摩擦衬层－摩擦片

摘要

本发明涉及一种在安装状态下无优选旋转方向旋转的、用于一种湿式运行的摩擦离合元件的摩擦衬层－摩擦片(1)，它具有至少一个环形盘状的、用于摩擦嵌接的摩擦面(4)，该摩擦面具有可以通流冷却剂的槽(5、6)。所述槽(5、6)形成两个相互叠加的槽组。摩擦面(4)不具有垂直于旋转方向定向的槽边缘。第一槽组的每个槽(5)作为通槽以一个相对于第一旋转方向(n_1)相对径向斜着向后倾的第一角度从摩擦面－内径(d_i)向摩擦面－外径(d_a)延伸。第二槽组的每个槽(6)作为通槽以一个相对于第一旋转方向(n_1)相对径向斜着向前倾的第二角度从摩擦面－内径(d_i)向摩擦面－外径(d_a)延伸。第二槽组的每个槽(6)与第一槽组的一个槽(5)这样地相交，使得一个槽交点(8)位于摩擦面－内径(d_i)上，或者一个槽交点(7)位于摩擦面－外径(d_a)上。在此，在摩擦面－内径(d_i)或摩擦面－外径(d_a)上的总的槽横截面面积小于在摩擦面－内径(d_i)和摩擦面－外径(d_a)之间的一个摩擦面－直径上的总的槽横截面面积。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于一种湿式运行的摩擦离合元件的摩擦衬层-摩擦片(Reibbelag-Lamelle)，它具有至少一个环形盘状的、用于摩擦嵌接的摩擦面，该摩擦面具有可以通流冷却剂的槽，其中所述槽形成两个相互叠加的槽组。

背景技术

膜片式离合器或多片式制动器通常包括多个环形的摩擦片。在此，一个第一组外啮合摩擦片不可转动地设置在一个摩擦片支架中，而一个第二组内啮合摩擦片不可转动地设置在一个轮毂上。沿离合元件的轴向方向看，两个组的摩擦片啮合状地相互嵌接。在此，所述两个组在轴向上相互可移动并且可成对地进行摩擦锁合地连接。

摩擦衬层-摩擦片通常夹层状地构成，具有一个例如由钢制成的支架板以及具有至少一个摩擦衬层，该摩擦衬层设置在支架板的环形表面上并且通常不可拆卸地与支架板连接。摩擦衬层通常由一种由含纸的材料制成的纤维材料或由碳制成。

实际中不仅使用单侧而且使用两侧用摩擦衬层加衬的摩擦片。对于单侧加衬的摩擦片，通过其中一个摩擦片的摩擦衬层在离合元件处于接合状态下与另一摩擦片的支架板接触，两个相互邻近的摩擦片共同工作。对于两侧加衬的摩擦片，在两个相邻的不加衬的摩擦片之间分别设置一个两侧加衬的摩擦片。这些平滑的、不加衬的摩擦片通常由钢制成。

已知这种膜片式离合器或多片式制动器在转换过程中和特别在连续滑转运行中在摩擦面接触时由于附带产生的摩擦功和摩擦功率导致高的温度。为了向外排出相对大的热量，通常用一种合适的冷却和润滑介质通常为油绕流所述摩擦片，通常所述冷却油流从摩擦片的内径开始径向地导入摩擦片并且通过在摩擦片中铣削或冲压出的槽通常从内向外地流过摩擦片组。

为了改善热排出，已知大量的用于摩擦衬层-槽的几何结构。在此，在此组平行的槽，即所谓的网纹槽、径向槽和切向槽称为槽形状-基本样式。通常，不同的槽形状-基本样式相互组合。

因此由US 5,335,765已知一种用于自动变速箱-离合器的湿式运行的摩擦衬层摩擦片，其中设置两个冲压到摩擦面中的槽组。两个槽组的槽对称地分布在摩擦面的圆周上。两个槽组的每个槽以一个相对于旋转方向相对径向斜着向后倾的角度从摩擦面的内边缘向摩擦面的外边缘延伸。所述用于热传递的冷却油从摩擦面的内径进入槽中。为了实现从内向外的快速的冷却油流，第二槽组的槽的倾斜角大于第一槽组的槽的倾斜角，其中每一个第二槽通入一个第一槽中并且从该位置开始向摩擦面的外径延伸。该第一和第二槽在摩擦面内径附近“相遇”，其中可用于冷却油流的冷却油入口-横截面在径向上在摩擦衬层摩擦片中与在摩擦面-内径上的第一槽的自由横截面相应。用于所述冷却油的出口-横截面与在摩擦面-外径上的第一槽和第二槽的自由横截面之和相等并且为冷却油-进口-横截面的大致两倍。相对于摩擦衬层表面，所述槽部分总的来说相对较小。根据两个槽组的定向，该摩擦衬层-摩擦片具有一个优选旋转方向并且只是在该旋转方向上可以没有功能性损害地运行。

对于一个变矩器的变矩器分接离合器，DE 44 32 624 C1建议了一种安装在一个可轴向移动的活塞上的摩擦衬层，该摩擦衬层具有多个用于通流冷却油的槽或凹部，相对于所述摩擦衬层的径向外边缘和径向内边缘而言，所述槽或凹部沿圆周方向在一个限定的角度上以相对于摩擦衬层的旋转轴线变化的径向距离延伸。在此，每个槽或凹部在冷却油的各一个进口和出口之间至少一次改变其延伸方向，使得其径向分量与在改变之前的径向分量相反地定向。在圆周上仅有少量入口分布在摩擦衬层的外径上，而在摩擦衬层的内径上仅有少量的出口。在此，槽的入口和出口垂直于旋转方向延伸。沿每个槽的从摩擦衬层的径向外边缘向着径向内边缘延伸的槽走向，在槽横截面中设置切口，用于中间存储冷却油。相应地，槽横截面沿槽走向局部地扩宽并且接着在进一步的槽走向中再次缩小。各个槽的入口横截面和出口横截面是相同的。通过这种槽结构想要获得摩擦衬层表面的一种尽可能均匀的冷却，而为此不需要相对大的冷却油通流。

除了通过摩擦离合元件的摩擦片组的冷却油通流外，在换挡过程中和在连续滑转运行中，所述摩擦衬层-槽的几何结构在换挡过程中承受扭矩时也影响摩擦离合元件的扭转振动性能。不考虑摩擦离合元件的输入扭矩的旋转均匀性的话，在摩擦片的接触面之间起作用的摩擦系数的不利的曲线会导致自激励的、干扰的扭转振动。这种不利的摩擦系数曲线例如这样地产生，使得在使用两侧以摩擦衬层加衬的也就是在钢摩擦片和衬层摩擦片之间的摩擦片情况下，在平滑的摩擦片表面和摩擦衬层表面之间产生一种与转速差相关的“上浮-效应”。这种效应在实际中特别在具有更高的扭矩容量(Drehmomentkapazitt)和由摩擦功引起的高冷却油需求的膜片式离合器或多片式制动器中是已知的。

为了平衡这种“上浮-效应”，DE 199 57 511 A1建议了一种用于换挡离合器的摩擦衬层-摩擦片，其中两个不同的槽形状-基本样式相互组合。一方面，在环形的支架板上设置的摩擦衬层具有多个在圆周上对称分布的槽，所述槽从摩擦衬层的内径出发沿着径向线或割线延伸并且相对深地切入到摩擦衬层中。该槽作为“泵槽”用于从摩擦衬层的内径中供给的冷却油并且输送相对大的冷却油流，从而向外输送大部分在滑转运行中产生的摩擦热。附加地，所述摩擦衬层具有一个第二组槽，其设置按照格栅的形式设置在摩擦衬层-表面上并且较浅地切入到摩擦衬层中。该“网纹槽”与“泵槽”的槽图叠加并且应该首先将过剩的冷却油和由此液力的效应消除，所述液力的效应导致摩擦衬层在油膜上的“上浮”。相应地，“网纹槽”的槽在数量上明显多于“泵槽”并且也非常紧密地并排，其中所述“网纹槽”的单个槽分别配属于两个次级组中的一个。这两个次级组的槽分别相互平行地分布，其中所述两个次级组的槽以确定的角度(优选90度)相交。根据“网纹槽”的非圆对称的(nichtkreissymmetrischen)定向，所述单个“网纹槽”的自由的槽横截面在摩擦衬层的内径上更确切的说是随机的，从内径开始供给的冷却油可以直接地进入其中。从加工技术上来说，所述“网纹槽”冲压在“泵槽”上，因此制造一种这样的摩擦衬层相对更加费事。

发明内容

本发明的目的在于，为一种湿式运行的摩擦离合元件研发出一种摩擦衬层-摩擦片，它一方面可以将大量的由滑转引起的热量通过一种供给的冷却剂向外排出，它另一方面在承受扭矩时在闭合摩擦离合元件时是对扭转振动不敏感的。在此，摩擦衬层-摩擦片可以与旋转方向无关地进行使用而没有功能损失并且可以相对成本经济地进行制造。

按照本发明的目的通过一种具有权利要求1或权利要求4特征的摩擦衬层-摩擦片来达到。本发明其他有利的结构方案由从属权利要求得出。

由现有技术出发，设置用于装入到一种湿式运行的摩擦离合元件中的按照本发明的摩擦衬层-摩擦片，并且该摩擦衬层-摩擦片具有至少一个环形盘状的、用于摩擦嵌接的摩擦面。该摩擦面具有多个分布在圆周上的槽，所述槽可以流入或通流冷却剂，以便排出热量。在此，所述槽形成两个相互叠加的槽组。

在安装状态下，所述摩擦衬层摩擦片无优选旋转方向地旋转。该相应的摩擦离合元件既可以设计成膜片式离合器也可以设计成多片式制动器。

第一槽组的每个槽作为通槽以一个相对于第一旋转方向相对径向斜着向后倾的第一角度从摩擦面-内径向摩擦面-外径延伸。第二槽组的每个槽作为通槽以一个相对于第一旋转方向相对径向斜着向前倾的第二角从摩擦面-内径向摩擦面-外径延伸。

在该目的的一种按照本发明的第一解决方案中建议，第二槽组的每个槽与第一槽组的一个槽相交，使得槽交点位于摩擦面-内径上。在此，在摩擦面-内径上的总的槽横截面面积小于在摩擦面-内径和摩擦面-外径之间的一个摩擦面-直径上的总的槽横截面面积。按照本发明的这种槽优选从摩擦面的内径开始与一种冷却剂供给相结合。

在该目的的一种按照本发明的第二解决方案中建议，第二槽组的每个槽与第一槽组的一个槽这样地相交，使得槽交点位于摩擦面-外径上。在此，在摩擦面-外径上的总的槽横截面面积小于在摩擦面-内径和摩擦面-外径之间的一个摩擦面-直径上的总的槽横截面面积。按照本发明的这种槽优选从摩擦面的外径开始与一种冷却剂供给相结合。

在该目的的两种解决方案中，所述按照本发明的槽图不具有垂直于摩擦衬层-摩擦片的旋转方向(也就是位于径向方向上)定向的槽边缘，尽管两个槽组的所有槽设计为从摩擦面的内径到外径的通槽。由此，特别是冷却剂流的旋转的影响在摩擦衬层-摩擦片的槽内得以协调。

在本发明的有利的结构方案中建议，第二槽组的每个槽和第一槽组的槽同样这样地相交，使得还有一个槽交点位于一个摩擦面-中径的区域中。两个槽组的槽可以对称地分布在摩擦面的圆周上。结果是得到一种X形的槽图，并且就功能而言得到一种特别有利的由保留的净-摩擦面、摩擦系数曲线和扭转振动不敏感性构成的组合。

按照本发明的槽结构在摩擦衬层-摩擦片的在槽附近剩下的摩擦面区域上产生一种“雪犁效应(Schneepflugeffekt)”，该雪犁效应将来自摩擦面和平滑的对应表面之间的接触表面中的冷却剂(通常为油)轻易地移走。因为在摩擦衬层-摩擦片的槽中冷却剂的入口处的槽横截面面积小于在摩擦衬层-摩擦片的摩擦面和平滑的对应表面之间的接触表面区域中的槽横截面面积，一方面对于新的径向(从内或从外)流入的冷却剂产生一定的吸引作用，另一方面存在足够大的、空的、用于容纳来自摩擦面的冷却剂的槽容积可供使用。已知的“上浮效应”至少有效地被减少了，而不必使得摩擦衬层-摩擦片的可有效地用于传递扭矩的净-摩擦面通过摩擦面的大百分比的槽部分而不期望地减少。按照本发明的摩擦衬层-摩擦片的百分比的槽部分可以占例如在几何形状上通过内径和外径限定的净-摩擦面的大约20％至30％。

另外的优点是特别在闭合摩擦离合元件时有利的摩擦系数曲线和在摩擦离合元件的滑转运行中明显减小的扭转振动倾向。

在本发明的另外一种结构方案中建议，第二槽组的每个槽与第一槽组的一个槽这样地相交，使得一个第一槽交点位于摩擦面-内径上并且一个第二槽交点位于摩擦面-外径上。同时，不仅在摩擦面-内径上而且在摩擦面-外径上的总的槽横截面面积小于在摩擦面-内径和摩擦面-外径之间的一个摩擦面-直径上的总的槽横截面面积。通过所述通槽的这种结构上的设计方案，摩擦衬层-摩擦片可通用地用于两个冷却剂供给-方向。

在本发明的另外一种结构方案中建议，所述两个槽组的槽在其相应的槽纵伸上具有一个恒定的槽宽或一个恒定的槽横截面。在此，优选所述第一槽组的槽的槽宽或槽横截面和所述第二槽组的槽的槽宽或槽横截面是相同的，然而也可以是不同的。相反地，在相应的径向的槽纵伸上设置不恒定的横截面，因此，在所述冷却剂进入到槽中的摩擦面直径上的总-槽横截面始终是所有与直径相关的总-槽横截面中最小的总-槽横截面。

原理上，按照本发明的槽结构不受限于特殊的摩擦面类型。所述按照本发明的摩擦衬层-摩擦片可以不仅设计为具有一个(带有一个夹紧轮廓的)支架板和一个固定安装(例如粘结)在支架板上的摩擦衬层的夹层结构，而且可以设计作为具有支架板和摩擦衬层的相同的材料的单件式摩擦片。所述摩擦衬层-摩擦片不仅可以设计成单侧以摩擦衬层加衬的摩擦片而且可以设计成两侧加衬的摩擦片。所述摩擦衬层或摩擦面可以例如由含纸的纤维材料、碳纤维材料或碳或陶瓷材料制造而成。

附图说明

接下来借助于(唯一的)附图详细地描述本发明，在附图中示出一个示范性的、湿式运行的、在安装状态下旋转的、用于膜片式离合器和多片式制动器的摩擦衬层-摩擦片。

具体实施方式

在附图中，用1表示一种例如以夹层-结构制成的摩擦衬层-摩擦片，具有一个环形盘状的支架板2和一个同样环形盘状的摩擦衬层，该摩擦衬层在支架板2的一个平的端面上例如借助于粘接固定地与支架板连接。该支架板2例如由钢制成并且具有一个用于形锁合地连接到一个摩擦片支架(此处没有示出)的夹紧轮廓3，所述夹紧轮廓在此例如位于支架板2的内径上。当然，在所述摩擦衬层-摩擦片的另外一种构造中，一个相应的夹紧轮廓也可以设置在支架板的外径上。

所述摩擦衬层的平的环形盘状的上侧形成摩擦衬层-摩擦片1的用于摩擦嵌接的摩擦面4并且在几何形状上通过一个外径d_a和一个内径d_i限定。由此得出的摩擦面4的中径用d_m表示。例如可以设置含纸的纤维材料、碳纤维材料、碳或陶瓷作为摩擦衬层-材料。摩擦衬层-摩擦片1的可用于传递扭矩的“净-摩擦面”通过槽来减少，所述槽被铣削或冲压到摩擦衬层的摩擦面4中。设有两个不同的、相互叠加的槽组。第一槽组的槽用5表示，第二槽组的槽用6表示。

所有槽5、6设计为通槽并且从摩擦面4的内径d_i一直延伸到摩擦面4的外径d_a。由此，当摩擦衬层-摩擦片处于摩擦嵌接中，也就是相应的摩擦离合元件处于滑转运行中或完全闭合时，保证从摩擦衬层-摩擦片1的内径到其外径或反过来的冷却剂传输。

第一槽组的每个槽5以一个相对于摩擦衬层-摩擦片1的第一旋转方向n_1相对径向斜着向后倾的第一角度从摩擦面-内径d_i向摩擦面-外径d_a延伸，第二槽组的每个槽6以一个相对于第一旋转方向n_1相对径向斜着向前倾的第二角度从摩擦面-内径d_i向摩擦面-外径d_a延伸。在此，槽5、6不具有垂直于摩擦衬层-摩擦片的旋转方向(也就是在径向方向上)定向的槽边缘。

在所示的实施例中，为槽5、6设置一种对称的圆周分布，相应的分度角用t_w表示。同样可以示范性看出的是，在附图中示出的相对于旋转方向n_1相对径向斜着向后或向前倾的大约45度的角度。当然，在另外的实施方式中也可以设置更锐的角或更钝的角。

在所示的实施例中，第一槽组的槽5和第二槽组的槽6具有相同的并在径向的槽纵伸上恒定的槽宽以及相同的在径向的槽纵伸上恒定的槽横截面。在另外的实施例中例如还规定，两个槽组的槽5、6在其相应的径向的槽纵伸上具有恒定的槽宽和一个在其相应的径向的槽纵伸上恒定的槽横截面，然而所述槽5和6的槽宽或槽横截面是不同的。

按照本发明，所述第二槽组与第一槽组这样叠加，从而获得第二槽组的槽6与第一槽组的槽5的特别的交点。如从图中可以看到的那样，第二槽组的每个槽6与第一槽组的每个槽5这样相交，使得一个第一槽交点8位于摩擦面-内径d_i上，而一个第二槽交点7位于摩擦面-外径d_a上。对于本发明重要的是，在此，所述在摩擦面-内径d_i或在摩擦面-外径d_a上的总的槽横截面面积小于在摩擦面-内径d_i和摩擦面-外径d_a之间的一个摩擦面-直径上的总的槽横截面面积。

由于在圆周方向上第一和第二槽组的对称分布，第二槽组的每个槽6也与第一槽组的一个槽5在摩擦面4的中径d_m的范围内相交，相应的交点用9来表示。因此在所示的实施例中获得一种X形状的、在摩擦面4的圆周上具有一种对称分布的槽图。这种对称性决定性地使得，按照本发明的摩擦衬层-摩擦片1无优选旋转方向地可以在两个旋转方向上运行。

此外对于本发明重要的是，尽管在总槽图中的两个槽组重叠，但是不存在垂直于摩擦衬层-摩擦片的旋转方向(也就是在径向方向上)定向的槽边缘。

在摩擦面4的内径d_i或外径d_a上的所有槽5、6的实际的总-槽横截面始终小于在一个位于内径d_i与外径d_a之间的摩擦面直径上的总-槽横截面。因此，就是对于在附图中所示的实施例，冷却剂是否从摩擦面4的内径d_i或从外径d_a来供给是不重要的。

总之，所述的摩擦衬层-摩擦片1的槽结构使得已知的“上浮效应(Aufschwimmeffekt)”有效地减小，并且尤其是在摩擦离合元件闭合和在摩擦离合元件滑转运行中形成一种具有非常小的扭转振动倾向的、非常有利的摩擦系数曲线，而不必通过一个大百分比的槽部分使可有效用于扭矩传递的净-摩擦面不期望地减少。就这点来说，按照本发明的摩擦衬层-摩擦片1特别适用于一种在一个变速箱中可在两个旋转方向上运行的起动-摩擦离合元件。

附图标记清单

1    摩擦衬层-摩擦片

2    支架板

3    支架板的夹紧轮廓

4    摩擦衬层的摩擦面

5    第一槽组的槽

6    第二槽组的槽

7    在摩擦衬层或摩擦面的外径上的槽的交点

8    在摩擦衬层或摩擦面的内径上的槽的交点

9    在摩擦衬层或摩擦面的中径上的槽的交点

d_a  摩擦面的外径

d_i  摩擦面的内径

d_m  摩擦面的中径

n_1  第一旋转方向

t_w  分度角