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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Reibscheibenkupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, wobei die Kupplungsscheibe einen Antriebsbereich und einen Abtriebsbereich vorsieht, wobei der Antriebsbereich und der Abtriebsbereich integral ausgebildet sind, wobei der Antriebsbereich flügelartig ausgebildet ist und sich in radialer Richtung von dem Abtriebsbereich erstreckt, wobei ein Übergangsbereich zwischen dem Antriebsbereich und dem Abtriebsbereich vorgesehen ist. Dabei sind an dem Antriebsbereich Reibbeläge vorgesehen. Die flügelartige Ausführung des Antriebsbereiches wird vor allem dann verwendet, wenn im radial äußeren Bereich des Antriebsbereiches Gewicht und damit Massenträgheit eingespart werden soll. Dies ist vorwiegend bei der Verwendung im Rennsport der Fall.
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Mit der 1 ist eine Kupplungsscheibe bekannt, die einen flügelartig ausgebildeten Antriebsbereich vorsieht. Im Bereich zwischen dem flügelartig ausgebildeten Antriebsbereich befindet sich der Übergangsbereich zwischen dem Abtriebsbereich und dem Antriebsbereich. Dieser ist hier verrundet ausgeführt, um Spannungen zu reduzieren, die dadurch entstehen können, dass ein Antriebsdrehmoment, beispielsweise von einem Antriebsaggregat wie ein Verbrennungsmotor, an den Antriebsbereich eingeleitet wird und am Abtriebsbereich, beispielsweise durch eine dort angebrachte Nabe mit einer Verzahnung, an eine Getriebeeingangswelle abgegeben wird.
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Nachteilg an dieser Verrundung ist, dass es hier immer wieder zu Spannungsrissen kommt, die zu einem Versagen der Kupplungsscheibe führen können. Ein Aufdicken des Materials an dem Übergangsbereich zeigte sich nicht als zielführend, zumal das Gewicht dadurch zunimmt.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Kupplungsscheibe mit einem flügelartigen Antriebsbereich vorzusehen, wobei der Übergangsbereich zwischen dem Antriebsbereich und dem Abtriebsbereich spannungsreduzierend ausgebildet ist, so dass bei einem Übertragen eines Drehmoments von dem Antriebsbereich zu dem Abtriebsbereich ein Auftreten von Spannungsrissen am Übergangsbereich reduziert wird.
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Die Aufgabe wird mit einer Kupplungsscheibe für eine Reibscheibenkupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges gelöst, wobei die Kupplungsscheibe einen Antriebsbereich und einen Abtriebsbereich vorsieht, wobei der Antriebsbereich und der Abtriebsbereich integral ausgebildet sind, wobei der Antriebsbereich flügelartig ausgebildet ist und sich in radialer Richtung von dem Abtriebsbereich erstreckt, wobei ein Übergangsbereich zwischen dem flügelartigen Antriebsbereich und dem Abtriebsbereich vorgesehen ist, wobei der Übergangsbereich eine spannungsreduzierende Kontur vorsieht, wobei die Kontur zumindest teilweise als eine Fibonacci Spirale ausgeführt ist.
Dabei ist die Fibonacci Spirale bekannt und beruht auf den bekannten Fibonacci Zahlen. Darunter versteht man eine unendliche Abfolge von Zahlen, bei der jede Zahl aus der Summe der zwei vorhergehenden Zahlen entsteht (1,1,2,3,5,8,13,21,34,55...). Die Fibonacci Zahlen lassen sich grafisch abbilden, in dem man sie innerhalb eines rechteckigen Rahmens als unterschiedlich große Felder darstellt. Hierzu sei auf die 3 verwiesen, die die Fibonacci Spirale darstellt. Diese Spirale oder zumindest Teile dieser Spirale werden als Kontur für den Übergangsbereich zwischen dem Antriebsbereich und dem Abtriebsbereich verwendet. Die Zahlen und damit auch die Felder werden nach außen hin immer größer. Die Spirale entsteht, in dem man die Ecken der Kästchen diagonal mit einem kreisförmigen Bogen verbindet. Die Richtung geht dabei von innen nach außen, man beginnt also in der innersten Ecke der kleinsten Zahl. Dabei hat sich diese Kontur in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, um diesen Bereich spannungsarm auszuführen und um funktionssicher Drehmoment von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich der Kupplungsscheibe zu leiten.
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Dabei kann es weiter vorgesehen sein, dass die Kontur ausgehend von einem Grundbereich des Abtriebsbereichs mit zumindest einem Teil eines ersten Viertelkreises eines ersten Bereichs der Fibonacci Spirale beginnt.
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Dabei kann weiter an den zumindest Teil des ersten Viertelkreises des ersten Bereichs der Fibonacci Spirale sich zumindest ein Teil eines zweiten Viertelkreises eines zweiten Bereichs der Fibonacci Spirale anschließen.
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Auch können an den zumindest Teil des zweiten Viertelkreises des zweiten Bereichs der Fibonacci Spirale sich zumindest weitere Teile von weiteren Viertelkreisen von weiteren Bereichen der Fibonacci Spirale anschließen.
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Auch kann der Antriebsbereich einen Reibbelag vorsehen, wobei der Reibbelag an dem Antriebsbereich stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig vorgesehen ist.
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Im Nachfolgenden wird die Erfindung mit Figuren beschrieben. Dabei zeigt
- 1 eine Kupplungsscheibe als Stand der Technik
- 2 eine erfindungsgemäße Kupplungsscheibe
- 3 eine geometrische Darstellung der Fibonacci Spirale
- 4 eine Detailansicht der Kupplungsscheibe aus der 3
- 5 eine Fibonacci Spirale mit Teilbereichen von Viertelkreisen
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Die 1 zeigt eine Kupplungsscheibe wie sie im Stand der Technik verwendet wird. Dabei ist ein Antriebsbereich 12 flügelartig ausgebildet und ist dabei integral, also einteilig mit dem Abtriebsbereich 14 vorgesehen. Zwischen dem flügelartigen Antriebsbereich 12 und dem Abtriebsbereich 14 befindet sich ein Übergangsbereich 16, der hier verrundet ausgeführt ist, um bei einer Drehmomentübertragung von dem Antriebsbereich 12 zu dem Abtriebsbereich 14 möglichst spannungsunkritisch zu sein. Jedoch hat sich in der Praxis herausgestellt, dass im Bereich der Verrundung des Übergangsbereiches 16 sich Spanungsrisse bilden können, die zu einem Versagen der Kupplungsscheibe führen können.
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Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungsscheibe 10, die flügelartig ausgeführt ist.
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Dabei ist hier ein Antriebsbereich 12 mit einem Abtriebsbereich 14 mittels eines Übergangsbereiches 16 im Bereich zwischen den einzelnen Flügeln des Antriebsbereiches 12 ausgeführt, wobei der Übergangsbereich eine Kontur 18 vorsieht, wobei die Kontur aus Kreissegmenten der Fibonacci Spirale ausgebildet ist. Dabei sei hier schon auf die 3 verwiesen, in der die Fibonacci Spirale geometrisch dargestellt wird. Dabei entsprechen die Seitenlängen der Kästchen jeweils der zugehörigen Fibonacci Zahlen. Die Zahlen und damit auch die Felder werden nach außen hin immer größer. Die Spirale entsteht, in dem man die Ecken der Kästchen diagonal mit einem kreisförmigen Bogen verbindet. Die Richtung geht dabei von innen nach außen, man beginnt also in der innersten Ecke der kleinsten Zahl. Zur Veranschaulichung soll hier mit dem größten dargestellten Kästchen 21 x 21, hier mit erster Bereich 31 bezeichnet, begonnen werden. Legt man in dieses Kästchen zwischen die Diagonalen einen Kreisbogen, so erhält man einen ersten Viertelkreis 32. Im Anschluss folget ein zweiter Bereich 33 mit 13 x 13 Kästchen mit einem eingezeichneten zweiten Viertelkreis 34. Im Anschluss daran folgt ein dritter Bereich 35 mit einem dritten Viertelkreis 36, sowie im Anschluss ein vierter Bereich 37 mit einem vierten Viertelkreis 38. Mit einem im Anschluss daran folgenden fünften Bereich 39 mit einem fünften Viertelkreis 40 soll die Beschreibung der Fibonacci Spirale 30 hier beendet werden. Verbindet man nun die jeweiligen Viertelkreise 32, 34, 36, 38, 40, so erhält man eine kontinuierlich enger werdende Kurve, die, übertragen auf die Kontur 18 des Übergangsbereiches 16 sich als spannungsunkritischer erwiesen hat als bisherige bekannte Verrundungen in diesem Bereich.
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Mit Verweis auf die 4 wird verdeutlicht, dass natürlich nur Teile der Fibonacci Spirale verwendet werden können. In der 4 ist gut zu erkennen, dass im Grundbereich 20 mit der ersten Viertelkurve 32 des ersten Bereiches 31 der Fibonacci Spirale 30 begonnen wird. Im Anschluss daran folgt die zweite Viertelkurve 34 des zweiten Bereichs 33 der Fibonacci Spirale 30, wobei hier nur eine Hälfte des zweiten Viertelkreises 34 verwendet wird.
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Mit Verweis auf die 5 ist anzuführen, dass auch nur jeweils Teile der jeweiligen Viertelkreise der Fibonacci Spirale 30 verwendet werden können. So kann beispielsweise eine Spirale als Kontur 18 für den Übergangsbereich verwendet werden, die nur aus einem Teil 32a eines ersten Viertelkreises 32 des ersten Bereichs 31 besteht, an dem sich nachfolgend ein Teil 34a des zweiten Viertelkreises 34 des zweiten Bereichs 33 anschließt und weiter ein Teil 36a des dritten Viertelkreises 36 des dritten Bereiches 35 und ein Teil 38a des vierten Viertelkreises 38 des vierten Bereichs 37. Die so entstandene Spirale besteht daher aus den Teilen 32a, 34a, 36a und 38a und kann vorteilhaft als eine spannungsreduzierende Kontur 18 des Übergangsbereiches 16, siehe die 2 und 4, verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsscheibe
- 12
- Antriebsbereich
- 14
- Abtriebsbereich
- 16
- Übergangsbereich
- 18
- Kontur
- 20
- Grundbereich
- 30
- Fibonacci Spirale
- 31
- erster Bereich
- 32
- erster Viertelkreis
- 32a
- Teil des ersten Viertelkreises
- 33
- zweiter Bereich
- 34
- zweiter Viertelkreis
- 34a
- Teil des zweiten Viertelkreises
- 35
- dritter Bereich
- 36
- dritter Viertelkreis
- 36a
- Teil des dritten Viertelkreises
- 37
- vierter Bereich
- 38
- vierter Viertelkreis
- 38a
- Teil des vierten Viertelkreises
- 39
- fünfter Bereich
- 40
- fünfter Viertelkeis
