6 against the stop 10, so that a frictional connection is formed between the friction plates 7 and the counter plates 8.
Die Reiblamellen 7 weisen ringförmige Trägerscheiben 11 auf, an denen beidseitig über den Umfang verteilt Reibsegmente 12 angeordnet sind, wobei der Schnitt entlang einer von die Reibsegmente in Umfangsrichtung voneinander trennenden Radialspalte dargestellt ist. Die Reibsegmente 12 weisen an ihren umfangsseitigen Enden jeweils den Gegenlamellen 8 zugewandte Anprägungen 13, die den freien Durchtritt von das Lamellenpaket durchflutendem Fluid verbessern, auf, wobei in dem Ansatz 4 den Radialspalten und ersten Anprägungen 13 radial gegenüber liegende Öffnungen 14 wie Durchtrittsöffnungen eingebracht sind.The friction plates 7 have ring-shaped carrier discs 11, on which there are plates on both sides over the The friction segments 12 are arranged circumferentially, with the section along a radial gap separating the friction segments from each other in the circumferential direction being shown. The friction segments 12 each have indentations 13 at their circumferential ends facing the counter lamellae 8, which improve the free passage of fluid flowing through the lamella pack, wherein radially opposite openings 14, like passage openings, are provided in the projection 4 opposite the radial gaps and first indentations 13.
Die
Die Reibsegmente 12 sind außerhalb der Verzahnung 16 zur drehfesten Aufnahme der Reiblamelle 7 an dem Lamellenträger 2 angeordnet. Die Verzahnung 16 umfasst ein Vielfaches an Zähnen 17 als die Anzahl der Reibsegmente 12 - hier einen Faktor drei.The friction segments 12 are arranged outside the toothing 16 for the rotationally fixed mounting of the friction plate 7 on the plate carrier 2. The toothing 16 comprises a multiple of teeth 17 compared to the number of friction segments 12 – in this case, a factor of three.
Die Reibsegmente 12 weisen umfangsseitig die ersten Anprägungen 13 auf, die den Durchtrittsraum 19 mit der Breite B gegenüber den Radialspalten 15 für Fluid vergrößern. In Umfangsrichtung zwischen den ersten Anprägungen 13 sind hier jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandete zweite Anprägungen 18 angeordnet, so dass jeweils drei axial erhabene Reibbereiche 20 pro Reibsegment 12 verbleiben. Die Trennlinien 21 zwischen den Anprägungen 13, 18 weisen gegenüber dem Durchmesser D1 Anstellwinkel α auf, so dass trapezförmige Reibbereiche 20 mit radial innerer schmalerer Basis ausgebildet sind. Die Trennlinien 21 der ersten Anprägungen 13 verengen den Durchtrittsraum 19 nach radial außen.The friction segments 12 have circumferential indentations 13 that enlarge the passage space 19 with width B relative to the radial gaps 15 for fluid. Circumferentially, between the first indentations 13, two circumferentially spaced second indentations 18 are arranged, resulting in three axially raised friction areas 20 per friction segment 12. The dividing lines 21 between the indentations 13 and 18 have an angle of attack α relative to the diameter D1, forming trapezoidal friction areas 20 with a radially inner, narrower base. The dividing lines 21 of the first indentations 13 narrow the passage space 19 radially outward.
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- LamellenkupplungMulti-plate clutch
- 22
- LamellenträgerLamella carrier
- 33
- LamellenträgerLamella carrier
- 44
- AnsatzApproach
- 55
- AnsatzApproach
- 66
- LamellenpaketLouver package
- 77
- Reiblamellefriction plate
- 88
- GegenlamelleCounter lamella
- 99
- BetätigungshebelActuating lever
- 1010
- Anschlagstop
- 1111
- Trägerscheibecarrier disc
- 1212
- ReibsegmentFriction segment
- 1313
- Anprägungembossing
- 1414
- Öffnungopening
- 1515
- Radialspaltradial gap
- 1616
- VerzahnungInterlocking
- 1717
- ZahnTooth
- 1818
- Anprägungembossing
- 1919
- DurchtrittsraumPassageway
- 2020
- ReibbereichFriction area
- 2121
- Trennliniedividing line
- 2222
- Zahnlückegap between teeth
- 2323
- AbrundungRounding off
- 2424
- AnschrägungBevel
- 2525
- Wellungripples
- aa
- BreiteWidth
- BB
- BreiteWidth
- bb
- BreiteWidth
- DD
- Detaildetail
- D1D1
- Durchmesserdiameter
- dd
- Drehachseaxis of rotation
- d1d1
- Dickethickness
- d2d2
- Dickethickness
- tt
- NuttiefeGroove depth
- ww
- Amplitudeamplitude
- αα
- Anstellwinkelangle of attack
- ββ
- Anstellwinkelangle of attack
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 2 551 543 A1 [0002]EP 2 551 543 A1 [0002]
- WO 2022/111750 A1 [0002]WO 2022/111750 A1 [0002]
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