CN116075650A - 用于摩擦工作装置的摩擦部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于摩擦工作装置的摩擦部件(15)，该摩擦部件具有在彼此之间布置有槽(34、35)的摩擦衬片元件(31‑33)，以便形成呈圆盘形式的摩擦表面(16)，冷却剂和/或润滑剂能够相对于摩擦表面(16)在径向方向上从径向内侧到径向外侧横穿这些槽，在这种情况下，产生阻力损失，并且空气与冷却剂和/或润滑剂一起被吸入。为了在功能上改善摩擦部件(16)，摩擦衬片元件(31‑33)的构型和摩擦衬片元件(31‑33)相对于彼此的布置在考虑了空气的吸入与摩擦工作装置相对于阻力损失的分离行为之间的相互依赖性的同时被优化。

Description

用于摩擦工作装置的摩擦部件

技术领域

本发明涉及用于摩擦工作装置的摩擦部件，该摩擦部件具有在彼此之间布置有槽的摩擦衬片元件，以便形成呈圆盘形式的摩擦表面，冷却剂和/或润滑剂能够相对于摩擦表面在径向方向上从径向内侧到径向外侧横穿这些槽，在这种情况下，产生阻力损失，并且空气与冷却剂和/或润滑剂一起被吸入。

背景技术

摩擦衬片元件也被称为摩擦区段、摩擦衬片区段或垫。摩擦衬片元件优选地在两侧附接至衬片承载件。通过摩擦衬片元件的构型、尺寸和布置，可以形成多种槽图案。例如，参照文献EP 0 625 647 B1、EP 2 066

911B1、US 5,094,331和US 5,335,765。

发明内容

本发明的目的是对根据权利要求1的前序部分的摩擦部件进行功能改进，特别是对用于湿运行式离合器或制动器、特别是湿运行式多盘离合器或多盘制动器的摩擦部件进行功能改进。

该目的通过一种用于摩擦工作装置的摩擦部件来实现，该摩擦部件具有在彼此之间布置有槽的摩擦衬片元件，以便形成呈圆盘形式的摩擦表面，冷却剂和/或润滑剂能够相对于摩擦表面在径向方向上从径向内侧到径向外侧横穿所述槽，在这种情况下，产生阻力损失，并且空气与冷却剂和/或润滑剂一起被吸入，其特征在于，摩擦衬片元件的构型以及摩擦衬片元件相对于彼此的布置在考虑了空气的吸入与摩擦工作装置相对于阻力损失的分离行为之间的相互依赖性的同时被优化。不期望的阻力损失优选地发生在配备有摩擦部件、特别是若干摩擦部件的摩擦工作装置的打开状态下。随着要求的增加、尤其是与新的驱动概念有关的要求的增加，使阻力损失减至最少是重要的。针对所要求保护的摩擦部件提出了各种槽图案，利用这些槽图案，润滑间隙或槽中的压力水平和压力分布被最小化。特别地，考虑了空气的吸入和/或分离行为的因果关系及其对阻力损失的影响。

摩擦部件的优选示例性实施方式的特征在于，摩擦衬片元件以这样的方式被设计并且彼此相对地间隔开，使得径向槽相对于摩擦表面在径向方向上从径向内侧到径向外侧以类似扩散器的方式延伸。以此方式，在摩擦工作装置的操作期间，槽中的压力可以减小。这有利地使空气的吸入向较低的发动机速度转移。

摩擦部件的另一优选的示例性实施方式的特征在于，摩擦衬片元件以这样的方式被设计并且彼此间隔开，使得径向槽相对于摩擦表面在径向方向上从径向内侧到径向外侧以喷嘴状方式变窄。这使得槽中的压力增加。因此，在摩擦工作装置的打开状态下，可以产生间隙的均匀分布。

在另一示例性实施方式中，具有扩散器状延伸部分和喷嘴状变窄部分的两个示例性实施方式在摩擦部件中彼此结合。示例性实施方式例如可以在摩擦表面的区段中在周向方向上交替实施。

摩擦部件的另一个优选实施方式的特征在于，相对于摩擦表面在周向方向上相邻的至少两个摩擦衬片元件在径向内侧部上具有面向彼此的斜面，以便在设置于相邻的摩擦衬片元件之间的径向槽的起始处形成一种漏斗。因此，在摩擦工作装置的闭合状态下，产生润滑楔形件，该润滑楔形件在打开时支持分离。此外，摩擦工作装置的平缓闭合成为可能。在周向方向上相邻的径向槽特别有利地在起始处未配备有漏斗。由此，摩擦部件在摩擦工作装置闭合时不期望地浮动的风险可以降低。

摩擦部件的另一优选实施方式的特征在于，相对于摩擦表面在周向方向上相邻的至少两个摩擦衬片元件在径向外侧部上具有面向彼此的斜面，以便在设置于相邻的摩擦衬片元件之间的径向槽的端部处形成一种漏斗。由此，空气的吸入可以通过摩擦接触面积、特别是表面压力的略微减小而得到改善。

摩擦部件的另一优选的示例性实施方式的特征在于，摩擦衬片元件具有等腰梯形的构型或者优选地具有锐角三角形的构型。利用这样的摩擦衬片元件或摩擦衬片垫，可以进一步优化所期望的效果。

摩擦部件的另一优选的示例性实施方式的特征在于，径向槽通过切向槽连接至彼此，其中，摩擦衬片元件在径向方向上被分开以形成切向槽。有意识地接受增加的设计和制造复杂性，以便在润滑间隙中、即在槽中产生改善的空气分布。相邻的切向槽有利地在径向方向上彼此偏移。由此，可以使摩擦工作装置的操作期间的磨损最小化。

摩擦部件的另一优选的示例性实施方式的特征在于，摩擦衬片元件相对于摩擦表面在径向外侧部和/或径向内侧部上具有凹部，该凹部用于形成附加的盲槽。外径上的盲槽在介质流中产生了死点，这改善了空气的吸入并降低了阻力扭矩。摩擦表面的内径上的盲槽使介质积聚在润滑间隙或槽中，并且改善了摩擦表面的分离。在闭合状态下，盲槽改善了介质的冷却效果，这是因为盲槽中的对流过渡得到了改善。

摩擦部件的另一优选的示例性实施方式的特征在于，凹部具有矩形的构型，该矩形在盲槽端部处被倒圆。这已被证明对于摩擦部件的不希望的浮动是有利的。

本发明还涉及一种湿运行式离合器或制动器，特别是湿运行式多盘离合器或多盘制动器，其具有至少一个如上所述的摩擦部件。几个摩擦部件有利地布置在盘式离合器或盘式制动器的两个钢盘之间。湿运行式离合器被设计为单离合器或双离合器。湿运行式离合器或制动器在混合动力模块中或在与可切换的电驱桥结合时是特别优选的。

附图说明

根据以下描述，本发明的其他优点、特征和细节将变得明显，其中参照附图详细地描述了各种示例性实施方式。在附图中：

图1示出了被设计为湿运行式多盘离合器的摩擦工作装置的一半截面的示意图；

图2示出了三个笛卡尔坐标图，其中，相对于图1的摩擦工作装置的旋转速度分别绘制了体积流量、间隙填充水平和阻力扭矩；

图3示出了笛卡儿坐标图，其具有随旋转速度变化的改进的阻力扭矩曲线；以及

图4至图12各自以平面图示出了具有不同设计和布置的摩擦衬片元件的摩擦部件的示意性截面图。

具体实施方式

在图1中，示意性地示出了被设计为湿运行式多盘离合器1的摩擦工作装置的一半截面。湿运行式多盘离合器1包括内部盘承载件2和外部盘承载件3。两个盘承载件2、3可以彼此独立地以不同的旋转速度围绕旋转轴线4相对于彼此旋转，这由箭头5、6表示。

湿运行式多盘离合器1的盘组包括钢盘7和带衬片的盘8。带衬片的盘8各自包括衬片承载件9，该衬片承载件在联接区域10的径向内侧上以在旋转方面固定的方式连接至内部盘承载件2。制动垫承载件9的联接区域10例如被设计为内齿部，该内齿部与内部盘承载件2的互补外齿部啮合。类似地，钢盘7在径向外侧以在旋转方面固定的方式连接至外部盘承载件3。

摩擦衬片11、12紧固在衬片承载件9的两侧，即图1中的左侧和右侧。湿运行式多盘离合器1的设计和功能本身是已知的，并且此处将不再进一步解释。箭头13表示在径向内侧穿过内部盘承载件2进入到湿运行式盘离合器1的盘组中的冷却和/或润滑介质。箭头14表示冷却和/或润滑介质在径向外侧离开外部盘承载件3。

冷却和/或润滑介质主要用于湿运行式盘离合器1中的冷却。带有衬片承载件9和两个摩擦衬片11、12的衬片盘8也被称为摩擦部件15。摩擦部件15具有如图1中右侧所示的面向钢盘7的摩擦表面16。

摩擦表面16在径向内侧由内半径r _i定界。摩擦表面16在径向外侧由外半径r _a定界。在图1的左侧，摩擦部分15包括面向相邻的钢盘的另一摩擦表面，未进一步详细标出。为了传递扭矩，摩擦部件15可以在每种情况下用其环形盘状摩擦表面16夹持在两个相邻的钢盘7之间。

在图2中，三个笛卡尔坐标图被示出为一者在另一者上方。在具有摩擦部件15的湿运行式多盘离合器1的操作期间的旋转速度以合适的单位绘制在x轴20上。体积流量以合适的单位绘制在y轴21上。间隙填充水平以合适的单位绘制在y轴22上。阻力扭矩以合适的单位绘制在y轴23上。

图2图示了当吸入的体积流量超过供应的体积流量25时，空气如何通过吸入的体积流量24被吸入26。从这个极限开始，间隙填充水平26降低，并且盘之间的润滑间隙包含空气。超过这个极限，供应的体积流量25包含空气。图2的底部示出了空气的吸入26发生在最大阻力扭矩27处。

图3示出了如何利用所要求保护的摩擦部件15实现阻力扭矩曲线30中的空气的吸入28向低的旋转速度的移位。冷却和/或润滑介质的输送效果可以通过图4至图12中所示出的槽图案来改善。

在图4至图12中的每幅图中，图1的摩擦部件15的摩擦表面16的一部分被示意性地示出在平面图中。摩擦表面16的内径由Di表示。摩擦表面16的外径由Da表示。

图4中所示出的摩擦部件15在摩擦表面16的所示的部分中包括三个摩擦衬片元件31至33。摩擦衬片元件或摩擦衬片垫31至33具有等腰梯形的构型，其在周向方向上的尺寸从摩擦表面16的内径Di向外径Da减小。

因此，摩擦衬片元件31、32之间和32、33之间的径向槽34、35从径向内侧到径向外侧以类似扩散器的方式延伸。由此，在槽34、35中产生了附加的压力降低。以此方式，空气的吸入(图3中的28)可以朝向低旋转速度转移。这显著地降低了阻力扭矩(图3中的30)。

在图5中所图示的示例性实施方式中，除了径向槽34、35之外，还提供了切向槽37、38、39。摩擦衬片元件31至33被中断以示出切向槽37至39。

附加的切向槽37至39改善了槽中的空气分布，这些槽整体上也被称为润滑间隙。为了不使摩擦表面16中的接触模式劣化，切向槽38相对于切向槽37、39在径向方向上径向向内偏移。

图6示出了图4中所示出的梯形摩擦衬片元件31至33也可以在极端情况下由三角形摩擦衬片元件41至43代替。由此产生的径向槽44、45比图4中径向向外延伸得更多。与所示出的相反，图6中的槽44和45也可以与切向槽(图5中的37至39)结合。

图7示出了三角形摩擦衬片元件47至49也可以以与图6中相反的方式布置，其中它们的梢部位于径向内侧。由此产生的径向槽50、51以类似喷嘴的方式从径向内侧到径向外侧变窄。摩擦表面16的外径Da上的变窄的喷嘴状槽横截面在润滑间隙中产生压力增加。

如果承载件盘中没有波纹，这可以导致盘的改善的分离行为。在多盘离合器1的打开状态下，通过最佳的盘分布可以有效地降低阻力扭矩。

图8中所示出的实施方式类似于图4中所示出的实施方式。摩擦衬片元件53、54、55各自在外径Da上配备有两个斜面56、57；58、59；60、61。在摩擦衬片元件53至55之间形成的径向槽61、62以漏斗状方式在摩擦表面16的外径Da上的斜面57、58；59、60的区域中延伸。这改善了空气的吸入，同时摩擦接触面积略有减少。

图9示出了摩擦衬片元件64、65、66也可以在摩擦表面16的内径Di上设置有斜面67、68、69。摩擦衬片元件64、65的斜面67、68面向彼此，使得形成在摩擦衬片元件64与65之间的径向槽70以漏斗的构型在内径Di上延伸。另一方面，摩擦衬片元件65、66之间的径向槽71被设计成没有斜面。

当多盘离合器1闭合时，在内径Di上具有漏斗状延伸部的槽70产生润滑楔形件，并且在打开时支持盘的分离。没有斜面的槽71有助于降低摩擦部件15在闭合时浮动的风险。因此，径向槽71有助于确保多盘离合器1平缓地闭合。

在图10至图12中，三个矩形摩擦衬片元件73、74、75在周向方向上彼此间隔开，使得形成径向槽76、77。摩擦衬片元件73至75在图10中的外径Da上、在图11中的内径Di上以及在图12中的内径Di和外径Da两者上都设置有凹部，以便形成盲槽78、79、80；81至86。

图10中的盲槽78至80在径向外侧敞开。图11中的盲槽78至80在径向内侧敞开。图12中的盲槽81至83也在径向内侧敞开。图12中的盲槽84至86在径向外侧敞开。

利用图10中的外径Da上的盲槽78至80和图12中的外径Da上的盲槽84至86，在介质流中产生具有相应压力降低的死点。这改善了空气的吸入，并导致了降低的阻力扭矩。

图11中的内径Di上的盲槽78至80和图12中的内径Di上的盲槽81至83导致介质积聚在润滑间隙中。这导致了改善的分离行为。同时，当多盘离合器1处于闭合状态时，介质的冷却效果得到改善，这是因为盲槽中的对流热传递得到改善。

附图标记列表

1 湿运行式多盘离合器

2 内部多盘承载件

3 外部多盘承载件

4 旋转轴线

5 旋转速度

6 旋转速度

7 钢盘

8 带衬片的盘

9 衬片承载件

10 联接区域

11 摩擦衬片

12 摩擦衬片

13 箭头

14 箭头

15 摩擦部件

16 摩擦表面

20 X轴

21 Y轴

22 Y轴

23 Y轴

24 吸入的体积流量

25 供应的体积流量

26 空气的吸入

27 阻力扭矩

28 空气的吸入

30 阻力扭矩曲线

31 摩擦衬片元件

32 摩擦衬片元件

33 摩擦衬片元件

34 槽

35 槽

37 切向槽

38 切向槽

39 切向槽

41 摩擦衬片元件

42 摩擦衬片元件

43 摩擦衬片元件

44 槽

45 槽

47 摩擦衬片元件

48 摩擦衬片元件

49 摩擦衬片元件

50 槽

51 槽

53 摩擦衬片元件

54 摩擦衬片元件

55 摩擦衬片元件

56 斜面

57 斜面

58 斜面

59 斜面

60 斜面

61 槽

62 槽

64 摩擦衬片元件

65 摩擦衬片元件

66 摩擦衬片元件

67 斜面

68 斜面

69 斜面

70 槽

71 槽

73 摩擦衬片元件

74 摩擦衬片元件

75 摩擦衬片元件

76 槽

77 槽

78 盲槽

79 盲槽

80 盲槽

81 盲槽

82 盲槽

83 盲槽

84 盲槽

85 盲槽

86 盲槽。

Claims (10)

1.一种用于摩擦工作装置的摩擦部件(15)，所述摩擦部件具有在彼此之间布置有槽(34、35；44、45；50、51；61、62；70、71；76、77)的摩擦衬片元件(31-33；41-43；47-49；52-55；64-66；73-75)，以便形成呈圆盘形式的摩擦表面(16)，冷却剂和/或润滑剂能够相对于所述摩擦表面(16)在径向方向上从径向内侧到径向外侧横穿所述槽，在这种情况下，产生阻力损失，并且空气与所述冷却剂和/或润滑剂一起被吸入，其特征在于，所述摩擦衬片元件(31-33；41-43；47-49；52-55；64-66；73-75)的构型和所述摩擦衬片元件(31-33；41-43；47-49；52-55；64-66；73-75)相对于彼此的布置在考虑了空气的吸入与所述摩擦工作装置相对于所述阻力损失的分离行为之间的相互依赖性的同时被优化。

2.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述摩擦衬片元件(31-33；41-43)以这样的方式被设计并且彼此相对地间隔开，使得径向槽(34、35；44、45)相对于所述摩擦表面(16)在所述径向方向上从径向内侧到径向外侧以类似扩散器的方式延伸。

3.根据权利要求1所述的摩擦部件，其特征在于，所述摩擦衬片元件(47-49)以这样的方式被设计成并且彼此相对地间隔开，使得径向槽(50、51)相对于所述摩擦表面(16)在所述径向方向上从径向内侧到径向外侧以喷嘴状的方式变窄。

4.根据前述权利要求中的一项所述的摩擦部件，其特征在于，相对于所述摩擦表面(16)在周向方向上相邻的至少两个摩擦衬片元件(64、65)在径向内侧部上具有面向彼此的斜面(67、68)，以便在设置于相邻的摩擦衬片元件(64、65)之间的径向槽(70)的起始处形成一种漏斗。

5.根据前述权利要求中的一项所述的摩擦部件，其特征在于，相对于所述摩擦表面(16)在所述周向方向上相邻的至少两个摩擦衬片元件(53、54)在径向外侧部上具有面向彼此的斜面(57、58)，以便在设置于相邻的摩擦衬片元件(53、54)之间的径向槽(61)的端部处形成一种漏斗。

6.根据前述权利要求中的一项所述的摩擦部件，其特征在于，所述摩擦衬片元件(31-33；41-43；47-49)具有等腰梯形的构型或者优选地具有锐角三角形的构型。

7.根据前述权利要求中的一项所述的摩擦部件，其特征在于，所述径向槽(34、35)通过切向槽(37-39)连接至彼此，其中，所述摩擦衬片元件(31-33)在所述径向方向上被分开以形成所述切向槽(37-39)。

8.根据前述权利要求中的一项所述的摩擦部件，其特征在于，所述摩擦衬片元件(73-75)相对于所述摩擦表面(16)在径向外侧部和/或径向内侧部上具有凹部，所述凹部用于形成附加的盲槽(78-80；81-76)。

9.根据权利要求8所述的摩擦部件，其特征在于，所述凹部具有矩形的构型，所述矩形在盲槽端部处被倒圆。

10.一种湿运行式离合器或制动器，特别是湿运行式多盘离合器(1)或多盘制动器，具有至少一个根据前述权利要求中的一项所述的摩擦部件(15)。

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