Die Erfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenbremse mit Außenbeölung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Der Einsatzbereich der Erfindung: Nasse Lamellenbremsen in Hybridmodulen, DHT und schaltbaren E-Achsen, verlustarme Lamellenbremsen als Anfahr-, Schalt- und Trennelemente.

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 der Reiblamelle eine zentrale Rolle ein.

Stand der Technik (Fig. 1).

Die DE 202015 009 048 U1 sowie die US 8,474,590 B2 zeigen ein nasslaufendes Reibteil mit Nuten in der Reibfläche.

Nachteil: Insbesondere bei Lamellenbremsen und einer Außenbeölung (vgl. Fig. 2) kann nicht auf bewährte Nutmuster (für Innenbeölung) zurückgegriffen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Lamellenbremsen mit Außenbeölung durch ein geeignetes Nutmuster die konvektive Kühlung/Kühlwirkung zu verbessern und die Schleppverluste zu minimieren. Die Aufgabe wird durch eine nasslaufende Lamellenbremse mit Außenbeölung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße nasslaufende Lamellenbremse mit Außenbeölung sieht also vor, dass die Reibfläche eine zickzack- oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut oder eine tangential über den Umfang um laufende Nut aufweist.

Bei Lamellenbremsen mit Außenbeölung durch ein derartiges Nutmuster wird die Kühlwirkung verbessert und die Schleppverluste werden verringert.

Die vorab angegebene Aufgabe ist bei einer nasslaufenden Lamellenbremse mit einer Außenbeölung einer Reibfläche mit einem Umfang dadurch gelöst, dass die Reibfläche eine zickzack-förmig oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut oder eine tangential über den Umfang umlaufende Nut aufweist. Die Reibfläche ist vorteilhaft an einer Reiblamelle vorgesehen, die vorzugsweise auf zwei entgegengesetzten Seiten jeweils eine entsprechende Reibfläche aufweist. Die Reibfläche wird zum Beispiel mit Hilfe von Reibbelagstücken, die auch als Pads bezeichnet werden, dargestellt. Die Reibbelagstücke oder Pads sind an einem Trägerelement befestigt, zum Beispiel auf ein Trägerblech aufgeklebt. Durch die Gestalt und Anordnung der Reibbelagstücke werden Nuten in einem definierten Nutmuster in der Reibfläche dargestellt. Das Nutmuster umfasst zusätzlich zu der umlaufenden Nut weitere Nuten, über die ein Kühl- und/oder Schmiermedium, insbesondere Öl, von außen in die umlaufende Nut gelangt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass Eintrittsnuten, über die Öl von außen in die umlaufende Nut gelangt, bezogen auf die Reibfläche radial außen, jeweils eine Erweiterung aufweisen. Durch die Erweiterung wird die Ölzuführung von außen, insbesondere bei geschlossener Lamellenbremse, verbessert. Erweiterung bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die jeweilige Eintrittsnut sich in radialer Richtung nach außen erweitert. Die Eintrittsnut hat, in Umfangsrichtung betrachtet, radial außen eine größere Breite als radial innen. Die Zunahme der Breite der Eintrittsnut von radial innen nach radial außen erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, zum Beispiel stetig. Die Erweiterung kann über die gesamte radiale Erstreckung der Eintrittsnut vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass nur ein radial äußerer Bereich der Eintrittsnut mit der Erweiterung versehen ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass Reibbelagstücke, welche die umlaufende Nut radial außen und die Eintrittsnuten in Umfangsrichtung begrenzen, trapezförmig gestaltet sind, um eine diffusorartige Erweiterung der Eintrittsnut darzustellen. Dadurch wird die Zufuhr von Öl durch die Eintrittsnuten in die umlaufende Nut wirksam verbessert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass Reibbelagstücke, welche die umlaufende Nut radial außen und die Eintrittsnuten in Umfangsrichtung begrenzen, einander in Umfangsrichtung zugewandte Schrägen oder Fasen aufweisen, um eine trichterartige Erweiterung der Eintrittsnut radial außen darzustellen. Die beanspruchte nasslaufende Lamellenbremse kann nur Reibbelagstücke mit Schrägen oder Fasen aufweisen, um ein einheitliches Nutmuster darzustellen, das nur Eintrittsnuten mit trichterartigen Erweiterungen umfasst. Die Reibbelagstücke mit den Schrägen oder Fasen können aber auch mit den trapezförmigen Reibbelagstücken oder mit anders gestalteten Reibbelagstücken kombiniert werden, um ein Nutmuster mit unterschiedlich gestalteten Eintrittsnuten zu realisieren.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsnuten, bezogen auf die Reibfläche radial außen, eine Nutbreite aufweisen, die um mindestens dreißig Prozent größer als eine Nutbreite der umlaufenden Nut ist. Als Nutbreite wird eine Abmessung der jeweiligen Nut quer zu ihrer Längserstreckung bezeichnet. Demzufolge erstreckt sich die Nutbreite der Eintrittsnuten im Wesentlichen senkrecht zur Nutbreite der umlaufenden Nut. Durch die deutlich größere Nutbreite der Eintrittsnuten wird die Ölzuführung von außen in die umlaufende Nut weiter verbessert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Nut, bezogen auf die Reibfläche radial innen, geschlossen ist. Das bedeutet, dass von der umlaufenden Nut keine Nuten ra- dial nach innen ausgehen. Das kann zum Beispiel mit einem Reibbelagstück realisiert werden, das als geschlossener Innenring ausgeführt ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Nut zwischen zwei Eintrittsnuten, bezogen auf die Reibfläche radial innen, eine Sacknut aufweist. Die Sacknuten sind vorzugsweise jeweils radial innerhalb oder unterhalb der äußeren Reibbelagstücke angeordnet. Durch die Sacknuten wird das Kühlöl besser über die Reibfläche verteilt. Darüber hinaus wird durch die Sacknuten die Kontaktfläche zum konvektiven Wärmeübergang mit einer benachbarten Stahllamelle vergrößert. Darüber hinaus kann der Materialanteil am Innendurchmesser der umlaufenden Nut reduziert werden. Daraus ergibt sich im Betrieb eine homogene Flächenpressungsverteilung.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sacknut die Gestalt eines Rechtecks aufweist. Diese Sacknuten sind fertigungstechnisch einfach und kostengünstig realisierbar.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sacknut die Gestalt eines Halbkreises aufweist.

Dadurch kann vorteilhaft die Lebensdauer der Reibbelagstücke, welche die umlaufende Nut radial innen begrenzen, verlängert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sacknut im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist. Die Sacknuten in der Reibfläche können alle gleich ausgeführt sein. Je nach Ausführung kann es aber auch vorteilhaft sein, Sacknuten unterschiedlicher Gestalt miteinander in einer Reibfläche zu kombinieren.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der nasslaufenden Lamellenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche zusätzlich zu der um laufenden Nut mindestens eine weitere zickzack- oder wellenförmig über den Umfang umlaufende Nut und/oder mindestens eine weitere tangential über den Umfang um laufende Nut aufweist. Dadurch kann die Kühlwirkung in der außenbeölten nasslaufenden Lamellenbremse weiter verbessert werden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.

Es zeigen im Einzelnen:

Figur 1 Stand der Technik: Gängige Nutung von Reibbelägen

(Literaturquelle: Naunheimer et al., Fahrzeuggetriebe: Grundlagen, Auswahl, Auslegung und Konstruktion, Abb.8.59 Gängige Nutung von Reibbelägen (ZF), S. 393, 2019, ISBN 978-3-662-58882-6).

Figur 2 Nasse Lamellenbremse bei Außenbeölung.

Allgemein: Schmierkonzepte von nassen Lamellenkupplung/- bremsen

Prinzipskizze einer nassen Lamellenbremse bei Außenbeölung.

Figur 3 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse): Ölführung und Kühlung Schaltung einer Lamellenbremse: Schematischer Temperaturverlauf

Anforderung: Ölführung und Kühlung im geschlossenen Zustand der Bremse.

Figur 4 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse): Schleppverluste Allgemein: Schleppmomente LamellenkupplungenZ-bremsen Anforderung: Entölung im geöffneten Zustand der Bremse.

Figur 5,6,7 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse: Nutmuster Variante 1 Variationen a, b, c, d, e, f, g, h.

Figur 8, 9 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse): Nutmuster Variante 2 Variationen i, j, k, I, m, n, o.

Figur 10 Reiblamelle bei Außenbeölung (Bremse): Nutmuster

Beispiel: Schematischer Kühlölfluss im geschlossenen Zustand Beispiel: Schematische Entölung & Trennverhalten im geöffneten Zustand.

In Figur 1 sind verschiedene bekannte Nutmuster 62 bis 69 jeweils in der Draufsicht dargestellt. Mit 61 ist eine Reiblamelle mit einer Reibfläche bezeichnet, die ohne Nuten ausgestattet ist. Radial innen weist die Reiblamelle eine Innenverzahnung zum Einhängen der Reiblamelle in einen (nicht dargestellten) Lamellenträger auf.

Das Nutmuster 62 umfasst Radialnuten. Das Nutmuster 63 umfasst Kreuznuten. Das Nutmuster 64 umfasst in Gruppen angeordnete Parallelnuten. Das Nutmuster 65 umfasst kreuzweise angeordnete Sacknuten. Das Nutmuster 66 umfasst Spiralrillen. Das Nutmuster 67 umfasst Waffelnuten. Das Nutmuster 68 umfasst Sunburstnuten. Das Nutmuster 69 umfasst eine Ringnut mit Druckentlastungsbohrungen.

Die Nutmuster dienen, auch bei geschlossenem Schaltelement, zur Kühlung der Lamellen durch einen Ölstrom. Darüber hinaus dienen die Nuten dazu, den Ölfilm zu zerschneiden und dadurch den Reibwert zu stabilisieren. So wird bei einer Schaltung ein gewünschtes Reibverhalten geschaffen. Durch die Nuten kann im geöffneten Zustand des Schaltelements das Schleppmoment beeinflusst und reduziert werden.

In den Figuren 2a und 2b ist eine nasslaufende Lamellenbremse 20 in verschiedenen Ansichten schematisch dargestellt. In Figur 2a sind verschiedene Schmierkonzepte 21 , 22, 23 von nassen Lamellenkupplungen beziehungsweise Lamellenbremsen veranschaulicht. Das Schmierkonzept 21 bis 23 kann für nasslaufende Lamellenkupplungen und bremsen je nach Anwendungsfall unterschiedlich realisiert werden.

Im Allgemeinen wird das Kühlöl der Reibsysteme von innen entweder aktiv, zum Beispiel bei Doppelkupplungen mit Druckbeölung, oder passiv, zum Beispiel in Schaltelementen bei Stufenautomaten mit einer passiven Ölverteilung im Getriebe, zugeführt, wie durch einen Pfeil 24 und einen Doppelpfeil 25 veranschaulicht ist. Je nach Gestaltung des Getriebes kann das Reibsystem zusätzlich in einem Ölbad betrieben werden, wie es bei 23 angedeutet ist. Im Sonderfall von Lamellenbremsen, wie sie zum Beispiel in Stufenautomaten, Hybridgetrieben oder E-Achsen verwendet werden, kann eine aktive Beölung von außen sinnvoll sein, wie sie bei 22 durch einen Pfeil 26 angedeutet ist.

In Figur 2b ist durch einen Pfeil angedeutet, dass sich ein Innenlamellenträger 27 der nasslaufenden Lamellenbremse 20 mit einer Drehzahl dreht. Eine von insgesamt vier Reiblamellen 28 ist in den Innenlamellenträger 27 eingehängt. Durch eine entsprechende Innenverzahnung sind die Reiblamellen 28 drehfest mit dem Innenlamellenträger 27 verbunden.

Die Reiblamellen 28 sind axial jeweils zwischen zwei Stahllamellen 29 angeordnet, die drehfest mit einem Außenlamellenträger 30 der nasslaufenden Lamellenbremse 20 verbunden sind. Durch Pfeile n und r _a sind ein Innenradius und ein Außenradius von kreisringscheibenartigen Reibflächen zwischen den Stahllamellen 29 und den Reiblamellen 28 angedeutet, wenn die nasslaufende Lamellenbremse 20 geschlossen wird. Durch einen Pfeil h ist in Figur 2b veranschaulicht, dass die Stahllamellen 29 im geöffneten Zustand der Lamellenbremse 20 von den Reiblamellen 28 in axialer Richtung beabstandet sind. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse 33 der nasslaufenden Lamellenkupplung 20.

Lamellenbremsen werden im Allgemeinen als innere Schaltelemente für das Schalten unter Last in Umlaufgetrieben eingesetzt. Nasslaufende Lamellenbremsen 20, wie sie in den Figuren 2a und 2b dargestellt sind, werden in Automatikgetrieben, DHT- Getrieben und/oder in mehrstufigen E-Achsen eingesetzt.

In Figur 3b ist die nasslaufende Lamellenbremse 20 in der Draufsicht auf eine Reiblamelle 28 dargestellt. In einem Kreis 26 deuten Pfeile eine Ölzuführung von außen zur Kühlung der Lamellenbremse 20 im geschlossenen Zustand an. In einem Kreis 36 ist angedeutet, dass mit einem geeigneten Nutmuster angestrebt wird, einen Kühlölfluss entlang des Reibringumfangs zu leiten, um somit eine vollständige gleichmäßige sowie effektive konvektive Kühlung des Reibsystems nach einem Schaltevent zu ermöglichen. Durch einen Kreis 37 ist ein Austritt des Kühlöls angedeutet. Der Kühlölfluss sollte möglichst am untersten Punkt des Reibsystems austreten. Ein frühzeitiger Abfluss des Kühlöls am Innendurchmesser beim Öleintrittspunkt und/oder ent- lang des Umfangs am Außendurchmesser sollte verhindert beziehungsweise möglichst gering gehalten werden.

Die Reiblamelle 28 ist mit einer Reibfläche 34 und mit einen Innenverzahnung 35 ausgestattet. Ein gewünschtes Nutmuster ist in der Reibfläche 34 vorgesehen.

In Figur 3a ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 31 und einer y-Achse 32 dargestellt. Auf der x-Achse 31 ist eine Zeit in einer geeigneten Zeiteinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 32 ist eine Temperatur beziehungsweise eine Drehzahl in jeweils einer geeigneten Einheit aufgetragen. In einem Rechteck 40 ist die Lamellenbremse geschlossen. Rechts von dem Rechteck 40 ist die Lamellenbremse offen. 38 veranschaulicht einen Drehzahlabfall beim Schließen der Lamellenbremse. 39 veranschaulicht einen Drehzahlanstieg beim Öffnen der Lamellenbremse. In einer Ellipse 44 sieht man ungleichmäßige Temperaturverteilungen am Umfang der Lamellenbremse aufgrund einer ungleichmäßigen Kühlölverteilung. Bei geschlossener Bremse werden die Reiblamellen und die Stahllamellen in dem Lamellenpaket der Lamellenbremse zusammengepresst.

In Figur 4a ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 41 und einer y-Achse 42 dargestellt. Auf der x-Achse 41 ist eine Drehzahldifferenz in einer geeigneten Drehzahleinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 42 ist ein Schleppmoment in einer geeigneten Einheit aufgetragen. Durch eine Kurve 43 ist ein Schleppmomentverlauf in verschiedenen Abschnitten 45, 46 und 47 dargestellt. Bis zu einem Punkt 71 gibt es einen linearen Verlauf 70. Nach einem Maximum 72 kommt es zu einem Abfall 73 im Schleppmomentverlauf. Durch eine gepunktete Linie sind Relativbewegungen, insbesondere Taumelbewegungen der Lamellen, angedeutet, welche zu einem erneuten Anstieg des Schleppmoments führen.

In Figur 4b ist eine Scherströmung des Öls zwischen einer Reiblamelle 28 und einer Stahllamelle 29 angedeutet. In Figur 4c ist eine Verschiebung 50 eines Lufteinzugs zu niedrigen Drehzahlen angedeutet. Durch ein geeignetes Nutmuster soll die Entölung der Bremse und somit die Schleppverluste verbessert werden. ln Figur 4d ist in einem Kreis 48 angedeutet, dass eine Beölung im geöffneten Zustand der Lamellenbremse 20 möglichst reduziert beziehungsweise minimiert werden sollte, und zwar vorteilhaft durch ein geeignetes Nutmuster. In einem Kreis 49 ist durch einen Pfeil eine Entölung angedeutet. Im geöffneten Zustand der Lamellenbremse 20 ist eine schnelle Entölung/Freischleudern anzustreben. Sowohl die Trennung der Lamellen als auch die Entölung kann durch das Nutmuster unterstützt werden.

In den Figuren 5 bis 9 ist jeweils ein Abschnitt einer Reiblamelle 28 mit Eintrittsnuten 1 ; 11 und einer umlaufenden Nut 2; 12 in verschiedenen Nutmustern dargestellt. Die Nutmuster der Figuren 5a, 5b, 5c; 6a, 6c; 7; 8a, 8b, 8c; 9a, 9b, 9c umfassen einen geschlossenen Innenring 3. Das heißt, die umlaufende Nut 2; 12 ist bei diesen Ausführungsbeispielen radial innen geschlossen.

Eine Eintrittsnut 1 wird jeweils von zwei Reibbelagstücken 51 , 52 begrenzt. Die Reibbelagstücke 51 , 52 sind trapezförmig gestaltet. Durch die Trapezform der außenliegenden Reibbelagstücke 51 , 52, die auch als Pads bezeichnet werden, ergibt sich, dass sich die Eintrittsnut 1 von innen nach außen öffnet, wie bei einem Diffusor. Durch die dargestellte Breite der Eintrittsnuten wird die Ölzuführung von außen im geschlossenen Zustand der Lamellenbremse begünstigt. Die umlaufende Nut 2 erstreckt sich bei den in den Figuren 5a bis 5c und 6a bis 6d sowie in Figur 7 in tangentialer Richtung. Die tangentiale Nut 2 ist zur Verteilung des Kühlöls über dem Umfang des Reibsystems mittig angeordnet. Der geschlossene Innenring 3 verhindert das Abfließen des Kühlöls aus dem Reibkontakt.

In Figur 5 a ist der geschlossene Innenring 3 mit einer rechteckigen Sacknut 4 ausgestattet. Die Sacknuten 4 in Rechteckform sind unterhalb der äußeren Padreihe 51 , 52 angeordnet und führen zu einer besseren Verteilung des Kühlöls und vergrößern zudem die Kontaktfläche zum konvektiven Wärmeübergang Kühlöl/Stahllamelle. Gleichzeitig kann der Materialanteil am Innendurchmesser reduziert werden. Daraus ergibt sich eine homogene Flächenpressungsverteilung. In Figur 5b ist angedeutet, dass der Innenring 3 auch mit V-förmigen Sacknuten 5 ausgestattet sein kann. In Figur 5c ist angedeutet, dass der geschlossene Innenring 3 auch mit Sacknuten 6 in Halbmondform oder Halbkreisform ausgestattet sein kann.

In Figur 6a ist die Anzahl und die Position von Sacknuten 7 gegenüber den Ausführungsbeispielen der Figuren 5a bis 5c verändert. Zwei oder mehr rechteckige Sacknuten 7 sind jeweils unter einem der Reibbelagstücke 51 , 52 angeordnet. Darüber hinaus ist die Sacknut 7 versetzt statt mittig unter dem außenliegenden Pad 52 angeordnet.

In Figur 6b ist eine radiale Nut 8 in dem Innenring 3 angedeutet. Durch die radialen Nuten 8 ergibt sich, dass der Innenring 3 nicht mehr geschlossen ist, sondern unterbrochen oder segmentiert ist. Durch eine geringe Segmentierung des Innenrings 3, beispielsweise in sechs oder acht Segmente, kann der Materialausschuss in der Fertigung reduziert werden.

In Figur 6c ist eine im Vergleich zu Figur 6b breitere radiale Nut 9 in dem Innenring 3 angedeutet. Die radiale Nut 9 ist unterhalb beziehungsweise radial innerhalb des Reibbelagstücks 52 angeordnet.

In Figur 6d ist bei 10 angedeutet, dass die Reibbelagstücke 51 , 52 mit zusätzlichen Fasen oder Schrägen 10a, 10b an den Kanten versehen sind.

In Figur 7 ist ein Nutmuster mit mehrreihigen trapezförmigen äußeren Pads oder Reibbelagstücken 51 , 52 und 53, 54 gezeigt, die versetzt angeordnet sind. Daraus ergibt sich zusätzlich zu der um laufenden Nut 2 eine weitere um laufende Nut 55.

In den Figuren 8a bis 8c und 9a bis 9c sind Nutmuster mit außenliegenden Pads oder Reibbelagstücken 56, 57 dargestellt, die miteinander zugewandten Fasen oder Schrägen 15, 16 ausgestattet sind. So ergibt sich in der Eintrittsnut 11 eine trichterförmige Öffnung nach außen. Darüber hinaus sind die Reibbelagstücke 56, 57 und der geschlossene Innenring 3 so gestaltet und angeordnet, dass sich eine geschwungene Zickzack-Form in der umlaufenden Nut 12 ergibt. Daraus resultiert eine bessere Kühlölführung über den Umfang. Ebenso wird das Tragbild verbessert, wodurch sich ein geringerer Verschleiß ergibt. In Kombination mit einem Ölreservoir in der rechteckigen Sacknut 4 im geöffneten Zustand unter Rotation der Reiblamelle dringt das Kühlöl nach außen und erzeugt einen Druckanstieg im Schmierspalt. Falls keine Wellung im Trägerblech vorgesehen ist, kann diese zu einem verbesserten Trennverhalten führen. So kann das Schleppmoment wirksam reduziert werden.

In Figur 8b ist das Reibbelagpad 57 im Unterschied zu der spitzen Ausführung der Figur 8 mit einer Abflachung 13 versehen. Die Abflachung 30 ist ebenso wie die Spitze in Figur 8a mittig radial innen an dem Reibbelagstück 57 angeordnet.

In Figur 8c sind die Reibbelagstücke 56 und 57 miteinander zugewandten Rundungen 17, 18 versehen, um die Erweiterung der Eintrittsnut 11 radial außen darzustellen.

In Figur 9a sind die Reibbelagstücke 56, 57 im Unterschied zu Figur 8a mit jeweils einer aufgeprägten Radialnut 74 versehen. Dadurch wird das Entölen beziehungsweise Freischleudern des Ölreservoirs aus der Sacknut 4 unterstützt. Die Anzahl der Radialnuten 74 kann von der Anzahl der Reibbelagstücke 56, 57 abweichen. Die Nuttiefe und die Nutbreite der ausgeprägten Radialnut 74 sind geringer ausgeführt als bei der Sacknut 4.

In Figur 9b sind die Reibbelagstücke 56, 57 durch jeweils eine Radialnut 75 segmentiert. Ansonsten entspricht Figur 9b der Figur 8b.

In Figur 9c ist der geschlossene Innenring 3 durch eine Radialnut 76 segmentiert. Ansonsten entspricht der Innenring 3 dem Innenring der Figur 8b. Die Reibbelagstücke 56, 57 in Figur 9c entsprechen den Reibbelagstücken 56, 57 in Figur 8a.

In Figur 9d sind die Reibbelagstücke 56 im Wechsel mit Reibbelagstücken 77 angeordnet. Das Reibbelagstück 77 hat die Gestalt eines Rechtecks mit Abschrägungen 78, 79.

In den Figuren 10a ist durch einen Pfeil 58 die Kühlölverteilung in der umlaufenden Nut 12 angedeutet. Der Kühlölfluss kann durch den geschlossenen beziehungsweise gering segmentierten Innenring 3 und der geschwungenen Tangentialnut 12 im Reibsystem gehalten werden. Ein Abfließen nach außen und nach innen kann minimiert werden. In Figur 10a ist ein schematischer Kühlölfluss im geschlossenen Zustand der Lamellenbremse angedeutet.

In Figur 10b ist durch Pfeile 59 und 60 eine schematische Entölung sowie ein Trennverhalten im geöffneten Zustand angedeutet. Durch die Sacknuten 4 kommt es zu einem Schmierkeileffekt. Ein Ölreservoir in der Sacknut 4 im geöffneten Zustand unter Rotation der Reiblamelle drängt nach außen und erzeugt einen Druckanstieg im Schmierspalt. Durch optimale Verteilung der Lamellen im geöffneten Zustand der Kupplung beziehungsweise der Bremse kommt es zu einer Reduzierung des Schleppmoments. Weiter kann ein sanftes Schließen der Kupplung beim Betätigen realisiert werden. Durch Pfeile 60 ist ein Abfließen des Öls durch die Eintrittsnuten 11 radial nach außen angedeutet.

Kühlung im geschlossenen Zustand (keine Rotation) (Fig. 3, Fig. 10):

Durch die Ausgestaltung des Nutmusters wird mittels eines geringen Strömungswiderstandes die Kühlölzuführung von außen begünstigt und durch eine gezielte Ölführung wird zum einen ein frühzeitiger Abfluss des Kühlöls aus dem Reibsystem minimiert und zum anderen eine gleichmäßige Kühlung über dem Umfang des Reibsystems ermöglicht (Verbesserung der konvektiven Kühlung). Dies kann den Wärmehaushalt des Schaltelements verbessern und die Abkühlzeiten verringern.

Schleppverluste im geöffneten Zustand (Fig. 4, Fig. 10):

Durch Berücksichtigung der Wirkzusammenhänge des Lufteinzuges / Trennverhaltens und deren Auswirkung auf die Schleppverluste kann das Nutmuster in seiner Ausgestaltung (Beeinflussung des DruckniveausZ-Verteilung im Schmierspalt) die Schleppverluste minimieren. Gleichzeitig wird eine zusätzliche passive Beölung des Reibsystems aus dem Innenraum des Getriebes reduziert. Somit kann das Ziel einer verlustarmen Lamellenbremse als Anfahr- Schalt- und Trennelement für Hybridmodule, DHT und E-Achsen unterstützt werden.

Nutmuster Variante 1 (Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7):

Außenliegende Pads in Trapezform, Nutung 1 von innen nach außen geöffnet (Diffusor). Breite Nutkanäle begünstigen die Ölzuführung von außen im geschlossenen Zustand der Bremse. Tangentiale Nut 2 mittig angeordnet zur Verteilung des Kühlöls über dem Umfang des Reibsystems. Der geschlossene Innenring 3 verhindert das Abfließen des Kühlöls aus dem Reibkontakt. Die Sacknuten 4 in Rechteckform sind unterhalb der äußeren Padreihe angeordnet und führen zu einer besseren Verteilung des Kühlöls und vergrößern die Kontaktfläche zum konvektiven Wärmeübergang (Kühlöl/Stahllamelle). Gleichzeitig kann der Materialanteil am Innendurchmesser reduziert werden (homogene Flächenpressungsverteilung).

Nutmuster Variante 2 (Fig. 8, Fig. 9):

Außenliegende Pads mit Fase beziehungsweise Öffnung Nut nach außen (11 Trichterform). Geschwungene Zickzack-Nut 12 statt tangentialer Nut zur besseren Kühlölführung über den Umfang. Ebenso wird das Tragbild verbessert (geringerer Verschleiß). In Kombination mit einem Ölreservoir in der Sacknut im geöffneten Zustand unter Rotation der Reiblamelle drängt das Kühlöl nach außen und erzeugt einen Druckanstieg im Schmierspalt. Falls keine Wellung im Trägerblech vorgesehen ist, kann dies zu einem verbesserten Trennverhalten der Lamellen führen (Reduzierung des Schleppmoments).

Bezuqszeichenliste Eintrittsnut um laufende Nut geschlossener Innenring Sacknut Sacknut Sacknut Sacknut Nut (radial) Nut (radial) a, b Schräge, Fase Eintrittsnut um laufende Nut Abflachung Schräge, Fase Schräge, Fase Rundung Rundung Ecke Lamellenbremse Schmierkonzept Schmierkonzept Schmierkonzept Pfeil Doppelpfeil Pfeil (Außenbeölung) Innenlamellenträger Reiblamelle Stahllamelle Außenlamellenträger x-Achse y-Achse Drehachse Reibfläche Innenverzahnung Kreis Kreis Drehzahlabfall Drehzahlanstieg Rechteck x-Achse y-Achse Kurve Temperaturverteilung Abschnitt Abschnitt Abschnitt Kreis Kreis Verschiebung Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück Reibbelagstück um laufende Nut Reibbelagstück Reibbelagstück Pfeil Pfeil Pfeil Nutmuster Nutmuster Nutmuster Nutmuster Nutmuster Nutmuster Nutm uster

Nutmuster

Nutmuster linearer Verlauf

Punkt

Maximum

Abfall

Radialnut

Radialnut

Radialnut

Reibbelagsbereich

Abschrägungen

Abschrägungen