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Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung nach der Hauptpatentanmeldung
betrifft eine federbelastete Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit mindestens
einer Kupplungsscheibe, die von einer Nabe getragen wird, welche mit einer koaxial
zur Antriebswelle verlaufenden getriebenen Welle drehfest verbunden ist. Ein wesentliches
Kennzeichen des Erfindungsgegenstandes der Hauptpatentanmeldung besteht darin, daß
unmittelbar zwischen der getriebenen Welle und der die Kupplungsscheibe tragenden
Nabe zur drehfesten Verbindung zwischen dieser und der Welle elastische Mittel vorgesehen
sind.
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Die Erfindung bezweckt eine besonders vorteilhafte drehfeste Verbindung
der in der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagenen elastischen Mittel zwischen der
Nabe der Kupplungsscheibe einerseits und der getriebenen Welle andererseits. Hierzu
wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Nabe innen und die Welle außen mit
geometrisch ähnlichem Profil versehen und die elastischen Mittel zwischen beiden
Profilen angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich eine besonders dreh- und abscherfeste
Verbindung der elastischen Mittel mit der Nabe der Kupplungsscheibe einerseits und
der getriebenen Welle andererseits erreichen.
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Was die Ausbildung der Profile von Nabe und Welle im übrigen anbetrifft,
so kann man sie in üblicher Weise mit Nut- und Federprofil versehen. Statt dessen
können die Nabe und die Welle auch mit geometrisch ähnlichen Polygonprofilen versehen
sein, wobei im Zwischenraum zwischen den Profilen die Kunststoffeinsätze angeordnet
werden.
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Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß die Nabe innen
und außen mit einer Kerbverzahnung ausgebildet wird. Ein gutes Haften zwischen der
Metalloberfläche der Nabe bzw. der Welle und dem Kunststoff kann- gemäß der Erfindung
dadurch erreicht werden, daß die rechteck- oder keilförmigen Federn bzw. die Kerbzähne
der Nabe oder der Welle in Längsrichtung Unterbrechungen aufweisen, in die Kunststoffeinsätze
eingreifen. Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß die Nabe und die Welle mit
Drei-, Vier- oder Mehrkantprofilen versehen sind, zwischen denen Kunststoffeinsätze
vorgesehen sind. Als Werkstoff für die Kunststoffeinsätze eignen sich beispielsweise
Polyamide, Nylon od. dgl.
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Einzelheiten der Erfindung sind aus der Beschreibung und aus der Zeichnung
ersichtlich, die mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt die Ansicht der Nabe einer Kupplungsscheibe für eine
Reibungskupplung, wobei die Nabe innen und die getriebene Welle außen jeweils mit
Nut- und Federprofil versehen sind; Fig. 2 ist die Draufsicht auf Fig. 1, teilweise
geschnitten; Fig. 3 ist eine Nabe in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 1, wobei
Nabe und Welle mit Polygonprofil versehen sind, während Fig.4 eine Nabe ebenfalls
in der gleichen Darstellungsweise wie Fig. 1 zeigt, wobei Nabe und Welle Kerbverzahnung
aufweisen.
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In Fig.1 und 2 ist mit 9 die Nabe einer Kupplungsscheibe bezeichnet,
deren Flansch 20 zum Befestigen der Reibscheibe beispielsweise sechs Bohrungen 21
aufweist. Bei den einzelnen Ausführungsbeispielen sind die Reibscheibe und deren
Befestigungsmittel der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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Die Nabe 9 ist innen mit dem axial verlaufenden Nut- und Federprofil
22 versehen, das ähnlich dem Nut- und Federprofil 23 der getriebenen Welle 10 geometrisch
vergrößert ausgebildet ist. Zwischen den Profilen 22 und 23 sind zur drehfesten
Verbindung beider Teile elastische Mittel in Form einer Kunststoffschicht 15 angeordnet.
Als Kunststoff eignen sich dazu Polyamide wie Nylon od. dgl. Die Kunststoffschicht
15 ist innen und außen mit den den Profilen 22 und 23 entsprechenden Gegenprofilen
ausgebildet und hat im dargestellten Ausführungsbeispiel durchgehend die gleiche
Wandstärke. Sie kann aber auch je nach den Erfordernissen an verschiedenen Stellen
unterschiedliche Wandstärke erhalten. Im Grenzfall können beispielsweise lediglich
Kunststoffstreifen zwischen den tragenden Flanken der Profilfedern angeordnet sein,
während die Federköpfe sich metallisch mit dem Grund der entsprechenden Nuten des
Nabenprofils berühren. Die Kunststoffschicht wird in diesem Fall nicht mehr auf
Abscherung, sondern nur auf Druck beansprucht.
In Fig. 3 sind die
Nabe 24 der Kupplungsscheibe und die Welle 25 mit geometrisch ähnlichen Polygonprofilen
26 bzw. 27 versehen, zwischen denen wiederum als elastisches Mittel zur drehfesten
Verbindung ein Kunststoffeinsatz 28 angeordnet ist. An Stelle der dargestellten
Polygonprofile 26 und 27 können auch andere Polygonprofile verwendet werden.
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In Fig. 4 sind die Nabe 29 der Kupplungsscheibe und die Welle 30 mit
axial verlaufenden Kerbverzahnungen 31 bzw. 32 versehen, zwischen denen als elastische
Mittel zur drehfesten Verbindung eine nackenförmige Kunststoffschicht 33 eingefügt
ist.
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Die Kunststoffschicht 15 bzw. 28 bzw. 33 kann man nach verschiedenen
Verfahren zwischen die Profile 22 und 23 bzw. 26 und 27 bzw. 31 und 32 einbringen.
So kann man sie durch das sogenannte Wirbelsinterverfahren auftragen. Dabei steckt
man beispielsweise die mit dem entsprechenden Profil versehene Welle in Kunststoffpulver.
Durch eine bestimmte Erwärmung der Welle schmilzt der Kunststoff und wird in einer
gleichmäßig dicken Schicht auf die entsprechenden Stellen der Welle aufgetragen,
bis das Außenprofil der Welle dem Innenprofil der Nabe entspricht. Dann wird die
mit einer dünnen Kunststoffschicht umgebene Welle herausgenommen und die Nabe aufgezogen.
Umgekehrt kann man nach diesem Verfahren auch auf das Innenprofil der Nabe eine
Kunststoffschicht auftragen und die Welle blank lassen. Weiterhin ist es möglich,
auf Welle und Nabe eine dünne Kunststoffschicht aufzutragen und die Teile ineinanderzufügen.
Nach einem anderen Verfahren kann man einen Kunststoffilm von entsprechender Stärke
auf die Welle bzw. in die Bohrung der Nabe aufspritzen. Ebenso kann die Kunststoffolie
rohr- oder plattenförmig bezogen werden und nach Ab- oder Zuschneiden auf die entsprechende
Größe zwischen die Profile eingefügt bzw. auf ein Profil auf- oder eingelegt und
der Teil mit dem entsprechenden Gegenprofil aufgezogen bzw. eingepreßt werden.
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Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1, 2 und 4 ragen die erhabenen
Federn der Profile 22 und 23 bzw. die Zähne der Kerbverzahnungen 31 und 32 in die
Nuten bzw. die Zahnlücken der Gegenprofile hinein, so daß die Kunststoffschichten
15 bzw. 33 beim Übertragen eines Drehmomentes in erster Linie auf Druck beansprucht
werden. Bei diesen Ausführungsformen können die axial verlaufenden, erhabenen Profilteile
beispielsweise in Längsrichtung Unterbrechungen aufweisen, um ein besseres Haften
der Kunststoffschicht zu erreichen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele, sondern umfaßt noch weitere Anwendungs- und Ausführungsmöglichkeiten.
So kann man die erfindungsgemäße Verbindung zwischen der Nabe und der Welle für
alle Drehmomente übertragenden Räder oder Scheiben, beispielsweise für Zahnräder
oder Keilriemenscheiben usw., verwenden. An Stelle eines Polygonprofils kann man
die Nabe und die Welle auch mit einem üblichen Drei-, Vier- oder Mehrkantprofil
versehen, wobei kleine Bearbeitungsungenauigkeiten durch unterschiedliche Stärke
der Kunststoffschichten ausgeglichen werden können.
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Bei der Verwendung eines Vierkantprofils kann man beispielsweise den
Kunststoff streifenförmig einlegen. Bei der Verwendung zweier ineinanderragender
Profile braucht beispielsweise nicht jeder Zahn bzw. jede Feder in eine entsprechende
Zahnlücke bzw. Nut eingreifen, sondern man kann nur einen Teil der erhabenen Profilteile
ineinanderragen lassen. Ebenso kann man zwei unterschiedliche Profile, beispielsweise
ein Zahnprofil in ein Keilnutenprofil ineinandergreifen lassen und die Zwischenräume
zwischen beiden Profilen mit einem Kunststoffeinsatz ausfüllen. An Stelle der dargestellten
ineinandergreifenden Keilnut- und Kerbzahnprofile kann man auch andere, beispielsweise
abgerundete Profile verwenden. Bei einer Vollkunststoffnabe kann man zur Erzielung
einer erhöhten Abscherfestigkeit einen Metallkäfig oder geeignet geformte Metallversteifungen
in die Nabe eingießen oder nach einem Sinterverfahren mit Kunststoff umgeben. Die
Art der Befestigungsmittel und die Form der Nabe können vielfach variiert werden.
So können beispielsweise mehrere Kupplungsscheiben auf einer Nabe angeordnet sein.