DE102018008782A1

DE102018008782A1 - Lamelle für eine Lamellenkupplung oder -bremse, Lamellenkupplung oder -bremse mit einer solchen Lamelle und Verfahren zur Herstellung einer solchen Lamelle

Info

Publication number: DE102018008782A1
Application number: DE102018008782.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Wilhelm Schäfer; Marko Marchlewski
Original assignee: Volkswagen AG; BorgWarner Inc
Current assignee: Volkswagen AG; BorgWarner Inc
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-05-14
Also published as: KR20200054079A; US11448266B2; US20200149595A1; CN111156263B; CN111156263A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamelle (2) für eine Lamellenkupplung oder -bremse (4) mit einer ersten Reibfläche (28) und einer der ersten Reibfläche (28) abgewandten zweiten Reibfläche (34), in denen Vertiefungen oder/und Nuten (40, 42, 44) vorgesehen sind. In der ersten Reibfläche (28) ist eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40), die durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren erzeugt ist, und in der zweiten Reibfläche (34) ist eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) vorgesehen, die durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Lamellenkupplung oder -bremse (4) mit einer solchen Lamelle (2) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lamelle (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamelle für eine Lamellenkupplung oder -bremse mit einer ersten Reibfläche und einer der ersten Reibfläche abgewandten zweiten Reibfläche, in denen Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Lamellenkupplung oder -bremse mit einer solchen Lamelle sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lamelle.
Aus der Praxis sind Lamellenkupplungen und - bremsen, insbesondere nasslaufende Lamellenkupplungen oder -bremsen bekannt. Die bekannten Lamellenkupplungen weisen 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 Schmiermittel, 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 die Lamellen des ersten oder zweiten Lamellensatzes derart ausgebildet, dass diese eine erste Reibfläche und eine der ersten Reibfläche abgewandte zweite Reibfläche aufweisen, wobei in der ersten und zweiten Reibfläche Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen sind. 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 ersten und zweiten Reibfläche die genannten Eigenschaften nur begrenzt beeinflussbar sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamelle für eine Lamellenkupplung oder - bremse zu schaffen, die - ungeachtet der jeweiligen Form oder Dimensionierung der Vertiefungen oder/und Nuten innerhalb der ersten und zweiten Reibfläche - den Reibungskoeffizienten und das Schleppmoment verbessert, wobei überdies eine vereinfachte Herstellung der Lamelle möglich sein soll. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung oder -bremse mit einer derart vorteilhaften Lamelle zu schaffen. Darüber hinaus besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer solchen Lamelle anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 6 bzw. 8 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Lamelle kann beispielsweise in einer Lamellenkupplung oder -bremse eingesetzt werden. So kann es sich bei der Lamelle beispielsweise um eine Außenlamelle mit entsprechender Außenverzahnung oder um eine Innenlamelle mit entsprechender Innenverzahnung handeln. Die Lamelle ist vorzugsweise im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet. So weist die Lamelle eine erste Reibfläche, die vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist, und eine der ersten Reibfläche abgewandte zweite Reibfläche auf, die ebenfalls vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. Bezogen auf die Längs- bzw. Drehachse der jeweiligen Lamelle weisen die erste und zweite Reibfläche vorzugsweise in einander entgegengesetzte axiale Richtungen. In der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche sind Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen, die beispielsweise der Kühl- oder/und Schmiermittelspeicherung oder -führung dienen können, wenn die Lamelle in einer sogenannten nasslaufenden Lamellenkupplung oder - bremse zum Einsatz kommt. In der ersten Reibfläche der Lamelle ist eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen, wobei die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren erzeugt ist. In der der ersten Reibfläche abgewandten zweiten Reibfläche ist hingegen eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen, die 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 die beiden Arten von Vertiefungen oder/und Nuten in der Lamelle vorhanden sind. So kann dank der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche das Schleppmoment innerhalb einer Lamellenkupplung oder -bremse mit einer solchen Lamelle reduziert werden. Auch hat sich gezeigt, dass die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche einen positiven Effekt auf die Lebensdauer der Lamelle und mithin auf die Lebensdauer der Lamellenkupplung oder -bremse hat. Die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der zweiten Reibfläche führt hingegen zu einem höheren Reibungskoeffizienten, so dass das Reibverhalten der Lamelle innerhalb der Lamellenkupplung oder -bremse verbessert ist. Mithin ist eine Lamelle geschaffen, die bei geschlossener Lamellenkupplung oder - bremse eine Erhöhung des Reibungskoeffizienten einerseits und eine Verringerung des Schleppmoments andererseits zu bewirken vermag. Indem die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche vorgesehen ist, während die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der der ersten Reibfläche abgewandten zweiten Reibfläche vorgesehen ist, ist überdies die Fertigung der Lamelle gegenüber einer Lamelle vereinfacht, bei der in der ersten oder/und zweiten Reibfläche sowohl die erste Art als auch die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorhanden ist. So ist es beispielsweise möglich, zeitgleich oder zeitlich überlappend das erste Fertigungsverfahren auf die erste Reibfläche und das zweite Fertigungsverfahren auf die zweite Reibfläche anzuwenden, um die Fertigung der Vertiefungen oder/und Nuten besonders schnell zum Abschluss bringen zu können, während die Bearbeitung der ersten oder/und zweiten Reibfläche bei Lamellen mit beiden Arten von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten oder/und zweiten Reibfläche notgedrungen aufeinanderfolgende Fertigungsschritte erforderlich macht, die zu einer höheren Dauer der Herstellung beitragen.
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 Lamelle 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 oder zeitlich überlappend mit dem Anbringen des Reibbelages an der Lamelle erfolgen.
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 Lamelle 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.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamelle weist die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche eine geringere Tiefe als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der zweiten Reibfläche auf. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die Lebensdauer der Lamelle erhöht werden kann, zumal die durch Materialumformung erzeugte erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche zu einem früheren Bauteilversagen führen kann, als dies bei der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der zweiten Reibfläche mit entsprechender Tiefe der Fall ist, die durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt wurde. 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.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamelle ist die erste oder/und zweite Reibfläche von einem an einem Reibbelagträger befestigten Reibbelag gebildet. Bei dem Reibbelag handelt es sich vorzugsweise um einen Papierreibbelag. In diesem Zusammenhang hat es sich ferner 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 in der ersten Reibfläche und die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der zweiten Reibfläche zu schaffen, so dass die Herstellung der Lamelle weiter vereinfacht ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamelle 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 ersten oder/und zweiten Reibfläche erstrecken.
Um die Fertigung der Lamelle in der vorangehend beschriebenen Art und Weise zu vereinfachen, weist die erste Reibfläche keine Vertiefungen oder/und Nuten der zweiten Art oder/und die zweite Reibfläche keine Vertiefungen oder/und Nuten der ersten Art auf. Dabei ist es bevorzugt, wenn in der ersten Reibfläche ausschließlich die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten oder/und in der zweiten Reibfläche ausschließlich die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen ist. In einer abgewandelten Ausführungsvariante ist es bevorzugt, wenn in der ersten Reibfläche die zuvor erwähnte dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten und im Übrigen ausschließlich die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen ist, während in der zweiten Reibfläche alternativ oder ergänzend die zuvor erwähnte dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten und im Übrigen ausschließlich die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten vorgesehen ist. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante ist auf diese Weise der ersten Reibfläche das erste Fertigungsverfahren und der zweiten Reibfläche das zweite Fertigungsverfahren zugeordnet, wodurch zeitgleich oder sich zeitlich überlappend bearbeitet werden kann. Überdies wird die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten nicht durch das zweite Fertigungsverfahren beeinflusst, während die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten nicht durch das erste Fertigungsverfahren beeinflusst wird. Mit anderen Worten sind die Vertiefungen oder/und Nuten in beiden Reibflächen besonders exakt und unbeeinflusst herstellbar oder hergestellt.
Die erfindungsgemäße Lamellenkupplung oder - bremse ist vorzugsweise als nasslaufende Lamellenkupplung oder -bremse, besonders bevorzugt als hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung oder -bremse, ausgebildet. Die Lamellenkupplung oder -bremse 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 oder -bremse 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. Der erste oder/und zweite Lamellensatz weist mindestens eine Lamelle der erfindungsgemäßen Art auf, um die bereits vorangehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Lamelle beschriebenen Vorteile einer solchen Lamellenkupplung oder -bremse zu erzielen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung oder -bremse sind die Lamellen des ersten Lamellensatzes als Lamellen der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Art ausgebildet, während die Lamellen des zweiten Lamellensatzes keine mit Vertiefungen oder/und Nuten versehene Reibflächen aufweisen. So können die Lamellen des Lamellensatzes beispielsweise als reibbelaglose Lamellen oder Stahllamellen ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung oder -bremse weisen die ersten Reibflächen der Lamellen des ersten Lamellensatzes in eine erste axiale Richtung der Lamellenkupplung, während die zweiten Reibflächen der Lamellen des ersten Lamellensatzes in eine der ersten axialen Richtung entgegengesetzte zweite axiale Richtung der Lamellenkupplung weisen. Auf diese Weise konnte ein besonders gleichmäßiges Reib- und Verschleißverhalten erzielt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung einer Lamelle, insbesondere einer Lamelle der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art, und weist die nachstehend näher beschriebenen Verfahrensschritte auf. So wird zunächst eine Lamelle mit einer ersten Reibfläche und einer der ersten Reibfläche abgewandten zweiten Reibfläche bereitgestellt, wobei die Lamelle vorzugsweise im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist oder/und eine Innen- oder Außenverzahnung aufweist. Anschließend wird eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren in der ersten Reibfläche erzeugt, wobei es sich bei dem ersten Fertigungsverfahren vorzugsweise um Prägen handelt. 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 zweiten Reibfläche erzeugt.
Hinsichtlich der Vorteile sowie weiterer Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Lamelle sei auf die vorstehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Lamelle verwiesen, aus der sich für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich weitere Ausführungsvarianten des Verfahrens zur Herstellung der Lamelle ergeben.
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 ersten Reibfläche oder/und das Befestigen eines Reibbelages, gegebenenfalls Papierreibbelages, an dem Reibbelagträger unter Ausbildung der zweiten Reibfläche. Das Befestigen des jeweiligen Reibbelages erfolgt dabei vorzugsweise durch Kleben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Lamelle erfolgt das Befestigen des Reibbelages unter Ausbildung der ersten Reibfläche zeitgleich oder zeitlich überlappend mit dem Erzeugen der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche. 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 oder Andrückfläche aufweist, die in die Reibfläche an dem Reibbelag geprägt wird. Mithin werden hier zwei Verfahrensschritte zur Fertigung der Lamelle in vorteilhafter Weise kombiniert, um die Fertigung zu vereinfachen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Befestigen des Reibbelages an dem Reibbelagträger unter Ausbildung der ersten oder/und zweiten Reibfläche das Befestigen eines segmentierten Reibbelages unter Erzeugung einer zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten zwischen den entsprechenden Reibbelagsegmenten, so dass diese dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten auf besonders einfache und materialsparende Weise in der ersten oder/und zweiten Reibfläche zusätzlich zu der ersten oder/und zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten geschaffen werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der zweiten Reibfläche erzeugt. So kann die Lamelle sinngemäß - bei entsprechender Einspannung - beidseitig mit dem ersten bzw. zweiten Fertigungsverfahren bearbeitet werden, wodurch eine besonders schnelle Bearbeitung und Fertigstellung sichergestellt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der ersten Reibfläche mit einer geringeren Tiefe erzeugt als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten in der zweiten Reibfläche. Dies hat - wie bereits vorangehend dargelegt - einen positiven Effekt auf die Lebensdauer der Lamelle.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der ersten Reibfläche keine Vertiefungen oder/und Nuten der zweiten Art oder/und in der zweiten Reibfläche keine Vertiefungen oder/und Nuten der ersten Art erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn in der ersten Reibfläche, vorzugsweise zusammen mit der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten, ausschließlich die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten oder/und in der zweiten Reibfläche, vorzugsweise zusammen mit der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten, ausschließlich die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten erzeugt wird, um die Fertigung zu vereinfachen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Lamelle,
2 eine Rückansicht der Lamelle aus 1 und
3 eine teilweise Seitenansicht einer Lamellenkupplung mit mindestens einer Lamelle nach den 1 und 2 in geschnittener Darstellung.

Die 1 und 2 zeigen eine Lamelle 2 in Vorder- bzw. Rückansicht für eine später näher unter Bezugnahme auf 3 beschriebene Lamellenkupplung 4. Wenngleich hierin stets von einer Lamellenkupplung 4 die Rede ist, so gelten die nachstehenden Ausführungen in entsprechender Weise für eine Lamellenbremse.
In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 6, 8, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 10, 12 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 14, 16 der Lamelle 2 bzw. der Lamellenkupplung 4 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Lamelle 2 bzw. die Lamellenkupplung 4 eine sich in den axialen Richtungen 6, 8 erstreckende Drehachse 18 aufweist, um die die Lamelle 2 bzw. die Lamellenkupplung 4 drehbar ist, so dass die Umfangsrichtungen 14, 16 auch als Drehrichtungen bezeichnet werden können.
Die Lamelle 2 ist als Reibbelaglamelle ausgebildet, genauer gesagt als beidseitig mit einem Reibbelag versehene Lamelle 2. So weist die Lamelle 2 einen ringscheibenförmig ausgebildeten Reibbelagträger 20 auf, der beispielsweise als Stahl- oder Blechteil ausgebildet sein kann. Der Reibbelagträger 20 weist einen in radialer Richtung 10 nach außen weisenden außenliegenden Rand 22 und einen in radialer Richtung 12 nach innen weisenden innenliegenden Rand 24 auf. An dem innenliegenden Rand 24 ist eine Drehmitnahmekontur 26 vorgesehen, hier in Form einer Innenverzahnung. Mithin handelt es sich bei der dargestellten Lamelle 2 um eine Innenlamelle. Alternativ könnte die Drehmitnahmekontur 26 jedoch auch an dem außenliegenden Rand 22 des Reibbelagträgers 20 vorgesehen sein, so dass es sich um eine Außenlamelle handeln könnte.
Auf ihrer dem Betrachter von 1 zugewandten und in axiale Richtung 6 weisenden Seite weist die Lamelle 2 eine erste Reibfläche 28 auf, die von einem an der in axialer Richtung 6 weisenden Seite des Reibbelagträgers 20 befestigten Reibbelag 30 gebildet ist. Auf der in axiale Richtung 8 weisenden Seite des Reibbelagträgers 20 ist ebenfalls ein Reibbelag 32 befestigt, der der Ausbildung einer der ersten Reibfläche 28 abgewandten und in axialer Richtung 8 weisenden zweiten Reibfläche 34 der Lamelle 2 dient, wie dies der 2 zu entnehmen ist. Bei beiden Reibbelägen 30, 32 handelt es sich um Papierreibbeläge, die überdies auf den Reibbelagträger 20 geklebt sind. Beide Reibflächen 28, 34 sind ferner in radialer Richtung 10 nach außen durch einen Außenrand 36 und in radialer Richtung 12 nach innen durch einen Innenrand 38 begrenzt, die im Wesentlichen in Umfangsrichtung 14, 16 kreisförmig umlaufend ausgebildet sind. Dabei stimmt der Außenrand 36 im Wesentlichen mit dem außenliegenden Rand 22 des Reibbelagträgers 20 überein oder ist allenfalls geringfügig in radialer Richtung 12 nach innen gegenüber dem außenliegenden Rand 22 zurückgesetzt. Der Innenrand 38 ist hingegen in radialer Richtung 10 nach außen gegenüber dem innenliegenden Rand 24 des Reibbelagträgers 20 zurückgesetzt, hier vorzugsweise stärker zurückgesetzt, als dies bei dem Außenrand 36 gegenüber dem außenliegenden Rand 22 der Fall ist.
In der ersten Reibfläche 28 ist eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 vorgesehen. Die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40, 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 40 durch Prägen erzeugt ist. So kann die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 beispielsweise zeitgleich mit dem Aufkleben des Reibbelages 30 auf den Reibbelagträger 20 erzeugt werden, die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 könnte jedoch ebenso geprägt worden sein, nachdem der Reibbelag 30 an dem Reibbelagträger 20 befestigt wurde. Alternativ kann es sich bei dem ersten Fertigungsverfahren auch um ein materialurformendes erstes Fertigungsverfahren handeln, bei dem der bereitgestellte Reibbelag 30 bereits bei Bereitstellung desselben mit der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 versehen wurde.
In der zweiten Reibfläche 34 ist hingegen eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 vorgesehen. Die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 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 40 entspricht, wie dies der 2 entnommen werden kann. Die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 ist im Gegensatz zu der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt. Hierbei kann es sich grundsätzlich um jedwedes materialabtragende Fertigungsverfahren handeln, es ist jedoch bevorzugt, wenn es sich um ein mechanisches Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Schleifen, handelt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 durch Fräsen erzeugt ist. Wenngleich nicht ohne Weiteres aus den 1 und 2 ersichtlich, so weist die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 eine geringere Tiefe, also eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung 6, 8, auf als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42.
Wie bereits vorangehend dargelegt, wurden die Reibbeläge 30, 32 an dem Reibbelagträger 20 befestigt, wobei die Reibbeläge 30, 32 segmentiert an dem Reibbelagträger 20 befestigt wurden. Dies erfolgte unter Erzeugung einer zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 44, die zwischen Reibbelagsegmenten 46 des jeweiligen Reibbelages 30 bzw. 32 ausgebildet sind und sich im Wesentlichen von dem Innenrand 38 in radialer Richtung 10 nach außen zu dem Außenrand 36 erstrecken, wobei die dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten 44 nicht nur durchgehend ausgebildet ist, sondern vielmehr auch einen Nutboden aufweist, der von dem Reibbelagträger 20 gebildet ist.
Hinsichtlich des Aufbaus der Lamelle 2 ist somit zunächst festzuhalten, dass die erste Reibfläche 28 keine Vertiefungen oder/und Nuten 42 der zweiten Art aufweist, während die zweite Reibfläche 34 keine Vertiefungen oder/und Nuten 40 der ersten Art aufweist. Vielmehr sind in der ersten Reibfläche 28 - mit Ausnahme der Vertiefungen oder/und Nuten 44 der dritten Art - ausschließlich Vertiefungen oder/und Nuten 40 der ersten Art vorgesehen, während in der zweiten Reibfläche 34 - mit Ausnahme der Vertiefungen oder/und Nuten 44 der dritten Art - ausschließlich Vertiefungen oder/und Nuten 42 der zweiten Art vorgesehen sind.
3 zeigt die Lamellenkupplung 4. Die Lamellenkupplung 4 ist als nasslaufende Lamellenkupplung 4 ausgebildet und kann hydraulisch betätigt werden, wenngleich in 3 auf die Darstellung eines entsprechenden Betätigungskolbens oder Betätigungselements verzichtet wurde. Die Lamellenkupplung 4 weist einen ersten Lamellenträger 48 auf, der als Innenlamellenträger ausgebildet ist. Der erste Lamellenträger 48 weist einen sich im Wesentlichen in den axialen Richtungen 6, 8 erstreckenden ersten Lamellentragabschnitt 50 auf, der mit einer in radialer Richtung 10 nach außen weisenden und in Umfangsrichtung 14, 16 umlaufenden ersten Drehmitnahmekontur 52 versehen ist. Dem ersten Lamellenträger 48 ist ferner ein zweiter Lamellenträger 54 zugeordnet, der hier als Außenlamellenträger ausgebildet ist und einen mit dem ersten Lamellentragabschnitt 50 in radialer Richtung 10, 12 geschachtelt angeordneten zweiten Lamellentragabschnitt 56 aufweist, der sich ebenfalls im Wesentlichen in den axialen Richtungen 6, 8 erstreckt. Der zweite Lamellentragabschnitt 56 weist eine in radialer Richtung 12 nach innen weisende und in Umfangsrichtung 14, 16 umlaufende zweite Drehmitnahmekontur 58 auf. Die beiden Drehmitnahmekonturen 52, 58 sind vorzugsweise als Verzahnungen ausgebildet.
In radialer Richtung 10, 12 zwischen den beiden Lamellentragabschnitten 50, 56 ist ein Lamellenpaket 60 angeordnet. Das Lamellenpaket 60 weist einen ersten Lamellensatz 62 auf, wobei die Lamellen des ersten lamellensatzes 62 von den unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen Lamellen 2 gebildet sind. So stehen die Drehmitnahmekonturen 26 der Lamellen 2 des ersten Lamellensatzes 62 mit der ersten Drehmitnahmekontur 52 des Lamellentragabschnitts 50 des ersten Lamellenträgers 48 in Drehmitnahmeeingriff, sind jedoch in axialer Richtung 6, 8 relativ zu dem ersten Lamellenträger 48 verschiebbar. Darüber hinaus weist das Lamellenpaket 60 einen zweiten Lamellensatz 64 auf, dessen Lamellen 66 als Außenlamellen ausgebildet und mit der zweiten Drehmitnahmekontur 58 des zweiten Lamellenträgers 54 in Drehmitnahmeeingriff stehen, wobei die Lamellen 66 in axialer Richtung 6, 8 relativ zu dem zweiten Lamellenträger 54 verschiebbar sind. Die Lamellen 2 des ersten Lamellensatzes 62 und die Lamellen 66 des zweiten Lamellensatzes 64 sind derart angeordnet, dass diese in axialer Richtung 6, 8 wechselweise aufeinander folgen, wobei die Lamellen 66 des zweiten Lamellensatzes 64 als reibbelaglose Lamellen oder Stahllamellen ausgebildet sind. Mithin können die Lamellen 2 des ersten Lamellensatzes 62 und die Lamellen 66 des zweiten Lamellensatzes 64 durch Zusammendrücken des Lamellenpakets 60 über einander zugewandte Reibflächen miteinander in Reibeingriff gebracht werden. Während die Lamellen 2 des ersten Lamellensatzes 62 die vorstehend näher beschriebenen Vertiefungen oder/und Nuten 40, 42, 44 in der ersten und zweiten Reibfläche 28, 34 aufweisen, sind in den Lamellen 66 des zweiten Lamellensatzes 64 keine Vertiefungen oder/und Nuten in den entsprechenden Reibflächen vorgesehen. Auch weisen die ersten Reibflächen 28 der Lamellen 2 des ersten Lamellensatzes 62 in die axiale Richtung 6 der Lamellenkupplung 4, während deren zweite Reibflächen 34 in die der axialen Richtung 6 entgegengesetzte axiale Richtung 8 der Lamellenkupplung 4 weisen.
Im Rahmen der Herstellung der Lamelle 2 nach den 1 bis 3 wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird eine Lamelle 2 mit einer ersten Reibfläche 28 und einer zweiten Reibfläche 34, die der ersten Reibfläche 28 abgewandt ist, bereitgestellt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Bereitstellen der Lamelle 2 das Bereitstellen des Reibbelagträgers 20 und das Befestigen der Reibbeläge 30, 32, gegebenenfalls der Papierreibbeläge, an dem Reibbelagträger 20 unter Ausbildung der ersten Reibfläche 28 und der zweiten Reibfläche 34.
Ferner wird die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch Prägen, in der ersten Reibfläche 28 erzeugt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Befestigen des Reibbelages 30 unter Ausbildung der ersten Reibfläche 28 zeitgleich oder zeitlich überlappend mit dem Erzeugen der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 in der ersten Reibfläche 28 erfolgt. So könnten die Reibbelagsegmente 46 des Reibbelages 30 unter Zwischenlage von Klebstoff auf die in axiale Richtung 6 weisende Seite des Reibbelagträgers 20 gedrückt oder gepresst werden, wobei der hierfür verwendete Stempel oder Ähnliches eine entsprechende Kontur aufweisen könnte, die gleichzeitig die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 in dem entsprechenden Reibbelagsegment 46 erzeugt, vorzugsweise durch Prägen.
Darüber hinaus wird die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, besonders bevorzugt durch Fräsen, in der zweiten Reibfläche 34 erzeugt. Auch hier kann das Fertigungsverfahren beschleunigt werden, wenn die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 erzeugt wird, indem beispielsweise die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 auf die vorstehend beschriebene Weise in dem Reibbelag 30 erzeugt wird, während zeitgleich oder zeitlich überlappend das materialabtragende zweite Fertigungsverfahren zur Erzeugung der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42 in der von dem Reibbelag 32 gebildeten zweiten Reibfläche 34 durchgeführt wird.
Darüber hinaus sollte die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten 40 mit einer geringeren Tiefe erzeugt werden als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten 42, wobei in der ersten Reibfläche 28 - wie bereits vorangehend erläutert - keine Vertiefungen oder/und Nuten 42 der zweiten Art oder/und in der zweiten Reibfläche 34 keine Vertiefungen oder/und Nuten 40 der ersten Art erzeugt werden sollten. Um das Fertigungsverfahren dabei noch weiter zu vereinfachen, sollten in der ersten Reibfläche 28 ausschließlich Vertiefungen oder/und Nuten 40, 44 der ersten und dritten Art und in der zweiten Reibfläche 34 ausschließlich Vertiefungen oder/und Nuten 42, 44 der zweiten und dritten Art erzeugt werden. Wie bereits vorangehend dargelegt, werden die Vertiefungen oder/und Nuten 44 der dritten Art dabei in vorteilhafter Weise durch das segmentierte Befestigen des jeweiligen Reibbelages 30 bzw. 32 an dem Reibbelagträger 20 erzeugt.
Bezugszeichenliste

2: Lamelle
4: Lamellenkupplung
6: axiale Richtung
8: axiale Richtung
10: radiale Richtung
12: radiale Richtung
14: Umfangsrichtung
16: Umfangsrichtung
18: Drehachse
20: Reibbelagträger
22: außenliegender Rand
24: innenliegender Rand
26: Drehmitnahmekontur
28: erste Reibfläche
30: Reibbelag
32: Reibbelag
34: zweite Reibfläche
36: Außenrand
38: Innenrand
40: erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten
42: zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten
44: dritte Art von Vertiefungen oder/und Nuten
46: Reibbelagsegmente
48: erster Lamellenträger
50: erster Lamellentragabschnitt
52: erste Drehmitnahmekontur
54: zweiter Lamellenträger
56: zweiter Lamellentragabschnitt
58: zweite Drehmitnahmekontur
60: Lamellenpaket
62: erster Lamellensatz
64: zweiter Lamellensatz
66: Lamellen

Claims

Lamelle (2) für eine Lamellenkupplung oder -bremse (4) mit einer ersten Reibfläche (28) und einer der ersten Reibfläche (28) abgewandten zweiten Reibfläche (34), in denen Vertiefungen oder/und Nuten (40, 42, 44) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Reibfläche (28) eine erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40), die durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren erzeugt ist, und in der zweiten Reibfläche (34) eine zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) vorgesehen ist, die durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren erzeugt ist.
Lamelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) durch Prägen oder/und die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch Fräsen, erzeugt ist.
Lamelle (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) eine geringere Tiefe aufweist als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42).
Lamelle (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder/und zweite Reibfläche (28; 34) von einem an einem Reibbelagträger (20) befestigten Reibbelag (30; 32), vorzugsweise einem Papierreibbelag, gebildet ist/sind, wobei der Reibbelag (30; 32) besonders bevorzugt auf den Reibbelagträger (20) geklebt oder/und, gegebenenfalls unter Erzeugung einer zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (44), segmentiert an dem Reibbelagträger (20) befestigt ist.
Lamelle (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reibfläche (28) keine Vertiefungen oder/und Nuten (42) der zweiten Art oder/und die zweite Reibfläche (34) keine Vertiefungen oder/und Nuten (40) der ersten Art aufweist, wobei in der ersten Reibfläche (28), vorzugsweise zusammen mit der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (44), besonders bevorzugt ausschließlich die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) oder/und in der zweiten Reibfläche (34), vorzugsweise zusammen mit der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (44), besonders bevorzugt ausschließlich die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) vorgesehen ist.
Lamellenkupplung oder - bremse (4), vorzugsweise eine nasslaufende Lamellenkupplung oder -bremse (4), besonders bevorzugt eine hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung oder -bremse (4), mit einem ersten Lamellensatz (62), der drehfest mit einem ersten Lamellenträger (48) verbunden ist, und einem zweiten Lamellensatz (64), der drehfest mit einem zweiten Lamellenträger (54) verbunden ist, wobei die Lamellen (2, 66) der beiden Lamellensätze (62, 64) über Reibflächen miteinander in Reibeingriff bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder/und zweite Lamellensatz (62; 64) mindestens eine Lamelle (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
Lamellenkupplung oder -bremse (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (2) des ersten Lamellensatzes (62) als Lamellen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind, während die Lamellen (66) des zweiten Lamellensatzes (64) keine mit Vertiefungen oder/und Nuten versehene Reibflächen aufweisen, wobei vorzugsweise die ersten Reibflächen (28) der Lamellen (2) des ersten Lamellensatzes (62) in eine erste axiale Richtung (6) der Lamellenkupplung (4) und die zweiten Reibflächen (34) der Lamellen (2) des ersten Lamellensatzes (62) in eine der ersten axialen Richtung (6) entgegengesetzte zweite axiale Richtung (8) der Lamellenkupplung (4) weisen.
Verfahren zur Herstellung einer Lamelle (2), insbesondere einer Lamelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den Verfahrensschritten Bereitstellen einer Lamelle mit einer ersten Reibfläche (28) und einer der ersten Reibfläche (28) abgewandten zweiten Reibfläche (34), Erzeugen einer ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) durch ein materialumformendes oder/und materialurformendes oder/und nicht-materialabtragendes erstes Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch Prägen, in der ersten Reibfläche (28) und Erzeugen einer zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) durch ein materialabtragendes zweites Fertigungsverfahren, vorzugsweise durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, besonders bevorzugt durch Fräsen, in der zweiten Reibfläche (34).
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Bereitstellen der Lamelle das Bereitstellen eines Reibbelagträgers (20) und das Befestigen eines Reibbelages (30), gegebenenfalls Papierreibbelages, an dem Reibbelagträger (20) unter Ausbildung der ersten Reibfläche (28) oder/und das Befestigen eines Reibbelages (32), gegebenenfalls Papierreibbelages, an dem Reibbelagträger (20) unter Ausbildung der zweiten Reibfläche (34) umfasst, wobei das Befestigen des Reibbelages (30) unter Ausbildung der ersten Reibfläche (28) vorzugsweise zeitgleich oder zeitlich überlappend mit dem Erzeugen der ersten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) in der ersten Reibfläche (28) erfolgt oder/und das Befestigen des Reibbelages (30; 32) unter Ausbildung der ersten oder/und zweiten Reibfläche (28; 34) vorzugsweise das Befestigen eines segmentierten Reibbelages (30; 32) unter Erzeugung einer zwischenliegenden dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (44) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei dem die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der zweiten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) erzeugt wird, oder/und die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) mit einer geringeren Tiefe erzeugt wird als die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42), oder/und in der ersten Reibfläche (28) keine Vertiefungen oder/und Nuten (42) der zweiten Art oder/und in der zweiten Reibfläche (34) keine Vertiefungen oder/und Nuten (40) der ersten Art erzeugt werden, wobei in der ersten Reibfläche (28), vorzugsweise zusammen mit der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (44), besonders bevorzugt ausschließlich die erste Art von Vertiefungen oder/und Nuten (40) oder/und in der zweiten Reibfläche (34), vorzugsweise zusammen mit der dritten Art von Vertiefungen oder/und Nuten (44), besonders bevorzugt ausschließlich die zweite Art von Vertiefungen oder/und Nuten (42) erzeugt wird.