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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit einem ersten Lamellensatz, der drehfest mit einem ersten Lamellenträger verbunden ist, und einem zweiten Lamellensatz, der drehfest mit einem zweiten Lamellenträger verbunden ist, wobei die Lamellen der beiden Lamellensätze über Reibflächen miteinander in Reibeingriff bringbar sind, wobei in mindestens einer oder mehren Reibflächen der Lamellen des ersten oder/und zweiten Lamellensatzes Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Lamelle mit einer Reibfläche, in der Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lamellenkupplung oder Lamelle.
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Aus der Praxis sind Lamellenkupplungen, insbesondere nasslaufende Lamellenkupplungen bekannt. So weisen die bekannten Lamellenkupplungen einen ersten Lamellensatz, der drehfest mit einem ersten Lamellenträger verbunden ist, und einen zweiten Lamellensatz auf, der drehfest mit einem zweiten Lamellenträger verbunden ist. Die Lamellen der beiden Lamellensätze sind in der Regel wechselweise hintereinander angeordnet, so dass diese über ihre einander zugewandten Reibflächen miteinander in Reibeingriff gebracht werden können. Bei nasslaufenden Lamellenkupplungen tritt bei geöffneter Kupplung ein sogenanntes Schleppmoment auf, das auf ein zwischen den Reibflächen strömendes Fluid, beispielsweise Kühl- oder Schmieröl, zurückzuführen ist und das möglichst gering sein sollte. Überdies ist der bei geschlossener Kupplung wirkende Reibungskoeffizient für das Reib- und Betriebsverhalten der Lamellenkupplung maßgeblich. Um beides zu beeinflussen, insbesondere um das Schleppmoment zu reduzieren, sind in mindestens einer oder mehreren Reibflächen der Lamellen des ersten oder/und zweiten Lamellensatzes Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen. Dabei wird insbesondere versucht, das Schleppmoment sowie den Reibungskoeffizienten mit einer speziellen Dimensionierung und Form der Vertiefungen oder/und Nuten bestmöglich einzustellen oder zu beeinflussen. Auch die Lebensdauer der einzelnen Lamellen soll durch entsprechende Dimensionierung und Formgebung der Vertiefungen oder/und Nuten innerhalb der Reibflächen erhöht werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass allein durch die Dimensionierung oder/und Formgebung der Vertiefungen oder/und Nuten innerhalb der Reibflächen die genannten Eigenschaften nur begrenzt beeinflussbar sind.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamellenkupplung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass ungeachtet der jeweiligen Form oder Dimensionierung der Vertiefungen oder/und Nuten innerhalb der Reibflächen der Reibungskoeffizient und das Schleppmoment beeinflusst oder gezielt eingestellt werden können. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Lamelle für eine solche Lamellenkupplung zu schaffen. Darüber hinaus besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer solchen Lamellenkupplung sowie einer solchen Lamelle anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 8, 9 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Lamellenkupplung ist vorzugsweise als nasslaufende Lamellenkupplung, besonders bevorzugt als hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung, ausgebildet. Die Lamellenkupplung weist einen ersten Lamellensatz, beispielsweise einen Satz aus Außenlamellen oder Innenlamellen, auf, der drehfest mit einem ersten Lamellenträger, beispielsweise einem Außen- oder Innenlamellenträger, verbunden ist. Darüber hinaus weist die Lamellenkupplung einen zweiten Lamellensatz, beispielsweise einen Satz aus Innen- oder Außenlamellen, auf, der drehfest mit einem zweiten Lamellenträger, beispielsweise einem Innen- oder Außenlamellenträger, verbunden ist. Die Lamellen sind vorzugsweise verschiebbar an dem jeweiligen Lamellenträger angeordnet, wobei die Lamellen besonders bevorzugt in axialer Richtung wechselweise aufeinanderfolgen. In jedem Fall sind die Lamellen derart angeordnet, dass die Lamellen der beiden Lamellensätze über deren Reibflächen miteinander in Reibeingriff gebracht werden können. In mindestens einer oder mehreren Reibflächen der Lamellen des ersten oder/und zweiten Lamellensatzes sind Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen. So können die Vertiefungen oder/und Nuten beispielsweise lediglich in den Lamellen eines der Lamellensätze vorgesehen sein, während in den Reibflächen der Lamellen des anderen Lamellensatzes keinerlei Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind. Es ist jedoch ebenso möglich, sowohl in den Reibflächen der Lamellen des ersten Lamellensatzes als auch in den Reibflächen der Lamellen des zweiten Lamellensatzes entsprechende Vertiefungen oder/und Nuten vorzusehen. Letzteres ist insbesondere bei Lamellen des ersten und zweiten Lamellensatzes von Vorteil, die jeweils einseitig mit einem Reibbelag versehen sind. Die in mindestens einer oder mehreren Reibflächen der Lamellen des ersten oder/und zweiten Lamellensatzes vorgesehenen Vertiefungen oder/und Nuten umfassen dabei mindestens zwei unterschiedliche Arten von Vertiefungen oder/und Nuten. So ist eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren erzeugt, während eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt ist. Es hat sich gezeigt, dass bei zwei im Hinblick auf Form und Dimensionierung identischen Lamellenpaketen deutlich unterschiedliche Schleppmomente und Reibungskoeffizienten sowie unterschiedliche Lebensdauern erzielt werden können, wenn das Verhältnis zwischen der Anzahl der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten und der Anzahl der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten variiert wird. Ist beispielsweise die Anzahl der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten erhöht und die Anzahl der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten reduziert, so kann hierdurch ein reduziertes Schleppmoment erzielt werden. Auch hat dies einen positiven Effekt auf die Lebensdauer der Lamellenkupplung bzw. deren Lamellen. Ist hingegen die Anzahl der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten erhöht, während die Anzahl der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten verringert ist, so führt dies zu einem höheren Reibungskoeffizienten, so dass das Reibverhalten verbessert ist. Mithin ist eine Lamellenkupplung geschaffen, deren Reibungskoeffizient und Schleppmoment durch auf unterschiedliche Weise erzeugte Vertiefungen oder/und Nuten gezielt eingestellt und gegebenenfalls verbessert ist.
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Wie bereits vorangehend erwähnt, wird die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch Materialumformen oder/und Materialurformen geschaffen, so dass kein Material abgetragen wird. So könnte das Materialumformen oder Materialurformen beispielsweise in der Art erfolgen, dass ein entsprechender Reibbelag auf der jeweiligen Lamelle bereits in entsprechender Weise um- oder urgeformt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch Prägen erzeugt, zumal dies eine schnelle und einfache Fertigung der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten ermöglicht, wobei die entsprechenden Vertiefungen oder/und Nuten überdies besonders exakt und ohne größere Nacharbeit gefertigt werden können. Im Falle eines die Reibfläche ausbildenden Reibbelages kann das Prägen überdies zeitgleich mit dem Anbringen des Reibbelages an der Lamelle erfolgen.
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Wie bereits vorangehend dargelegt, ist die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt. Hiervon können auch Fertigungsverfahren umfasst sein, bei denen das Material auf chemischem Wege abgetragen wird. Um jedoch besonders exakt geformte und dimensionierte Vertiefungen oder/und Nuten der zweiten Art bereitzustellen, die das gewünschte Betriebsverhalten gezielt umsetzen, ist die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung durch ein mechanisches Fertigungsverfahren erzeugt. So kann die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten beispielsweise durch Schleifen erzeugt sein, wobei es bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt ist, wenn die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch Fräsen erzeugt ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten eine geringere Tiefe als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten auf. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die Lebensdauer der gesamten Lamellenkupplung erhöht werden kann, zumal die durch Materialumformung erzeugte erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten zu einem früheren Bauteilversagen führen können, als dies bei der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten mit entsprechender Tiefe der Fall ist, die durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt wurden. Dies tritt insbesondere auf, wenn die entsprechende Reibfläche von einem Reibbelag gebildet ist, der aufgrund starker Materialumformung dazu tendiert, sich von der Lamelle oder einem Reibbelagträger der Lamelle zu lösen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Reibfläche oder sind die mehreren Reibflächen von einem an einem Reibbelagträger befestigten Reibbelag gebildet. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen Papierreibbelag. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Reibbelag auf den Reibbelagträger geklebt ist. Insbesondere der Papierreibbelag lässt sich relativ einfach sowohl durch das erste Fertigungsverfahren als auch durch das zweite Fertigungsverfahren bearbeiten, um die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten und die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten zu schaffen, so dass die Herstellung der Lamellenkupplung deutlich vereinfacht ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der Reibbelag segmentiert an dem Reibbelagträger befestigt oder auf den Reibbelagträger geklebt. Dies ermöglicht zum einen eine materialsparende Anbringung des Reibbelages, insbesondere des Papierreibbelages. Zum anderen ermöglicht dies die Erzeugung einer zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten zwischen den entsprechenden Reibbelagsegmenten, so dass diese dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten nicht durch das zuvor genannte erste oder zweite Fertigungsverfahren erzeugt werden muss. Auch ermöglicht der segmentierte Reibbelag mit der zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten, dass relativ einfach Nuten mit maximaler Nuttiefe erzielt werden können, zumal der Grund der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten vom Reibbelagträger selbst gebildet sein kann. Auch ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn sich die Vertiefungen oder/und Nuten der dritten Art ausgehend von einem Innenrand bis zu einem Außenrand der Reibfläche erstrecken.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die Lamellen des ersten Lamellensatzes beidseitig mit Reibflächen mit den Vertiefungen oder/und Nuten versehen, während die Lamellen des zweiten Lamellensatzes keine mit Vertiefungen oder/und Nuten versehene Reibflächen aufweisen. So können die Lamellen des zweiten Lamellensatzes beispielsweise als reibbelaglose Lamellen oder Stahllamellen ausgebildet sein. Die Lamellen des ersten Lamellensatzes können hingegen beispielsweise als beidseitig mit Reibbelag versehene Lamellen ausgebildet sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung, die eine Alternative zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform darstellt, weisen sowohl die Lamellen des ersten Lamellensatzes als auch die Lamellen des zweiten Lamellensatzes eine erste Reibfläche mit den Vertiefungen oder/und Nuten und eine der ersten Reibfläche abgewandte zweite Reibfläche ohne Vertiefungen oder/und Nuten auf. So kann es sich bei den Lamellen des ersten und zweiten Lamellensatzes beispielsweise um einseitig mit einem Reibbelag versehene Lamellen handeln, wobei in dem Reibbelag dann vorzugsweise die Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist mindestens eine der Lamellen sowohl die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten als auch die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten auf. Dies vereinfacht die Montage der Lamellenkupplung, zumal hierbei nicht zwischen Lamellen, die nur die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten aufweisen, und Lamellen unterschieden werden muss, die nur die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten aufweisen, zumal diese ansonsten bei gleicher Formgebung und Dimensionierung der Vertiefungen oder/und Nuten nur schwer unterscheidbar wären.
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Basierend auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung in einer oder beiden Reibflächen dieser mindestens einen Lamelle sowohl die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten als auch die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen. Die beiden Reibflächen bezeichnen hier vorzugsweise die auf den einander abgewandten Seiten einer Lamelle vorgesehenen Reibflächen.
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Alternativ zu den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen weist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung mindestens eine der Lamellen die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten, nicht aber die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten auf, während mindestens eine weitere der Lamellen die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten, nicht aber die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten aufweist. Da die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten und die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch grundsätzlich unterschiedliche Fertigungsverfahren erzeugt werden, ist hierdurch die Fertigung der Lamellen für die Lamellenkupplung vereinfacht, zumal die Lamellen mit der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten und die Lamellen mit der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten separat voneinander oder/und zeitgleich gefertigt werden können, beispielsweise auf unterschiedlichen Bearbeitungsstationen.
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Die erfindungsgemäße Lamelle ist für den Einsatz in einer Lamellenkupplung konzipiert, insbesondere für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Lamellenkupplung. So weist die Lamelle mindestens eine Reibfläche auf. Vorzugsweise sind dabei zwei Reibflächen vorgesehen, die auf einander abgewandten Seiten der Lamelle ausgebildet sind. In der mindestens einen Reibfläche ist eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten, die durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch Prägen, erzeugt ist, und eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen, die durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren, vorzugsweise ein mechanisches Fertigungsverfahren, besonders bevorzugt Fräsen, erzeugt ist. Hinsichtlich der Vorteile sowie weiterer Ausführungsvarianten der Lamelle sei auf die vorangehend beschriebenen Vorteile und Ausführungsvarianten der Lamellenkupplung verwiesen, die in entsprechender Weise für die erfindungsgemäße Lamelle gelten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Lamellenkupplung, vorzugsweise einer Lamellenkupplung der vorangehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art, weist die nachstehend näher erläuterten Verfahrensschritte auf. So werden zunächst Lamellen bereitgestellt. Bei den Lamellen handelt es sich vorzugsweise um Lamellen eines mit einem ersten Lamellenträger verbindbaren ersten Lamellensatzes und eines mit einem zweiten Lamellenträger verbindbaren zweiten Lamellensatzes, wobei die beiden Lamellenträger die einander zugeordneten Lamellenträger einer einzelnen Lamellenkupplung ausbilden. So kann es sich bei den Lamellen des ersten Lamellensatzes beispielsweise um Außen- oder Innenlamellen handeln, während es sich bei den Lamellen des zweiten Lamellensatzes hingegen um Innen- oder Außenlamellen handeln kann. Anschließend wird ein erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialumformendes oder materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch Prägen, in der Reibfläche mindestens einer der Lamellen erzeugt. Darüber hinaus wird eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, besonders bevorzugt durch Fräsen, in der Reibfläche derselben Lamelle oder/und in der Reibfläche mindestens einer weiteren Lamelle erzeugt. Nach dem Erzeugen der ersten und zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der entsprechenden Reibfläche wird ein Lamellenpaket aus den Lamellen zusammengestellt, wobei die Lamellen auch die die Nuten oder/und Vertiefungen aufweisenden Lamellen umfassen. Mithin ist ein Lamellenpaket geschaffen, das zur Herstellung einer Lamellenkupplung einfach mit den Lamellenträgern der Lamellenkupplung verbunden werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Lamellen des ersten Lamellensatzes derart mit einem ersten Lamellenträger und die Lamellen des zweiten Lamellensatzes derart mit einem zweiten Lamellenträger der Lamellenkupplung verbunden, dass deren Reibflächen miteinander in Reibeingriff bringbar sind.
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Hinsichtlich weiterer Ausführungsvarianten des Verfahrens zur Herstellung der Lamellenkupplung sei auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsvarianten der Lamellenkupplung selbst verwiesen, aus denen sich für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich weitere Ausführungsvarianten des Verfahrens zur Herstellung der Lamellenkupplung ergeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Lamelle weist die nachstehend näher beschriebenen Verfahrensschritte auf. So wird zunächst eine Lamelle mit mindestens einer Reibfläche, vorzugsweise mit zwei Reibflächen auf einander abgewandten Seiten der Lamelle, bereitgestellt. Anschließend wird eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren in der mindestens einen Reibfläche der Lamelle erzeugt. Darüber hinaus wird eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, besonders bevorzugt durch Fräsen, in der mindestens einen Reibfläche der Lamelle erzeugt.
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Hinsichtlich der Vorteile sowie weiterer Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Lamelle sei auf die vorstehende Beschreibung der Lamellenkupplung und der Lamelle der erfindungsgemäßen Art verwiesen, aus der sich für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich weitere Ausführungsvarianten des Verfahrens zur Herstellung der Lamelle ergeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Lamelle umfasst das Bereitstellen der Lamelle das Bereitstellen eines Reibbelagträgers und das Befestigen eines Reibbelages, gegebenenfalls Papierreibbelages, an dem Reibbelagträger unter Ausbildung der mindestens einen Reibfläche. Hierbei erfolgt das Befestigen des Reibbelages vorzugsweise durch Kleben.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Lamelle erfolgt das Befestigen des Reibbelages an dem Reibbelagträger zeitgleich mit dem Erzeugen der ersten Art von Vertiefungen. So kann der Reibbelag beispielsweise unter Zwischenlage eines Klebstoffes mittels eines Stempels oder Ähnlichem gegen den Reibbelagträger gedrückt werden, während der Stempel oder Ähnliches eine vorbestimmte Kontur aufweist, die in die Reibfläche an dem Reibbelag geprägt wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine teilweise Seitenansicht einer Lamellenkupplung in einer ersten Ausführungsform in geschnittener Darstellung,
- 2 eine teilweise Seitenansicht einer Lamellenkupplung in einer zweiten Ausführungsform in geschnittener Darstellung,
- 3 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsvariante einer Lamelle in den Lamellenkupplungen nach den 1 und 2 in Richtung des Pfeils A,
- 4 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer Lamelle in den Lamellenkupplungen nach 1 und 2 in Richtung des Pfeils A und
- 5 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsvariante einer Lamelle in den Lamellenkupplungen nach den 1 und 2.
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1 zeigt eine Lamellenkupplung 2, die als nasslaufende Lamellenkupplung 2 ausgebildet ist und hydraulisch betätigt werden kann, wenngleich in 1 auf die Darstellung eines entsprechenden Betätigungskolbens oder Betätigungselements verzichtet wurde. In der Figur sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 der Lamellenkupplung 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Lamellenkupplung 2 um eine sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Drehachse 16 in den Umfangsrichtungen 12, 14 drehbar ist.
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Die Lamellenkupplung 2 weist einen ersten Lamellenträger 18 auf, der hier als Innenlamellenträger ausgebildet ist. Der erste Lamellenträger 18 weist einen sich im Wesentlichen in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckenden ersten Lamellentragabschnitt 20 auf, der mit einer in radialer Richtung 8 nach außen weisenden und in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufenden ersten Drehmitnahmekontur 22 versehen ist. Dem ersten Lamellenträger 18 ist ferner ein zweiter Lamellenträger 24 zugeordnet, der hier als Außenlamellenträger ausgebildet ist und einen mit dem ersten Lamellentragabschnitt 20 in radialer Richtung 8, 10 geschachtelt angeordneten zweiten Lamellentragabschnitt 26 aufweist, der sich ebenfalls im Wesentlichen in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckt. Der zweite Lamellentragabschnitt 26 weist eine in radialer Richtung 10 nach innen weisende und in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende zweite Drehmitnahmekontur 28 auf. Die beiden Drehmitnahmekonturen 22, 28 sind vorzugsweise als Verzahnungen ausgebildet.
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In radialer Richtung 8, 10 zwischen den beiden Lamellentragabschnitten 20, 26 ist ein Lamellenpaket 30 angeordnet. Das Lamellenpaket 30 weist einen ersten Lamellensatz 32 auf, dessen Lamellen 34 bis 40 als Innenlamellen ausgebildet sind, die drehfest mit dem ersten Lamellentragabschnitt 20 verbunden, jedoch in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem ersten Lamellenträger 18 verschiebbar sind. Darüber hinaus weist das Lamellenpaket 30 einen zweiten Lamellensatz 42 auf, dessen Lamellen 44 bis 52 als Außenlamellen ausgebildet und drehfest mit der zweiten Drehmitnahmekontur 28 verbunden sind, wobei die Lamellen 44 bis 52 in axialer Richtung 4, 6 relativ zu dem zweiten Lamellenträger 24 verschiebbar sind. Die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 und die Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 sind derart angeordnet, dass diese in axialer Richtung 4, 6 wechselweise aufeinanderfolgen. So weisen die Lamellen beider Lamellensätze 32, 42 jeweils eine in axiale Richtung 4 weisende erste Reibfläche 54 und eine in axiale Richtung 6 weisende zweite Reibfläche 56 auf, wobei die beiden Reibflächen 54, 56 jeweils als im Wesentlichen in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Reibflächen 54, 56 ausgebildet sind, die mithin auch als im Wesentlichen ringförmige Reibflächen 54, 56 bezeichnet werden können. Überdies sei angemerkt, dass die beiden endseitigen Lamellen, hier die Lamellen 44 und 52 lediglich eine Reibfläche 56 bzw. eine Reibfläche 54 aufweisen, zumal die in axiale Richtung 4 weisende Fläche der Lamelle 44 und die in axiale Richtung 6 weisende Seite der endseitigen Lamelle 52 nicht mit einer anderen Lamelle in Reibeingriff bringbar sind. Im Übrigen sind die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 und die Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 über die einander zugewandten Reibflächen 54, 56 miteinander in Reibeingriff bringbar, wenn das Lamellenpaket 30 in axialer Richtung 4, 6 zusammengedrückt oder komprimiert wird.
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In der Ausführungsform nach 1 sind die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 als Reibbelaglamellen ausgebildet, genauer gesagt als beidseitig mit einem Reibbelag versehene Lamellen 34 bis 40. So weisen die Lamellen 34 bis 40 jeweils einen im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildeten Reibbelagträger 58 auf, wobei an der in axiale Richtung 4 weisenden Seite des Reibbelagträgers 58 ein erster Reibbelag 60 zur Ausbildung der ersten Reibfläche 54 und an der in axiale Richtung 6 weisenden Seite des Reibbelagträgers 58 ein zweiter Reibbelag 62 befestigt ist, der der Ausbildung der zweiten Reibfläche 56 dient. Bei beiden Reibbelägen 60, 62 handelt es sich um Papierreibbeläge, die überdies auf den Reibbelagträger 58 geklebt sind. Dabei sind die Reibbeläge 60, 62 jeweils segmentiert an dem Reibbelagträger 58 befestigt, worauf später nochmals näher eingegangen werden soll. Die Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 sind hingegen als reibbelaglose Lamellen oder/und als Stahllamellen ausgebildet. In den Reibflächen 54, 56 der Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 sind Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen, während in den Reibflächen 54, 56 der Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 keinerlei Nuten oder/und Vertiefungen vorgesehen sind.
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Bevor näher auf die vorstehend genannten Vertiefungen oder/und Nuten in den Reibflächen 54, 56 eingegangen wird, soll nachstehend zunächst noch der Aufbau der zweiten Ausführungsform der Lamellenkupplung 2 gemäß 2 erläutert werden. Die zweite Ausführungsform nach 2 entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform nach 1, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung der ersten Ausführungsform im Übrigen entsprechend gilt.
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Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform weisen die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 lediglich den zuvor erwähnten ersten Reibbelag 60 auf, der der Ausbildung der in axiale Richtung 4 weisenden ersten Reibfläche 54 dient, während die in axiale Richtung 6 weisende zweite Reibfläche 56 von dem Reibbelagträger 58 selbst gebildet wird. Es handelt sich bei den Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 mithin um einseitig mit einem Reibbelag 60 versehene Lamellen 34 bis 40. Entsprechendes gilt für die Lamellen 46 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42, die ebenfalls als einseitig mit einem Reibbelag 62 versehene Lamellen ausgebildet sind, mithin einen Reibbelagträger 58 aufweisen, an dessen in axiale Richtung 4 weisende Seite ein Reibbelag 62 auf die bereits vorangehend beschriebene Art und Weise befestigt ist, um die erste Reibfläche 54 auszubilden, während die in axiale Richtung 5 weisende zweite Reibfläche 56 der Lamellen 44 bis 50 von dem Reibbelagträger 58 gebildet ist. Bei der endseitigen Lamelle 44 kann es sich jedoch wiederum um eine reibbelaglose oder Stahllamelle handeln, zumal die in axiale Richtung 4 weisende Seite der endseitigen Lamelle 44 nicht mit einer Lamelle des ersten Lamellensatzes 32 in Reibeingriff gebracht werden kann. Bei der zweiten Ausführungsform nach 2 sind die genannten Vertiefungen oder/und Nuten mithin sowohl in den Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 als auch in den Lamellen 46 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 ausgebildet, wobei die Vertiefungen oder/und Nuten stets in der von dem jeweiligen Reibbelag 62 gebildeten ersten Reibfläche 54 ausgebildet sind, während in der zweiten Reibfläche 56 keinerlei Nuten oder/und Vertiefungen vorgesehen sind.
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Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 Ausführungsvarianten der in den Lamellenkupplungen 2 nach den 1 oder/und 2 zum Einsatz kommenden Lamellen beschrieben. Im Falle der Lamellenkupplung 2 nach 1 wird dabei der Aufbau mindestens einer oder mindestens zwei Lamellen des ersten Lamellensatzes 32 beschrieben, wobei die Ausführungen sowohl lediglich die erste Reibfläche 54 oder sowohl die erste Reibfläche 54 als auch die zweite Reibfläche 56 der Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 betreffen können. Im Falle der zweiten Ausführungsform der Lamellenkupplung 2 gemäß 2 betreffen die nachstehenden Ausführungen zumindest eine oder zwei der Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 oder/und mindestens eine oder zwei der Lamellen 46 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42. Auch sei im Hinblick auf die Lamellenkupplung 2 nach 2 darauf hingewiesen, dass die 3 bis 5 zwar eine Innenlamelle zeigen, jedoch gelten die nachstehenden Ausführungen in entsprechender Weise für mindestens eine der Lamellen 46 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 mit dem einzigen Unterschied, dass anstelle der in den 3 bis 5 gezeigten Innenverzahnung eine Außenverzahnung an der jeweiligen Lamelle 46 bis 52 vorgesehen wäre, um diese mit der zweiten Drehmitnahmekontur 28 an dem zweiten Lamellentragabschnitt 26 in Drehmitnahmeverbindung bringen zu können.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform einer Lamelle 66, wobei mindestens eine der Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 in 1 oder mindestens eine Lamelle 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 oder/und mindestens eine der Lamellen 46 bis 52 in 2 in der Art der Lamelle 66 ausgebildet ist. Die erste Reibfläche 54 ist von dem Reibbelag 60 gebildet, der an der in axiale Richtung 4 weisenden Seite des Reibbelagträgers 58 auf die bereits zuvor beschriebene Weise befestigt ist, wobei die erste Reibfläche 54 im Wesentlichen in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend ausgebildet ist. In der ersten Reibfläche 54 ist eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 vorgesehen. Die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68, die vorzugsweise ein Nutmuster in Gitter- oder Wabenform ausbilden, wurde durch ein materialumformendes und somit nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren erzeugt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 durch Prägen erzeugt ist. So kann die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 beispielsweise zeitgleich mit dem Aufkleben des Reibbelages 60 auf den Reibbelagträger 58 erzeugt werden, die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 könnten jedoch ebenso geprägt worden sein, nachdem der Reibbelag 60 an dem Reibbelagträger 58 befestigt wurde. Alternativ kann es sich bei dem ersten Fertigungsverfahren auch um ein materialurformendes erstes Fertigungsverfahren handeln, bei dem der bereitgestellte Reibbelag 60 bereits bei Bereitstellung desselben mit der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 versehen wurde. Darüber hinaus weist die erste Reibfläche 54 eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 auf. Die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 bilden wiederum ein Nutmuster aus, das gitter- oder wabenförmig ausgebildet ist und in seiner Dimensionierung im Wesentlichen dem Nutmuster der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 entspricht. Dabei folgen die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 und die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 in Umfangsrichtung 12, 14 abwechselnd aufeinander. Grundsätzlich wäre es alternativ oder ergänzend jedoch auch möglich, wenn die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 und die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 in radialer Richtung 8, 10 aufeinanderfolgen, die dargestellte Ausführungsform hat jedoch den Vorteil einer vereinfachten Fertigung. Die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 ist im Gegensatz zu der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt. Hierbei kann es sich grundsätzlich um jedwedes materialabtragendes Fertigungsverfahren handeln, es ist jedoch bevorzugt, wenn es sich um ein mechanisches Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Schleifen, handelt, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 durch Fräsen erzeugt ist. Wenngleich nicht ohne Weiteres aus 3 ersichtlich, weisen die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 eine geringere Tiefe auf als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70.
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Im Falle der Lamellenkupplung 2 nach 1 sind die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 somit beidseitig mit den Reibflächen 54 und 56 mit der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 und der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 versehen, während die Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 keinerlei Nuten oder/und Vertiefungen in deren Reibflächen 54, 56 aufweisen. Im Falle der Lamellenkupplung 2 nach 2 weist hingegen mindestens eine der Lamellen 34 bis 40 und 46 bis 52 in der ersten Reibfläche 54 die erste und zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68, 70 auf, während in der der ersten Reibfläche 54 abgewandten zweiten Reibfläche 56 keine Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind. Auch ist aus der vorangehenden Beschreibung der Lamelle 66 nach 3 ersichtlich, dass die mindestens eine Lamelle 34 bis 40 und 46 bis 52 sowohl die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 als auch die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 aufweist, wobei in einer oder beiden Reibflächen 54, 56 sowohl die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 als auch die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 vorgesehen ist.
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Wie bereits vorangehend erwähnt, ist der Reibbelag 60 segmentiert an dem Reibbelagträger 58 befestigt. Dies erfolgt unter Erzeugung einer zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 72, die zwischen Reibbelagsegmenten 74 des Reibbelages 60 ausgebildet sind und sich in der dargestellten Ausführungsform von einem in radiale Richtung 10 nach innen weisenden Innenrand 76 zu einem in radiale Richtung 8 nach außen weisenden Außenrand 78 erstrecken, wobei die dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten 72 nicht nur durchgehend ausgebildet ist, sondern vielmehr auch einen Nutboden aufweist, der von dem Reibbelagträger 58 gebildet ist.
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Die 4 und 5 zeigen zwei weitere Ausführungsvarianten einer Lamelle 66, die im Wesentlichen der Ausführungsvariante von 3 entsprechen, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt. Beide Ausführungsformen nach den 4 und 5 kommen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Lamellenkupplung 2 sowohl in der Ausführungsform nach 1 als auch in der Ausführungsform nach 2 zum Einsatz. Dies bedeutet für die Lamellenkupplung 2 nach 1, dass mindestens eine der Lamellen 34 bis 40 in der Art der Lamelle 66 aus 4 ausgebildet ist, während eine weitere der Lamellen 34 bis 40 aus 1 in der Art der Lamelle 66 aus 5 ausgebildet ist. Im Falle der Lamellenkupplung 2 nach 2 ist mindestens eine der Lamellen 34 bis 40 und 46 bis 52 in der Art der Lamelle 66 aus 4 und mindestens eine der Lamellen 34 bis 40 und 46 bis 52 in der Art der Lamelle 66 aus 5 ausgebildet.
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Bei der Lamelle 66 nach 4 ist im Gegensatz zu der Lamelle 66 nach 3 lediglich die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 vorgesehen, während die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 nicht vorgesehen ist. Bei der Lamelle 66 nach 5 ist hingegen lediglich die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 vorgesehen, während die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 nicht vorgesehen ist. Dies hat bei der Lamelle 66 nach 4 den Vorteil, dass die Lamelle 66 bzw. die darin vorgesehenen Vertiefungen oder/und Nuten 68 der ersten Art lediglich durch das materialumformende erste Fertigungsverfahren gefertigt werden müssen, während bei der Lamelle 66 nach 5 der Vorteil besteht, dass diese bzw. die darin vorgesehenen Vertiefungen oder/und Nuten 70 der zweiten Art lediglich durch das materialabtragende zweite Fertigungsverfahren erzeugt werden können, so dass die Lamellen 66 nach 4 und die Lamellen 66 nach 5 voneinander getrennt, jedoch zeitgleich auf unterschiedlichen Bearbeitungsstationen gefertigt werden können.
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Das Verfahren zur Herstellung der Lamellenkupplungen 2 aus den 1 und 2 ergibt sich bereits aus der vorangehenden Beschreibung der 1 bis 5, so dass das entsprechende Herstellungsverfahren nachstehend nur nochmals kurz umrissen werden soll.
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Im Rahmen des Herstellungsverfahrens werden zunächst die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 und die Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 bereitgestellt. Im Falle der Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 gemäß 1 sowie im Falle der Lamellen 34 bis 40 und 46 bis 52 der beiden Lamellensätze 32, 42 nach 2 erfolgt das Bereitstellen derselben durch Bereitstellen des jeweiligen Reibbelagträgers 58 und Befestigen der Reibbeläge 60, 62 in Form von Papierreibbelägen an dem Reibbelagträger 58 unter Ausbildung der entsprechenden Reibflächen 54, 56. Ferner wird die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 durch das materialumformende oder/und materialurformende oder/und nicht-materialabtragende erste Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch Prägen, in der Reibfläche mindestens einer der Lamellen erzeugt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Befestigen oder Verkleben zeitgleich mit dem Erzeugen der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 68 erfolgt. Darüber hinaus wird die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 70 durch das materialabtragende zweite Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, besonders bevorzugt durch Fräsen, in der jeweiligen Reibfläche der mindestens einen Lamelle oder/und in der Reibfläche mindestens einer weiteren Lamelle erzeugt.
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Im Anschluss daran wird das Lamellenpaket 30 aus den Lamellen mitsamt den die Nuten oder/und Vertiefungen aufweisenden Lamellen zusammengestellt, wie dies in 1 oder 2 in Verbindung mit den 3 bis 5 dargestellt ist. So werden vorzugsweise die Lamellen 34 bis 40 des ersten Lamellensatzes 32 derart mit dem ersten Lamellenträger 18 und die Lamellen 44 bis 52 des zweiten Lamellensatzes 42 derart mit dem zweiten Lamellenträger 24 verbunden, dass deren Reibflächen 54 und 56 miteinander in Reibeingriff bringbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Lamellenkupplung
- 4
- axiale Richtung
- 6
- axiale Richtung
- 8
- radiale Richtung
- 10
- radiale Richtung
- 12
- Umfangsrichtung
- 14
- Umfangsrichtung
- 16
- Drehachse
- 18
- erster Lamellenträger
- 20
- erster Lamellentragabschnitt
- 22
- erste Drehmitnahmekontur
- 24
- zweiter Lamellenträger
- 26
- zweiter Lamellentragabschnitt
- 28
- zweite Drehmitnahmekontur
- 30
- Lamellenpaket
- 32
- erster Lamellensatz
- 34
- Lamelle
- 36
- Lamelle
- 38
- Lamelle
- 40
- Lamelle
- 42
- zweiter Lamellensatz
- 44
- Lamelle
- 46
- Lamelle
- 48
- Lamelle
- 50
- Lamelle
- 52
- Lamelle
- 54
- erste Reibfläche
- 56
- zweite Reibfläche
- 58
- Reibbelagträger
- 60
- erster Reibbelag
- 62
- zweiter Reibbelag
- 66
- Lamelle
- 68
- erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten
- 70
- zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten
- 72
- dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten
- 74
- Reibbelagsegmente
- 76
- Innenrand
- 78
- Außenrand
