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Elastische Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf eine elastische Kupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
die aus einem auf der Abtriebswelle axial verschlebbaren Tragkörper und an diesem
befestigten, im wesentlichen ebenen Metallsegmenten besteht. Die Metallsegmente
sind mit einem Belag aus aufgeklebtern oder aufgepreßtem Asbest, aus gesintertem
Metall, Sinterbronze oder einem keramischen Belag versehen.
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Zur Erzielung eines allmählichen Eingriffes der Scheibenkupplung werden
insbesondere bei Kraftfahrzeugen, aber auch bei Kupplungen anderer Anwendungsgebiete,
z. B. im Maschinenbau, weitgehend Kupplungsscheiben mit in axialer Richtung federndem
Scheibenkranz verwendet. Dieser federnde Scheibenkranz wird auf verschiedene Arten
erzeugt: Gebräuchlich sind Kupplungsscheiben, bei welchen der Scheibenkranz unter
dem Reibungsbelag geschlitzt und wellenförmig verbogen ist, wobei die Kupplungsbeläge
wechselseitig an jeweils den erhabenen Stellen der Wellen angenietet sind. Weiterhin
werden vielfach ebene Kupplungsscheiben aus Stahlblech benutzt, bei denen zwischen
dem Kupplungsbelag und der Stahlscheibe dünne, federnde Zwischenlagen mit entsprechender
Wellenform angeordnet sind. Schließlich gibt es auch noch Kupplungsscheiben, bei
welchen der Durchmesser der Kupplungsscheibe kleiner gehalten ist als der Innendurchmesser
des Kupplungsbelages und der Kupplungsbelag an wellenförmig ausgebildeten Federsegmenten
befestigt ist, die wiederum an der Kupplungsscheibe angenietet sind.
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Diese bisher bekannten federnden Kupplungsscheiben sind für die Anwendung
von metallischen Belägen, wie z. B. Sinterbronzebelägen, oder auch von keramischen
Belägen vollkommen ungeeignet. Diese äußerst verschleißfesten Beläge sucht man zur
Erzielung einer Scheibe von geringem Trägheitsmoment und auch zur Einsparung an
Metallen mit möglichst dünnen Belagschichten auszuführen, was im Hinblick auf die
sehr hohe Verschleißfestigkeit dieser Beläge ohne weiteres zulässig ist. Diese dünnen
Metallbelagschichten lassen sich aber nur anwenden, wenn man sie direkt auf einem
Trägerblech aufbringt, z. B. durch Aufsinterung. Da bei dem Sinterprozeß sehr hohe
Temperaturen erreicht werden, gehen die Federungseigenschaften des Trägerbleches
verloren, auch wenn man hochwertiges Federstahlblech für diese Teile verwendet.
Außerdem erreichen die federnden Segmente unter dem Belag infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit
der Metallbeläge und der großen Temperaturbeständigkeit derselben im Betrieb wesentlich
höhere Temperaturen als bei Anwendung organischer Beläge, so daß durch Wänneeinwirkung
die Federungseigenschaften des federnden Scheibenkranzes im Betrieb bald verlorengehen.
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Auch für die Verwendung von aufgeklebten oder aufgepreßten Asbestbelägen
sind die bekannten elastischen Kupplungsscheiben ungeeignet. Die Verwendung von
aufgeklebten oder aufgepreßten Belägen ist z. B. -erforderlich, wenn die Kupplung
für hohe Drehzahlen ausgelegt werden soll. Bei der Verwendung von aufgepreßten oder
aufgeklebten Belägen ist es nicht mögl2i, diese Beläge auf die federnden Teile aufzubringen.
In diesem Fall müssen die Asbestbeläge auf Metallringe aufgeklebt oder aufgepreßt
werden, die dann wiederum an den federnden Teilen der Kupplungsscheibe angebracht
werden. Daraus ergibt sich als Nachteil eine teuere Herstellung, ein hohes Gewicht
und ein hohes Trägheitsmoment der Kupplungsscheibe.
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Es ist weiterhin eine federnde Kupplungsseheibe bekannt, die aus zwei
Scheiben zusammengesetzt ist und bei der die Flächen, die mit dem Reibbelag versehen
sind, im ausgekuppelten Zustand konisch verlaufen. Auch diese Ausbildung der Kupplungsscheibe
setzt die Verwendung von aufgenieteten Belägen voraus, da die mit dem Belag zu versehende
Fläche selbst federt und im Ruhezustand nicht eben ist. Auch für die Verwendung
von gesinterten Metallbelägen bzw. keramischen Belägen ist die Scheibe auf Grund
der schon aufgeführten Nachteile ungeeignet.
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Es ist weiterhin noch eine Kupplungsscheibe bekannt, die selbst nicht
mit dem Reibbelag versehen
ist, sondern die nur aus zwei ebenen
Scheiben besteht, die an einer Nabe befestigt sind und unter dem Kupplungsdruck
verformt werden. Die Beläge sind an den beiden Druckplatten angebracht. Diese Bauart
hat den Nachteil, daß die Befestigung von Belägen an den Druckplatten umständlich
und teuer ist und daß insbesondere nach Abnutzung der Beläge die ganze Kupplung
demontiert und erneuert werden muß, wogegen, wenn die Kupplungsscheibe mit dem Reibbelag
versehen wird, nach Abnutzung des Reibbelages nur die Kupplungsscheibe ausgetauscht
zu werden braucht und die Kupplungsseheibe relativ einfach durch Aufbringen neuer
Beläge erneuert werden kann.
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Bei der Kupplungsscheibe gemäß der Erfindung werden die aufgezählten
Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch vermieden, daß die Scheibe so ausgebildet
wird, daß die Metallsegmente den Tragkörper der Kupplungsscheibe infolge des Kupplungsdruckes
elastisch verfonnen. In besonderem Maße eignet sich die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe
zur Anwendung von gesinterten Metallbelägen bzw. kerarnischen Belägen, jedoch auch
bei der Verwendung von aufgepreßten oder aufgeklebten Asbestbelägen werden wesentliche
Vorteile gegenüber den bekannten Kupplungsscheiben erzielt. Der federnde Tragkörper
der Kupplungsseheibe befindet sich außerhalb der Reibungszone und ist den Wärmeeinwirkungen,
die durch den auftretenden Schlupf in der Kupplung auftreten, viel weniger ausgesetzt
als bei den bekannten Anordnungen. Die Beläge können ohne Schwierigkeiten direkt
auf die Segmente aufgesintert bzw. aufgeklebt oder aufgepreßt werden, da diese Seginente
keine federnden Teile und im wesentlichen eben ausgebildet sind. Es ergibt sich
so eine wirtschaftliche, dauerhafte und hohe Temperaturen standhaltende Kupplungsscheibe,
wobei das Schwungmoment und das Gewicht der gesamten Scheibe gering bleibt.
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Die Figuren zeigen mehrere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung.
Es zeigt Fig* 1 die halbe Ansicht einer Kupplungsscheibe mit den an dem Tragkörper
befestigten Segmenten, Fig. 2 den Schnitt längs der Linie A -B
in Fig. 1
durch die gesamte Scheibe und die beiderseits der Scheibe befindlichen
Druckplatten, Fig. 3 und 4 je einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt,
jedoch durch zwei andere Ausführungsformen der Kupplungsscheibe.
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In den Fig. 1 und 2 sind die die Reibungsbeläge 1
tragenden
Metallsegmente 2 nach innen zu verlängert und außerhalb der Reibungszone mit dem
Tragkörper 3 durch Nieten 4 verbunden. Die Gesamtstärke der Segmente 2 mit
den Belägen 1 ist bei allen an einem Tragkörper 3 anzubringenden Segmenten
2 etwa gleich, jedoch sind zur Erzielung der Scheibenfederung zwischen dem Tragkörper
3 und den Metallsegmenten 2 Zwischenlagen 5 unterschiedlicher Stärke
angeordnet bzw. abwechselnd immer ein Segment 2 mit einer solchen Zwischenlage
5 und das nächste ohne Zwischenlage direkt an dem Tragkörper 3 befestigt.
Die Stärke der Zwischenlagen 5 beträgt etwa 0,5 bis 1 mm
je nach dem Durchmesser der Kupplungsscheibe.
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Durch den seitlichen Kupplungsdruck werden die mit dem Belag
1 versehenen Metallsegmente 2 in eine Ebene gedrückt. Hierdurch wird der
Tragkörper 3
wellenförmig elastisch verformt. Um diesen Tragkörper genügend
elastisch ausbilden zu können, empfiehlt es sich, innerhalb diesem in Umfangsrichtung
angeordnete Schlitze 6 vorzusehen. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist
besonders wirtschaftlich auszuführen und zeigt sehr gute Federungseigenschaften,
weil durchweg im wesentlichen ebene Teile, die leicht herstellbar sind, zur Anwendung
kommen.
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Die Fig. 3 zeigt ein ähnliches Beispiel, jedoch wird hier die
Scheibenfederung durch unterschiedliche Stärke des Belages 7 bzw.
8 auf jeder Seite der Metallsegmente 2 erzielt. Diese Metallsegmente 2 sind
auf einer Seite mit einem dünnen Belag 7 und auf der anderen mit einem etwas
dickeren 8 versehen, wobei die Gesamtstärke des Belages, der an einer Kupplungsscheibe
zur Anwendung kommenden Segmente gleich bleibt. Die elastische Verformung jeweils
immerg des Tragkörpers 9 ergibt sich hier in der gleichen Weise wie beim
Beispiel 1 (Fig. 2).
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Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel, und zwar unter Verwendung
gleicher Metallsegmente 2 wie in dem Beispiel nach Fig. 1 mit dem Unterschied,
daß hier die elastische Verformung des Tragkörpers 10
nicht durch Zwischenlagen
erzeugt wird, sondern der Tragkörper 10 selbst eine Wellenform aufweist,
also im ausgekuppelten Zustand etwa jene Form besitzt, die er nach dem in Fig. 2
dargestellten Beispiel 1 im eingekuppelten Zustand aufweist. Die Metallsegmente
2, die auf jeder Seite mit dem Reibbelag 1 versehen sind, sind an diesem
Tragkörper 10 befestigt. Unter dem Kupplungsdruck wird eine Verformung des
gewellten Tragkörpers 10 hervorgerufen, und zwar derart, daß die Wellen abgeschwächt
werden, also dieser Tragkörper 10 sich dem ebenen Zustand nähert.
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In den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der
die Reibbeläge tragende und die elastische Verformung aufnehmende Tragteil innenhegend
angeordnet. Sein Außendurchmesser ist somit kleiner als der Innendurchmesser des
Kupplungsbelages. Dieser Tragteil kann auch außerhalb der Kupplungsbeläge, also
mit einem größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Kupplungsbelages
beträgt, ausgeführt werden, was z. B. für die Außenlamellen von Mehrscheibenkupplungen
in Frage käme.