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Die Erfindung betrifft ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung, mit mindestens einer kreisringscheibenartigen Reibfläche, die Nuten umfasst, die in einem Sunbeamdesign angeordnet sind. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Nutmuster für ein derartiges Reibteil.
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Nutmuster im Sunbeamdesign sind an sich bekannt. Aus der deutschen Übersetzung
DE 600 32 442 T2 der europäischen Patentschrift
EP 1 106 855 B1 ist ein ringförmiger Reibkupplungsbelag für eine Mehrlamellenkupplung mit einem inneren Rand und einem äußeren Rand bekannt, der unterschiedliche Arten von Nuten aufweist, die unterschiedlich gruppiert sind. Aus der amerikanischen Offenlegungsschrift
US 2007/0000747 A1 ist eine Nasskupplungsreibplatte bekannt, umfassend eine mit einer Antriebsseite verbundene Metallplatte, an beiden Seitenflächen derselben befestigte Reibungsmaterialschichten und eine Kühleinrichtung mit einer Ausstoßnut, die an einer der Reibungsmaterialschichten ausgebildet ist und eine Neigung aufweist. Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2015 200 857 B4 ist ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung bekannt, aufweisend einen Reibbelagträger und eine Vielzahl an Reibbelägen, die auf wenigstens einer Seite des Reibbelagträgers in einem Winkel zur Drehachse des Reibteils über die gesamte Breite des Reibbelagträgers geneigt angeordnet sind und durch jeweils eine zwischen den Reibbelägen über die gesamte Breite des Reibbelagträgers verlaufende erste Nut voneinander getrennt sind, wobei mindestens eine zweite Nut zumindest teilweise in die Reibbeläge eingebracht ist, um wenigstens ein erstes Teilsegment und ein zweites Teilsegment auszubilden, wobei die zweite Nut in einem Winkel von fünfundsiebzig bis einhundertfünf Grad gegenüber einer gedachten in Längsrichtung der Reibbeläge verlaufenden Mittellinie eingebracht ist, wobei die zweite Nut als in Umfangsrichtung nichtkreisförmige, gerade Nut ausgeführt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung, mit mindestens einer kreisringscheibenartigen Reibfläche, die Nuten umfasst, die in einem Sunbeamdesign angeordnet sind, funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung, mit mindestens einer kreisringscheibenartigen Reibfläche, die Nuten umfasst, die in einem Sunbeamdesign angeordnet sind, dadurch gelöst, dass die Nuten eine Nutbreite aufweisen, die gegenüber einer herkömmlichen Nutbreite so weit reduziert ist, dass sich eine Nettoreibfläche ergibt, die größer als sechzig Prozent, insbesondere größer als fünfundsechzig Prozent ist. Die Nutbreite wird zum Beispiel um zwanzig bis dreißig Prozent reduziert. Besonders vorteilhaft wird die Nutbreite um etwa vierzig Prozent reduziert, zum Beispiel von zwei auf weniger als zwei Millimeter, zum Beispiel insbesondere auf 1,2 Millimeter. Durch die reduzierte Nutbreite kann die Nettoreibfläche wirksam vergrößert werden. Als Nettoreibfläche wird eine Fläche des Reibteils bezeichnet, die im Betrieb des Reibteils in Kontakt mit einer Gegenfläche kommt, die zum Beispiel an einer Stahllamelle ausgebildet ist. Die Nettoreibfläche ergibt sich, wenn von einer Bruttoreibfläche eine Nutfläche abgezogen wird, welche die Nuten in der Reibfläche einnehmen. Bei dem beanspruchten Sunbeamdesign handelt es sich um ein Nutmuster mit Radialschrägnuten, mit Vertikalnuten und mit Horizontalnuten. Die Radialschrägnuten sind vorzugsweise über den gesamten Umfang des Reibteils gleichmäßig voneinander beabstandet. Aus dem Begriff Radialschrägnuten ergibt sich, dass die Radialschrägnuten schräg zu einer radialen Richtung angeordnet sind. Ein Winkel zwischen einer Radialen und einer Radialschrägnut beträgt zum Beispiel etwa zwanzig Grad oder etwas mehr als zwanzig Grad. Die Radialschrägnuten sind in dem Sunbeamdesign vorzugsweise alle in dem gleichen Winkel zu der jeweils radialen Richtung schräg gestellt. Die Vertikalnuten verlaufen vorzugsweise in zwei diametral angeordneten Vertikalnutabschnitten parallel zueinander. Die Horizontalnuten verlaufen vorzugsweise ebenfalls in zwei diametral angeordneten Horizontalnutabschnitten parallel zueinander. Die Vertikalnuten erstrecken sich dabei senkrecht zu den Horizontalnuten.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Nutanteil kleiner als vierzig Prozent, insbesondere kleiner als fünfunddreißig Prozent, ist. Die Nuten nehmen eine auch als Nutfläche bezeichnete Teilfläche der Bruttoreibfläche ein. Die Nutfläche ergibt sich aus der Anzahl und der Größe beziehungsweise Fläche der Nuten. Aus dem Verhältnis der Nutfläche zur Bruttoreibfläche ergibt sich der Nutanteil. Durch den beanspruchten Prozentwert des Nutanteils wird sichergestellt, dass im Betrieb des Reibteils ausreichend Kühlmedium durch die Nuten transportiert werden kann.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche mehr als fünf Vertikalnuten und mehr als fünf Horizontalnuten umfasst. Dabei werden zwei Horizontalnuten, die sich durch die beiden diametral angeordneten Horizontalnutabschnitte erstrecken, jeweils als eine Horizontalnut gezählt. Analog wird bei der Zählung der Vertikalnuten vorgegangen. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen wurden mit sieben Vertikalnuten und mit sieben Horizontalnuten in der Reibfläche sehr gute Ergebnisse erzielt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche mehr als fünfzig Radialschrägnuten umfasst. Die mehr als fünfzig Radialschrägnuten sind über einen Umfang der Reibfläche gleichmäßig voneinander beabstandet. Bei den Untersuchungen und Versuchen wurden mit sechsundfünfzig Radialschrägnuten sehr gute Ergebnisse erzielt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Bruttoreibfläche größer als sechstausend Quadratmillimeter ist. Die Bruttoreibfläche ist die Fläche, die der Reibbelag ohne Nuten aufweisen würde. Die Bruttoreibfläche ergibt sich aus der Differenz einer Fläche, die ein Außendurchmesser des Reibbelags aufspannt, abzüglich einer Fläche, die ein Innendurchmesser des Reibbelags aufspannt. Bei den vorab beschriebenen Versuchen und Untersuchungen wurden Reibteile mit einer Bruttoreibfläche von etwas mehr als sechstausendvierhundert Quadratmillimetern verwendet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite aller Nuten kleiner als zwei Millimeter, insbesondere kleiner als 1,5 Millimeter, ist. Diese Nutbreite hat sich insbesondere in Kombination mit der vorab beschriebenen Anzahl der Nuten in einer vorab beschriebenen Bruttoreibfläche als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite auf 1,2 Millimeter reduziert ist. Bei den vorab beschriebenen Versuchen und Untersuchungen wurde mit einer Nutbreite von 1,2 Millimeter ein optimales Resultat erzielt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche einen Innendurchmesser aufweist, der größer als einhundert Millimeter ist. Der Innendurchmesser bei dem in den Versuchen untersuchten Reibteil hatte 104,15 Millimeter.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als einhundertfünfzig Millimeter ist. Das in den Versuchen untersuchte Reibteil hatte einen Außendurchmesser von einhundertachtunddreißig Millimeter.
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Die Nuten in dem beanspruchten Reibteil haben vorzugsweise alle durchgehend die gleiche Nutbreite. Das bedeutet, dass die Nutbreite von radial innen nach radial außen durchgehend konstant ist.
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Allerdings haben nicht alle Nuten die gleiche Nuttiefe. Die Radialschrägnuten gehen vorzugsweise durch bis auf ein Trägerelement, insbesondere ein Trägerblech, auf welchem Reibbelagstücke, die zur Darstellung der Radialschrägnuten dienen, zum Beispiel aufgeklebt sind. Die Vertikalnuten und die Horizontalnuten haben eine kleinere Tiefe. Die Horizontalnuten und die Vertikalnuten sind vorzugsweise etwa halb so tief wie die Radialschrägnuten.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Reibteils ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche an einem Reibbelag vorgesehen ist, der an einem Trägerelement befestigt ist. Das Trägerelement kann einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der Reibbelag ist vorzugsweise aus einer Vielzahl von Reibbelagstücken gebildet. Die Reibbelagstücke sind vorzugsweise so ausgeführt und angeordnet, dass sich das beanspruchte Nutmuster ergibt. Die Reibbelagstücke werden auch als Reibbelagpads bezeichnet. Je nach Ausführung des Nutmusters kann auch nur ein Teil der Nuten von den Reibbelagstücken gebildet werden. Ein anderer Teil der Nuten kann, zum Beispiel durch einen Prägevorgang, in den Reibbelag eingebracht werden. Daraus ergeben sich dann unterschiedliche Nuttiefen in dem Reibbelag. Bei dem Reibbelag selbst handelt es sich vorzugsweise um einen Papierbelag. Je nach Ausführung kann der Reibbelag aus einem Stück Papierbelag gefertigt sein. Es ist aber auch möglich, dass der Reibbelag aus mehreren Reibbelagstücken gebildet ist, die wiederum aus einem Papierbelag ausgeschnitten sind.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine Reiblamelle mit einem vorab beschriebenen Reibteil für eine nasslaufende Lamellenkupplung oder Lamellenbremse. Das Reibteil ist vorzugsweise auf beiden Seiten mit einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit dem Nutmuster versehen, wie es vorab beschrieben ist. Das Reibteil wird im Betrieb der Reiblamelle mit seinen einander abgewandten Reibflächen zum Beispiel zwischen zwei Stahllamellen angeordnet.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Nutmuster für ein vorab beschriebenes Reibteil. Das Nutmuster wird durch die Nuten definiert, insbesondere durch die Anzahl der Nuten, und die Ausführung der Nuten, insbesondere die Nutbreite.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
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In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Reibteil für eine reibschlüssig arbeitende Vorrichtung mit einer kreisringscheibenartigen Reibfläche mit Nuten in der Draufsicht dargestellt, die in einem Sunbeamdesign angeordnet sind.
- In 1 ist ein Reibteil 1 in der Draufsicht auf eine Reibfläche 17 dargestellt. Das Reibteil 1 umfasst einen Reibbelagträger 2, an welchem ein mehrteiliger Reibbelag 3 befestigt ist. Bei dem Reibbelag 3 handelt es sich vorzugsweise um einen Papierbelag.
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Der Reibbelag 3 umfasst eine Vielzahl von Reibbelagstücken 4, 5, 6. Die Reibbelagstücke 4, 5, 6 sind zum Beispiel aus einem Papierbelag ausgeschnitten und werden auch als Reibbelagpads bezeichnet, die wiederum verkürzt auch als Pads bezeichnet werden.
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Die Reibbelagstücke 4 bis 6 sind so auf dem Reibbelagträger 2 angeordnet, dass sich zwischen zwei benachbarten Reibbelagstücken 4, 5; 5, 6 jeweils eine Radialschrägnut 7, 8, 9 ergibt. Die Radialschrägnuten 7, 8, 9 sind, jeweils bezogen auf eine Radiale, in einem gleichen Winkel von etwa zwanzig Grad, schräg angeordnet. Der Begriff radial bezieht sich auf eine Drehachse 10 des Reibteils 1.
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Die Reibfläche 17, die mit dem Reibbelag 3 dargestellt wird, umfasst einen Innenradius 18 und einen Außenradius 19. So ergibt sich eine kreisringartige Reibfläche 17, die durch die Radialschrägnuten 7, 8, 9 unterteilt ist. Innen an dem Reibbelagträger 2 ist eine Innenverzahnung 20 ausgebildet. Die Innenverzahnung 20 dient zur Darstellung einer formschlüssigen Verbindung mit einem (nicht dargestellten) Lamellenträger.
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In der Reibfläche 17 sind darüber hinaus Vertikalnuten 11, 12 und Horizontalnuten 13, 14 vorgesehen. Die Vertikalnuten 11, 12 sind in zwei diametral angeordnete Vertikalnutabschnitten angeordnet. Ein in 1 gezeigtes Nutmuster 21 umfasst insgesamt sieben Vertikalnuten 11, 12. Dabei wird jeweils eine Nut in den diametralen Vertikalnutabschnitten nur einmal gezählt. Analog sind in zwei diametral angeordneten Horizontalnutabschnitten insgesamt sieben Horizontalnuten 13, 14 angeordnet.
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Das Nutmuster 21, in welchem die Radialschrägnuten 7 bis 9 und die Vertikalnuten 11, 12 sowie die Horizontalnuten 13, 14 angeordnet sind, wird auch als Sunbeamdesign bezeichnet. Dabei haben die Vertikalnuten 11, 12 und die Horizontalnuten 13, 14 eine etwa halb so große Nuttiefe wie die Radialschrägnuten 7, 8, 9. Die Radialschrägnuten 7, 8, 9 erstrecken sich bis auf den Reibbelagträger 2. Die Vertikalnuten 11, 12 und die Horizontalnuten 13, 14 haben nur etwa die Hälfte der Dicke eines Papierbelags, der zur Darstellung der Reibbelagstücke 4 bis 6 verwendet wird.
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Alle Nuten 7 bis 9 und 11 bis 14 haben eine Nutbreite 15, 16 von 1,2 Millimeter. Durch diese Reduzierungen der Nutbreite gegenüber einem herkömmlichen Nutdesign kann die wirksame Reibfläche 17, die auch als Nettoreibfläche bezeichnet wird, so vergrößert werden, dass unerwünschte Probleme mit einem negativen Reibwertgradienten nicht mehr auftreten. Dadurch kann die Funktion des Reibteils 1 im Betrieb deutlich verbessert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibteil
- 2
- Reibbelagträger
- 3
- Reibbelag
- 4
- Reibbelagstück
- 5
- Reibbelagstück
- 6
- Reibbelagstück
- 7
- Radialschrägnut
- 8
- Radialschrägnut
- 9
- Radialschrägnut
- 10
- Drehachse
- 11
- Vertikalnuten
- 12
- Vertikalnuten
- 13
- Horizontalnuten
- 14
- Horizontalnuten
- 15
- Nutbreite
- 16
- Nutbreite
- 17
- Reibfläche
- 18
- Innenradius
- 19
- Außenradius
- 20
- Innenverzahnung
- 21
- Nutmuster
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60032442 T2 [0002]
- EP 1106855 B1 [0002]
- US 2007/0000747 A1 [0002]
- DE 102015200857 B4 [0002]
