WO2022156840A1 - Friction lamella with a groove pattern formed by a friction lining pad - Google Patents

Friction lamella with a groove pattern formed by a friction lining pad Download PDF

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WO2022156840A1
WO2022156840A1 PCT/DE2021/100948 DE2021100948W WO2022156840A1 WO 2022156840 A1 WO2022156840 A1 WO 2022156840A1 DE 2021100948 W DE2021100948 W DE 2021100948W WO 2022156840 A1 WO2022156840 A1 WO 2022156840A1
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friction lining
friction
pads
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Benjamin Baerwald
Christian DENDA
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/648—Clutch-plates; Clutch-lamellae for clutches with multiple lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/72—Features relating to cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D2069/004—Profiled friction surfaces, e.g. grooves, dimples

Definitions

  • the invention relates to a groove pattern for friction plates with the features according to the preamble of claim 1.
  • EP 20 66 911 B1 discloses friction disks with a Y-shaped groove pattern distributed over the circumference in the radial direction.
  • WO 2018 171 834 A1 and WO 2018 171 835 A1 disclose a pad geometry made up of pentagonal friction lining pads.
  • the invention is based on the object of minimizing the drag losses in friction discs by means of a suitable groove pattern (cf. FIG. 2).
  • the groove pattern according to the invention for friction disks therefore provides that the groove pattern is formed by means of friction lining pads and the friction lining pads have a pentagonal shape, with the corners being rounded off.
  • the pentagonal shape of the friction lining pads is basically composed of a rectangle and an isosceles triangle with a base that coincides with one side of the rectangle.
  • a preferred embodiment of the groove pattern is characterized in that all five pad interior angles have a degree of between 85 and 135 degrees. Included in each pad corner is a pad interior angle.
  • a further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that all 5 pad corners are rounded along the peripheral contour. This has proven advantageous with regard to the flow around the friction lining pads.
  • Another preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that the rounding radii in the pad corners are greater than or equal to one millimeter. This has proven advantageous with regard to the flow around the friction lining pads.
  • a further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that identical or almost identical friction lining pads are arranged in a two-row pad design.
  • all of the friction lining pads are of substantially the same shape and size.
  • Friction lining pads arranged in a radially inner row are advantageously directed radially outwards with their tips.
  • Friction lining pads arranged in a radially outer row are advantageously directed radially inwards with their tips.
  • the friction lining pads arranged in two rows are offset from one another in the circumferential direction in such a way that essentially Y-shaped grooves result between the friction lining pads.
  • each tip of a friction lining pad is assigned a branching point which is spaced apart in the radial direction from an inner or outer peripheral edge of the groove pattern.
  • the friction lining pads have widths and heights that have a width to height ratio that is less than two for each friction lining pad.
  • the width-to-height ratio of the friction lining pads is preferably between 1.5 and 1.7. This The width-to-height ratio advantageously applies both to so-called inner pads arranged in an inner row and to so-called outer pads arranged in an outer row.
  • the groove pattern has inner webs with a width or a cross section that is smaller than twice the width or twice the cross section of branching intermediate grooves, which in turn is smaller, in particular narrower, i.e. less wide than the outer ridges of the groove pattern.
  • the friction lining pads are preferably designed and arranged in the groove pattern in such a way that the cross-section through which flow occurs in the groove pattern is reduced by ten percent from the outside to the inside.
  • a further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that the groove angles of the intermediate grooves are between 90 and 100 degrees.
  • a particularly preferred groove angle of the intermediate grooves is 90.2 degrees.
  • a further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that the outer webs have a radial extension that makes up 10 percent to 20 percent of the radial extension of the groove pattern.
  • the outer webs particularly advantageously have a radial extent of 13.5 percent of the radial extent of the groove pattern.
  • the invention also relates to a friction lining pad for a groove pattern as described above.
  • the friction lining pads can be traded separately.
  • FIG. 4 dimensioning of the groove design according to the invention
  • FIG. 5 dimensioning of the groove design according to the invention
  • FIG. 6 dimensioning of the groove design according to the invention
  • FIG. 7 An inner pad of the groove design according to the invention
  • FIG. 8 An outer pad of the groove design according to the invention
  • branching angle (8) is between 90° and 100°, preferably 90.2°.
  • the cross-section of the groove increases from the inside to the outside (5)(6)(7) (diffuser effect) and creates an additional pressure reduction in the groove and thus shifts the intake of air to low speeds. The drag torque can thus be further reduced.
  • FIG. 1 three Cartesian coordinate diagrams are shown one above the other.
  • a speed during operation of the wet-running multi-plate clutch 1 with the friction part 15 is plotted in a suitable unit on an x-axis 20 .
  • a volume flow is plotted in a suitable unit on a y-axis 21 .
  • a gap filling degree is plotted in a suitable unit on a y-axis 22 .
  • a drag torque is plotted in a suitable unit on a y-axis 23 .
  • FIG. 1 illustrates how an air intake 26 occurs as a result of a conveyed volume flow 24 if this exceeds the supplied volume flow 25 . From this limit, the degree of gap filling 26 decreases and the lubricating gap between the lamellae contains air. Above this limit, a supplied volume flow contains 25 air. The bottom of FIG. 2 shows that the intake of air 26 occurs at a maximum drag torque 27 .
  • FIG. 2 shows how the air intake 28 is shifted to a low speed in a drag torque curve 30 with the stressed friction part 15 .
  • the conveying effect of the cooling and/or lubricating medium can be improved by the groove pattern shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a groove pattern 10 according to the invention, which is also referred to as a groove design.
  • the groove pattern 10 includes friction lining pads 11 to 17 which are arranged in two rows on a carrier plate 18 .
  • the carrier disk 18 with the friction lining pads 11 to 17 is referred to as the friction disk 19 .
  • the friction lining pads 11 to 17 all have a pentagonal shape with rounded corners.
  • the friction lining pads 15 to 17 are arranged in a radially inner row, while the friction lining pads 11 to 14 are arranged in a radially outer row of the groove pattern 10, which is designed in two rows. Tips of the friction lining pads 15 to 17 are directed radially outwards. Tips of the friction lining pads 11 to 14 are directed radially inwards.
  • a friction lining pad 40 with five corners 31 to 35 and five sides 41 to 45 is shown in FIG. 9 to illustrate the terminology.
  • all corners of the friction lining pads 11 to 17 are rounded.
  • the corners 31 to 35 each enclose an interior angle.
  • the size of the interior angles and also the size of the rounding radii in the corners 31 to 35 are described below with regard to the groove pattern 10 claimed.
  • the friction lining pad 12 is shown enlarged in FIG.
  • Reference number 1 designates three pad interior angles.
  • the size of the pad interior angles 1 can vary between 85 and 135 degrees.
  • All rounding radii in the corners of the friction lining pad 12 are denoted by 2 in FIG.
  • a width of the friction lining pad 12 is denoted by 3 .
  • a height of the friction lining pads 12 is denoted by 4 .
  • a ratio of the widths 3 to the heights 4 of the friction lining pads 12 is preferably less than two.
  • the width/height ratio of the friction lining pads is preferably between 1.5 and 1.7.
  • the width of an inner web between the friction lining pads 15 and 16 is indicated by a double arrow 5 in FIG.
  • the width of an outer web between the friction lining pads 11 and 12 is indicated by a double arrow 7 .
  • the inner webs 5 of the groove pattern 10 are connected to the outer webs 7 by intermediate grooves 6 .
  • a groove angle between two intermediate webs 6 is denoted by 8 .
  • a radial extension of the outer web between the friction lining pads 11 and 12 is represented by a double arrow 9 .
  • the inner web is wider than the intermediate grooves 6. However, the width 5 of the inner web is smaller than twice the width of the intermediate grooves 6.
  • the outer webs 7 have a width which is greater than twice the width of the intermediate grooves 6. From radially outward to radially inward, a reduction of ten percent is aimed for in groove pattern 10.
  • the groove angle 8 between the intermediate grooves 6 is preferably between 90 and 100 degrees, preferably 90.2 degrees.
  • the radial extent 9 of the outer groove is preferably between 10 and 20 percent of the radial extent of the groove pattern 10, preferably 13.5 percent of the radial extent of the groove pattern 10.
  • the friction lining pad 15 shown in FIG. 7 is also referred to as the inner pad because it is arranged in the inner row of the two-row groove pattern.
  • the friction lining pad 12 shown in FIG. 8 is also referred to as the outer pad.
  • Interior angles are indicated by double arrows 51 to 56 in FIGS. The degrees of the interior angles 51 to 56 are 90.366 in the order mentioned; 93.2; 131.6; 96.8; 86.8; 134.8 degrees.

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Abstract

The invention relates to a five-cornered friction lining pad (11, 12, 13, 15, 16) with five rounded pad corners. A friction lamella has a support lamella and five-cornered friction lining pads (11, 12, 13, 15, 16). A groove pattern (10) is formed by the support lamella and the friction lining pads (11, 12, 13, 15, 16), which are arranged in two rows, wherein support lamella inner webs (5) and outer webs (6) arranged between the friction lining pads (11, 12, 13, 15, 16) form radial grooves, and intermediate grooves (6) are arranged between the radial grooves.

Description

REIBLAMELLE MIT EINEM MITTELS REIBBELAGPADS GEBILDETEN NUTMUSTER FRICTION DISC WITH A GROOVE PATTERN FORMED BY FRICTION PADS
Die Erfindung betrifft ein Nutmuster für Reiblamellen mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . The invention relates to a groove pattern for friction plates with the features according to the preamble of claim 1.
Der Einsatzbereich der Erfindung: The scope of the invention:
Nasslaufende Lamellenkupplungen und -bremsen finden breite Anwendung in konventionellen lastschaltbaren Getrieben, in neuartigen Hybridmodulen in hochbeanspruchten Antriebssträngen oder in schaltbaren E-Achsen, und stellen dabei leistungsfähige, hoch beanspruchte Bauteile dar. Die Forderungen nach geringerem CO2-Ausstoß und Verbesserung des Wirkungsgrades von Antriebssträngen in Kraftfahrzeuganwendungen sind von großer Bedeutung. Neben der Reduzierung von lastunabhängigen Verlusten bei Schaltelementen sind die thermische Belastung und die ausreichende Kühlung zu beachten. Im Spannungsfeld von Reibcharakteristik, Wärmehaushalt und Effizienz nimmt das Nutmuster - im Rahmen dieser Schrift auch als Padgeometrie bezeichnet - der Reiblamelle eine zentrale Rolle ein. (vgl. Fig. 1). Wet-running multi-plate clutches and brakes are widely used in conventional power shift transmissions, in new hybrid modules in highly stressed drive trains or in switchable e-axles, and represent high-performance, highly stressed components. The demands for lower CO2 emissions and improved efficiency of drive trains in Automotive applications are of great importance. In addition to reducing load-independent losses in switching elements, the thermal load and adequate cooling must be taken into account. In the area of tension between friction characteristics, heat balance and efficiency, the groove pattern - also referred to as pad geometry in the context of this document - of the friction lamella plays a central role. (see Fig. 1).
EP 20 66 911 B1 offenbart Reiblamellen mit über den Umfang verteiltem, y-förmigem Nutmuster in radialer Richtung. EP 20 66 911 B1 discloses friction disks with a Y-shaped groove pattern distributed over the circumference in the radial direction.
WO 2018 171 834 A1 und WO 2018 171 835 A1 offenbaren eine Padgeometrie aus fünfeckigen Reibbelagpads. WO 2018 171 834 A1 and WO 2018 171 835 A1 disclose a pad geometry made up of pentagonal friction lining pads.
Der Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, bei Reiblamellen durch ein geeignetes Nutmuster die Schleppverluste zu minimieren, (vgl. Fig. 2). The invention is based on the object of minimizing the drag losses in friction discs by means of a suitable groove pattern (cf. FIG. 2).
Die Aufgabe wird durch ein Nutmuster mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. The object is solved by a groove pattern with the features according to claim 1.
Das erfindungsgemäße Nutmuster für Reiblamellen sieht also vor, dass das Nutmuster mittels Reibbelagpads gebildet wird und die Reibbelagpads eine fünfeckige Gestalt aufweisen wobei die Ecken abgerundet sind. The groove pattern according to the invention for friction disks therefore provides that the groove pattern is formed by means of friction lining pads and the friction lining pads have a pentagonal shape, with the corners being rounded off.
Auf diese Weise wird das Schleppmoment weiter reduziert. Die fünfeckige Gestalt der Reibbelagpads ist im Wesentlichen aus einem Rechteck und einem gleichschenkligen Dreieck mit einer Basis zusammengesetzt, die mit einer Rechteckseite zusammenfällt. In this way, the drag torque is further reduced. The pentagonal shape of the friction lining pads is basically composed of a rectangle and an isosceles triangle with a base that coincides with one side of the rectangle.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass alle fünf Pad-Innenwinkel ein Gradmaß zwischen 85 und 135 Grad aufweisen. In jeder Pad-Ecke ist ein Pad-Innenwinkel eingeschlossen. A preferred embodiment of the groove pattern is characterized in that all five pad interior angles have a degree of between 85 and 135 degrees. Included in each pad corner is a pad interior angle.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass alle 5 Pad-Ecken entlang der Umfangskontur verrundet sind. Das hat sich im Hinblick auf die Umströmung der Reibbelagpads als vorteilhaft erwiesen. A further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that all 5 pad corners are rounded along the peripheral contour. This has proven advantageous with regard to the flow around the friction lining pads.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass Rundungsradien in den Pad-Ecken größer als oder gleich ein Millimeter sind. Das hat sich im Hinblick auf die Umströmung der Reibbelagpads als vorteilhaft erwiesen. Another preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that the rounding radii in the pad corners are greater than or equal to one millimeter. This has proven advantageous with regard to the flow around the friction lining pads.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass identische oder nahezu identische Reibbelagpads in einem zweireihigen Pad-Design angeordnet sind. Vorzugsweise haben alle Reibbelagpads im Wesentlichen die gleiche Gestalt und Größe. In einer radial inneren Reihe angeordnete Reibbelagpads sind mit ihren Spitzen vorteilhaft radial nach außen gerichtet. In einer radial äußeren Reihe angeordnete Reibbelagpads sind mit ihren Spitzen vorteilhaft radial nach innen gerichtet. Dabei sind die zweireihig angeordneten Reibbelagpads in Umfangsrichtung so versetzt zueinander angeordnet, dass sich im Wesentlichen y- förmige Nuten zwischen den Reibbelagpads ergeben. Besonders vorteilhaft ist jeder Spitze eines Reibbelagpads ein Verzweigungspunkt zugeordnet, der in radialer Richtung von einem inneren beziehungsweise äußeren Umfangsrand des Nutmusters be- abstandet ist. A further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that identical or almost identical friction lining pads are arranged in a two-row pad design. Preferably, all of the friction lining pads are of substantially the same shape and size. Friction lining pads arranged in a radially inner row are advantageously directed radially outwards with their tips. Friction lining pads arranged in a radially outer row are advantageously directed radially inwards with their tips. The friction lining pads arranged in two rows are offset from one another in the circumferential direction in such a way that essentially Y-shaped grooves result between the friction lining pads. In a particularly advantageous manner, each tip of a friction lining pad is assigned a branching point which is spaced apart in the radial direction from an inner or outer peripheral edge of the groove pattern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbelagpads Breiten und Höhen haben, die ein Breiten zu Höhen Verhältnis aufweisen, das für jedes Reibbelagpad kleiner als zwei ist. Das Breiten zu Höhen Verhältnis der Reibbelagpads liegt vorzugsweise zwischen 1 ,5 und 1 ,7. Dieses Breiten zu Höhen Verhältnis gilt vorteilhaft sowohl für in einer inneren Reihe angeordnete sogenannte Innenpads als auch für in einer äußeren Reihe angeordnete sogenannte Außenpads. Another preferred embodiment of the groove pattern is characterized in that the friction lining pads have widths and heights that have a width to height ratio that is less than two for each friction lining pad. The width-to-height ratio of the friction lining pads is preferably between 1.5 and 1.7. This The width-to-height ratio advantageously applies both to so-called inner pads arranged in an inner row and to so-called outer pads arranged in an outer row.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass das Nutmuster Innenstege mit einer Breite beziehungsweise mit einem Querschnitt aufweist, die beziehungsweise der kleiner als die doppelte Breite beziehungsweise der doppelte Querschnitt von verzweigenden Zwischennuten ist, die wiederum kleiner, insbesondere schmäler, das heißt weniger breit, als Außenstege des Nutmusters sind. Dabei sind die Reibbelagpads in dem Nutmuster vorzugsweise so ausgeführt und angeordnet, dass sich in dem Nutmuster eine Verkleinerung in dem durchströmten Querschnitt um zehn Prozent von außen nach innen ergibt. Another preferred embodiment of the groove pattern is characterized in that the groove pattern has inner webs with a width or a cross section that is smaller than twice the width or twice the cross section of branching intermediate grooves, which in turn is smaller, in particular narrower, i.e. less wide than the outer ridges of the groove pattern. The friction lining pads are preferably designed and arranged in the groove pattern in such a way that the cross-section through which flow occurs in the groove pattern is reduced by ten percent from the outside to the inside.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass Nutwinkel der Zwischennuten ein Gradmaß zwischen 90 und 100 Grad aufweisen. Ein besonders bevorzugter Nutwinkel der Zwischennuten hat ein Gradmaß von 90,2 Grad. A further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that the groove angles of the intermediate grooves are between 90 and 100 degrees. A particularly preferred groove angle of the intermediate grooves is 90.2 degrees.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Nutmusters ist dadurch gekennzeichnet, dass Außenstege eine radiale Erstreckung aufweisen, die 10 Prozent bis 20 Prozent der radialen Erstreckung des Nutmusters ausmacht. Die Außenstege weisen besonders vorteilhaft eine radiale Erstreckung von 13,5 Prozent der radialen Erstreckung des Nutmusters auf. A further preferred exemplary embodiment of the groove pattern is characterized in that the outer webs have a radial extension that makes up 10 percent to 20 percent of the radial extension of the groove pattern. The outer webs particularly advantageously have a radial extent of 13.5 percent of the radial extent of the groove pattern.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Reibbelagpad für ein vorab beschriebenes Nutmuster. Die Reibbelagpads sind separat handelbar. The invention also relates to a friction lining pad for a groove pattern as described above. The friction lining pads can be traded separately.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung. Further advantages and advantageous configurations of the invention are the subject matter of the following figures and their description.
Es zeigen im Einzelnen: They show in detail:
Figur 1 Zusammenhänge: Lufteinzug und Schleppmoment Figure 1 Connections: air intake and drag torque
Figur 2 Aufgabe und Verbesserungen Figur 3 erfindungsgemäßes Nutdesign Figure 2 Objective and Improvements Figure 3 groove design according to the invention
Figur 4 Dimensionierung des erfindungsgemäßen Nutdesigns FIG. 4 dimensioning of the groove design according to the invention
Figur 5 Dimensionierung des erfindungsgemäßen Nutdesigns FIG. 5 dimensioning of the groove design according to the invention
Figur 6 Dimensionierung des erfindungsgemäßen Nutdesigns FIG. 6 dimensioning of the groove design according to the invention
Figur 7 Ein inneres Pad des erfindungsgemäßen Nutdesigns FIG. 7 An inner pad of the groove design according to the invention
Figur 8 Ein äußeres Pad des erfindungsgemäßen Nutdesigns FIG. 8 An outer pad of the groove design according to the invention
• alle 5 Pad-Innenwinkel der Pad-Ecken zwischen 85 und 135 Grad (1 ) (Details siehe Fig. 7 und Fig. 8) • all 5 pad inner angles of the pad corners between 85 and 135 degrees (1 ) (details see Fig. 7 and Fig. 8)
• alle 5 Pad-Ecken entlang der Umfangskontur verrundet (>= 1 mm) (2 ) • all 5 pad corners rounded along the peripheral contour (>= 1 mm) (2 )
• zweireihiges Pad-Design mit nahezu identischen Pads: Innenpads und Außenpads als Fünfeck ausgeführt (Details siehe Fig. 7 und Fig. 8) • Two-row pad design with almost identical pads: inner pads and outer pads designed as a pentagon (for details see Fig. 7 and Fig. 8)
• Breiten (3) zu Höhen (4) Verhältnis jedes Pads unter 2 (vorzugsweise von 1 ,5 bis 1 ,7) (Innenpads und Außenpads analog) • Width (3) to height (4) ratio of each pad below 2 (preferably from 1.5 to 1.7) (inner pads and outer pads analogously)
• Breite bzw. Querschnitt Innensteg (5) < 2 * verzweigende Zwischennuten (6) < Außensteg (7) (Verkleinerung um 10% von außen nach innen) • Width or cross-section of inner web (5) < 2 * branching intermediate grooves (6) < outer web (7) (reduction by 10% from outside to inside)
• Nutwinkel (8) der Zwischennuten (6) zwischen 90 und 100 Grad, vorzugsweise 90,2 Grad • Groove angle (8) of the intermediate grooves (6) between 90 and 100 degrees, preferably 90.2 degrees
• Radiale Erstreckung Außensteg von 10% bis 20%, vorzugsweise 13,5% (9) • Radial extension of the outer web from 10% to 20%, preferably 13.5% (9)
- Optimierung der Fertigungsqualität durch optimierte Padgeometrie. - Optimization of manufacturing quality through optimized pad geometry.
- Verbesserung der Faserigkeit und der Kantenqualität und dadurch Reduzierung der Schleppmomente im geöffneten Zustand des Reibsystems. - Improvement of the fibrousness and the edge quality and thus reduction of the drag torques in the open state of the friction system.
- Robustes Verschleißverhalten der Padkanten und Padecken über die Lebenszeit. Erhaltung der Kantengeometrie (geringe Verrundung (1)) führt zu einem robusten, gleichbleibenden, hydrodynamischen Verhalten (Schmierkeil) und somit zu einer stabilen Reibcharakteristik. Applikationsaufwand der Regelung wird reduziert. - Robust wear behavior of the pad edges and pad corners over the lifetime. Preservation of the edge geometry (low rounding (1)) leads to a robust, constant, hydrodynamic behavior (lubrication wedge) and thus to stable friction characteristics. Application effort of the control is reduced.
- schnellere Abfuhr des Ölfilmes durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Verzweigungswinkel (8) zwischen 90° und 100°, vorzugsweise 90,2°, beträgt. - Faster removal of the oil film by a further preferred embodiment of the invention, in which the branching angle (8) is between 90° and 100°, preferably 90.2°.
- Der Nutquerschnitt wird von innen nach außen größer (5)(6)(7) (Diffusorwirkung) und erzeugt eine zusätzliche Druckreduzierung in der Nut und verschiebt so den Lufteinzug zu niedrigen Drehzahlen. Das Schleppmoment kann somit weiter reduziert werden. - The cross-section of the groove increases from the inside to the outside (5)(6)(7) (diffuser effect) and creates an additional pressure reduction in the groove and thus shifts the intake of air to low speeds. The drag torque can thus be further reduced.
- Durch Zusammenführung der Zwischennuten (6) innerhalb der Reibfläche, kann durch die Reduzierung des Druckniveaus und Begünstigung des Lufteinzuges im Schmierspalt die effektiv wirksame Viskosität des Öl-Luft-Gemisches weiter reduziert werden und somit das Schleppmoment weiter verbessert werden. ln Figur 1 sind drei kartesische Koordinatendiagramme übereinander dargestellt. Auf einer x-Achse 20 ist jeweils eine Drehzahl im Betrieb der nasslaufenden Lamellenkupplung 1 mit dem Reibteil 15 in einer geeigneten Einheit aufgetragen. Auf einer y- Achse 21 ist ein Volumenstrom in einer geeigneten Einheit aufgetragen. Auf einer y- Achse 22 ist ein Spaltfüllungsgrad in einer geeigneten Einheit aufgetragen. Auf einer y-Achse 23 ist ein Schleppmoment in einer geeigneten Einheit aufgetragen. - By combining the intermediate grooves (6) within the friction surface, the effectively effective viscosity of the oil-air mixture can be further reduced by reducing the pressure level and promoting the intake of air in the lubricating gap, thus further improving the drag torque. In FIG. 1, three Cartesian coordinate diagrams are shown one above the other. A speed during operation of the wet-running multi-plate clutch 1 with the friction part 15 is plotted in a suitable unit on an x-axis 20 . A volume flow is plotted in a suitable unit on a y-axis 21 . A gap filling degree is plotted in a suitable unit on a y-axis 22 . A drag torque is plotted in a suitable unit on a y-axis 23 .
In Figur 1 ist veranschaulicht, wie durch einen geförderten Volumenstrom 24 ein Lufteinzug 26 erfolgt, wenn dieser den zugeführten Volumenstrom 25 übersteigt. Ab dieser Grenze sinkt der Spaltfüllungsgrad 26 und der Schmierspalt zwischen den Lamellen enthält Luft. Ab dieser Grenze enthält ein zugeführter Volumenstrom 25 Luft. In Figur 2 unten sieht man, dass der Lufteinzug 26 bei einem maximalen Schleppmoment 27 auftritt. FIG. 1 illustrates how an air intake 26 occurs as a result of a conveyed volume flow 24 if this exceeds the supplied volume flow 25 . From this limit, the degree of gap filling 26 decreases and the lubricating gap between the lamellae contains air. Above this limit, a supplied volume flow contains 25 air. The bottom of FIG. 2 shows that the intake of air 26 occurs at a maximum drag torque 27 .
In Figur 2 ist gezeigt, wie mit dem beanspruchten Reibteil 15 eine Verschiebung des Lufteinzugs 28 zu einer niedrigen Drehzahl in einem Schleppmomentverlauf 30 erreicht wird. Durch das in Figur 3 dargestellte Nutmuster kann die Förderwirkung des Kühl- und/oder Schmiermediums verbessert werden. FIG. 2 shows how the air intake 28 is shifted to a low speed in a drag torque curve 30 with the stressed friction part 15 . The conveying effect of the cooling and/or lubricating medium can be improved by the groove pattern shown in FIG.
In Figur 3 ist ein erfindungsgemäßes Nutmuster 10 dargestellt, das auch als Nutdesign bezeichnet wird. Das Nutmuster 10 umfasst Reibbelagpads 11 bis 17, die in zwei Reihen auf einer Trägerlamelle 18 angeordnet sind. Die Trägerlamelle 18 mit den Reibbelagpads 11 bis 17 wird als Reiblamelle 19 bezeichnet. FIG. 3 shows a groove pattern 10 according to the invention, which is also referred to as a groove design. The groove pattern 10 includes friction lining pads 11 to 17 which are arranged in two rows on a carrier plate 18 . The carrier disk 18 with the friction lining pads 11 to 17 is referred to as the friction disk 19 .
Die Reibbelagpads 11 bis 17 haben alle eine fünfeckige Gestalt mit abgerundeten Ecken. Die Reibbelagpads 15 bis 17 sind in einer radial inneren Reihe angeordnet, während die Reibbelagpads 11 bis 14 in einer radial äußeren Reihe des zweireihig ausgeführten Nutmusters 10 angeordnet sind. Spitzen der Reibbelagpads 15 bis 17 sind radial nach außen gerichtet. Spitzen der Reibbelagpads 11 bis 14 sind radial nach innen gerichtet. The friction lining pads 11 to 17 all have a pentagonal shape with rounded corners. The friction lining pads 15 to 17 are arranged in a radially inner row, while the friction lining pads 11 to 14 are arranged in a radially outer row of the groove pattern 10, which is designed in two rows. Tips of the friction lining pads 15 to 17 are directed radially outwards. Tips of the friction lining pads 11 to 14 are directed radially inwards.
In Figur 9 ist zur Veranschaulichung der Begrifflichkeiten ein Reibbelag-Pad 40 mit fünf Ecken 31 bis 35 und fünf Seiten 41 bis 45 dargestellt. In dem beanspruchten Nutmuster 10 sind alle Ecken der Reibbelagpads 11 bis 17 abgerundet. Die Ecken 31 bis 35 schließen jeweils einen Innenwinkel ein. Die Größe der Innenwinkel und auch die Größe der Rundungsradien in den Ecken 31 bis 35 werden im Folgenden im Hinblick auf das beanspruchte Nutmuster 10 beschrieben. A friction lining pad 40 with five corners 31 to 35 and five sides 41 to 45 is shown in FIG. 9 to illustrate the terminology. In the claimed groove pattern 10 all corners of the friction lining pads 11 to 17 are rounded. The corners 31 to 35 each enclose an interior angle. The size of the interior angles and also the size of the rounding radii in the corners 31 to 35 are described below with regard to the groove pattern 10 claimed.
In Figur 4 ist das Reibbelagpad 12 vergrößert gezeigt. Durch das Bezugszeichen 1 sind drei Pad-Innenwinkel bezeichnet. Die Größe der Pad-Innenwinkel 1 kann zwischen 85 und 135 Grad variieren. The friction lining pad 12 is shown enlarged in FIG. Reference number 1 designates three pad interior angles. The size of the pad interior angles 1 can vary between 85 and 135 degrees.
In Figur 5 sind mit 2 alle Rundungsradien in den Ecken des Reibbelagspads 12 bezeichnet. Mit 3 ist eine Breite des Reibbelagpads 12 bezeichnet. Mit 4 ist eine Höhe der Reibbelagpads 12 bezeichnet. Ein Verhältnis der Breiten 3 zu den Höhen 4 der Reibbelagpads 12 ist vorzugsweise kleiner als zwei. Das Breiten/Höhen-Verhältnis der Reibbelagpads liegt vorzugsweise zwischen 1 , 5 und 1 ,7. All rounding radii in the corners of the friction lining pad 12 are denoted by 2 in FIG. A width of the friction lining pad 12 is denoted by 3 . A height of the friction lining pads 12 is denoted by 4 . A ratio of the widths 3 to the heights 4 of the friction lining pads 12 is preferably less than two. The width/height ratio of the friction lining pads is preferably between 1.5 and 1.7.
In Figur 6 ist durch einen Doppelpfeil 5 die Breite eines Innenstegs zwischen den Reibbelagpads 15 und 16 bezeichnet. Durch einen Doppelpfeil 7 ist die Breite eines Außenstegs zwischen den Reibbelagpads 11 und 12 bezeichnet. The width of an inner web between the friction lining pads 15 and 16 is indicated by a double arrow 5 in FIG. The width of an outer web between the friction lining pads 11 and 12 is indicated by a double arrow 7 .
Die Innenstege 5 des Nutmusters 10 sind durch Zwischennuten 6 mit den Außenstegen 7 verbunden. Mit 8 ist ein Nutwinkel zwischen zwei Zwischenstegen 6 bezeichnet. Durch einen Doppelpfeil 9 ist eine radiale Erstreckung des Außenstegs zwischen den Reibbelagpads 11 und 12 dargestellt. The inner webs 5 of the groove pattern 10 are connected to the outer webs 7 by intermediate grooves 6 . A groove angle between two intermediate webs 6 is denoted by 8 . A radial extension of the outer web between the friction lining pads 11 and 12 is represented by a double arrow 9 .
Der Innensteg ist breiter als die Zwischennuten 6. Die Breite 5 des Innenstegs ist aber kleiner als die doppelte Breite der Zwischennuten 6. Die Außenstege 7 haben eine Breite, die größer als die doppelte Breite der Zwischennuten 6 ist. Von radial außen bis radial nach innen wird im Nutmuster 10 eine Verkleinerung von zehn Prozent angestrebt. The inner web is wider than the intermediate grooves 6. However, the width 5 of the inner web is smaller than twice the width of the intermediate grooves 6. The outer webs 7 have a width which is greater than twice the width of the intermediate grooves 6. From radially outward to radially inward, a reduction of ten percent is aimed for in groove pattern 10.
Der Nutwinkel 8 zwischen den Zwischennuten 6 beträgt vorzugsweise zwischen 90 und 100 Grad, vorzugsweise 90,2 Grad. Die radiale Erstreckung 9 der Außennut beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 20 Prozent der radialen Erstreckung des Nutmusters 10, vorzugsweise 13,5 Prozent der radialen Erstreckung des Nutmusters 10. Das in Figur 7 dargestellte Reibbelagpad 15 wird, weil es in der inneren Reihe des zweireihigen Nutmusters angeordnet ist, auch als inneres Pad bezeichnet. Analog wird das in Figur 8 dargestellte Reibbelagpad 12 auch als äußeres Pad bezeichnet. Durch Doppelpfeile 51 bis 56 sind in den Figuren 7, 8 Innenwinkel bezeichnet. Die Gradmaße der Innenwinkel 51 bis 56 betragen in der genannten Reihenfolge 90,366; 93,2; 131 ,6; 96,8; 86,8; 134,8 Grad. The groove angle 8 between the intermediate grooves 6 is preferably between 90 and 100 degrees, preferably 90.2 degrees. The radial extent 9 of the outer groove is preferably between 10 and 20 percent of the radial extent of the groove pattern 10, preferably 13.5 percent of the radial extent of the groove pattern 10. The friction lining pad 15 shown in FIG. 7 is also referred to as the inner pad because it is arranged in the inner row of the two-row groove pattern. Analogously, the friction lining pad 12 shown in FIG. 8 is also referred to as the outer pad. Interior angles are indicated by double arrows 51 to 56 in FIGS. The degrees of the interior angles 51 to 56 are 90.366 in the order mentioned; 93.2; 131.6; 96.8; 86.8; 134.8 degrees.
Bezuqszeichenliste Reference character list
1 Pad-Innenwinkel 1 pad inner angle
2 Rundungsradien 2 curve radii
3 Breiten 3 widths
4 Höhen 4 heights
5 Breite 5 width
6 Zwischennuten 6 intermediate grooves
7 Außenstege 7 outer bars
8 Nutwinkel 8 groove angles
9 radiale Erstreckung 9 radial extension
10 Nutmuster 10 groove patterns
11 Reibbelagpad 11 friction lining pad
12 Reibbelagpad 12 friction lining pad
13 Reibbelagpad 13 friction lining pad
14 Reibbelagpad 14 friction lining pad
15 Reibbelagpad 15 friction lining pad
16 Reibbelagpad 16 friction lining pad
17 Reibbelagpad 17 friction lining pad
18 Trägerlamelle 18 support slat
19 Reiblamelle 19 friction plate
20 x-Achse 20 x axis
21 y-Achse 21 y-axis
22 y-Achse 22 y-axis
23 y-Achse 23 y-axis
24 geförderter Volumenstrom 24 funded volume flow
25 zugeführter Volumenstrom 25 supplied volume flow
26 Lufteinzug 26 air intake
27 Schleppmoment 27 drag torque
28 Lufteinzug 28 air intake
30 Schleppmomentverlauf 30 drag torque curve
31 Pad-Ecke 32 Pad-Ecke 31 pad corner 32 pad corner
33 Pad-Ecke 33 pad corner
34 Pad-Ecke 34 pad corner
35 Pad-Ecke 40 Reibbelag-Pad35 Pad Corner 40 Friction Lining Pad
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51 Pad-Innenwinkel51 pad interior angles
52 Pad-Innenwinkel52 pad interior angles
53 Pad-Innenwinkel53 pad interior angles
54 Pad-Innenwinkel 55 Pad-Innenwinkel54 pad interior angles 55 pad interior angles
56 Pad-Innenwinkel 56 pad interior angles

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Nutmuster (10) für Reiblamellen (19), wobei das Nutmuster (10) mittels Reibbelagpads (11 -17) gebildet wird und die Reibbelagpads (11 -17) eine fünfeckige Gestalt mit fünf Pad-Ecken (31 -35) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pad-Ecken (31 -35) abgerundet sind. 1 . Groove pattern (10) for friction discs (19), the groove pattern (10) being formed by means of friction lining pads (11-17) and the friction lining pads (11-17) having a pentagonal shape with five pad corners (31-35), characterized that the pad corners (31 -35) are rounded.
2. Nutmuster nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle fünf Pad- Innenwinkel (1 ) ein Gradmaß zwischen 85 und 135 Grad aufweisen. 2. Groove pattern according to claim 1, characterized in that all five pad interior angles (1) have a degree between 85 and 135 degrees.
3. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle fünf Pad-Ecken (31 -35) entlang der Umfangskontur verrundet sind. 3. Groove pattern according to one of the preceding claims, characterized in that all five pad corners (31-35) are rounded along the peripheral contour.
4. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rundungsradien (2) in den Pad-Ecken (31 -35) größer als oder gleich ein Millimeter sind. 4. Groove pattern according to one of the preceding claims, characterized in that the radii of curvature (2) in the pad corners (31-35) are greater than or equal to one millimeter.
5. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass identische oder nahezu identische Reibbelagpads (11 -17) in einem zweireihigen Pad-Design angeordnet sind. 5. Groove pattern according to one of the preceding claims, characterized in that identical or almost identical friction lining pads (11-17) are arranged in a two-row pad design.
6. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbelagpads (11 -17) Breiten (3) und Höhen (4) haben, die ein Breiten (3) zu Höhen (4) Verhältnis aufweisen, das für jedes Reibbelagspad6. Groove pattern according to one of the preceding claims, characterized in that the friction lining pads (11-17) have widths (3) and heights (4) which have a width (3) to height (4) ratio which is for each friction lining pad
(11 -17) kleiner als zwei ist. (11 -17) is less than two.
7. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutmuster (10) Innenstege mit einer Breite (5) beziehungsweise mit einem Querschnitt aufweist, die beziehungsweise der kleiner als die doppelte Breite (5) beziehungsweise der doppelte Querschnitt von verzweigenden Zwischennuten (6) ist, die wiederum kleiner, insbesondere schmäler, als Außenstege (7) des Nutmusters (10) sind. 7. Groove pattern according to one of the preceding claims, characterized in that the groove pattern (10) has inner webs with a width (5) or with a cross section that is smaller than twice the width (5) or twice the cross section of branching intermediate grooves ( 6), which in turn are smaller, in particular narrower, than the outer webs (7) of the groove pattern (10).
8. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nutwinkel (8) der Zwischennuten (6) ein Gradmaß zwischen 90 und8. groove pattern according to any one of the preceding claims, characterized in that groove angle (8) of the intermediate grooves (6) is a degree between 90 and
100 Grad aufweisen. Nutmuster nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Außenstege (7) eine radiale Erstreckung (9) aufweisen, die 10 Prozent bis 20 Prozent der radialen Erstreckung des Nutmusters (10) ausmacht. Reibbelagpad (11 -17) für ein Nutmuster (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. have 100 degrees. Groove pattern according to one of the preceding claims, characterized in that outer webs (7) have a radial extension (9) which makes up 10 percent to 20 percent of the radial extension of the groove pattern (10). Friction lining pad (11-17) for a groove pattern (10) according to any one of the preceding claims.
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