DE2712887C2 - Ringscheibenkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringscheibenkupplung, so deren Beläge von beiden Seiten her mit auf einem Kreisbogen liegenden Hohlnieten am Kupplungskörper wechselseitig in der Weise angenietet sind, daß auf ein Senkloch (Befestigungsloch) jeweils ein Freiloch folgt und die Nieten wechselseitig eingesteckt und auch vernietet sind, wobei in Umfangsrichtung auf dem Lochkreis vor und hinter dem Freiloch wenigstens auf der Seite, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt, je eine Vertiefung angebracht ist.

Bei einer Kupplung für Kraftfahrzeuge sitzt auf einer Nabe ein scheibenförmiger Kupplungskörper, der zumeist als Federkörper mit zwei nach Art einer Tellerfeder gegeneinandergepreßten Platten ausgebildet ist. In diesem scheibenförmigen Kupplungskörper sind an beiden Seiten ringscheibenförmige Beläge mit ^h"> Hohlnieten befestigt. Die Außendurchmesser dieser ringscheibenförmigen Beläge stimmten mit dem Außendurchmesser des Kupplungskörpers überein. Die Ver nietung wird nun so vorgenommen, daß der Hohlnietkopf von einer Seite durch ein Freiloch eines Kupplungsbelages hindurchgesteckt wird und auf der anderen Seite mit dem anderen Belag in einem als Senkloch ausgebildeten Befestigungsloch vernietet wiid. Das Durchstecken des vorgefertigten Kopfes des Hohlnietes durch den einen Kupplungsbelag ist deshalb möglich, weil das Freiloch einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der Nietkopf. In Umfangsrichtung gesehen wird also jeweils abwechselnd der eine oder der andere Kupplungsbelag mit den Hohlnieten von verschiedenen Seiten her mit dem Kupplungskörper vernietet Zum Vernieten wird die Hohlniete im Senkloch des anderen Belages aufgespleißt Da dies Vorgehen wechselseitig geschieht entsteht auf jedem Belag ein Lochbild in der Reihenfolge, daß auf jedes Freiloch ein Befestigungsloch und auf dieses wieder ein Freiloch usw. folgt

Es hat sich nun gezeigt, daß die Freilöcher unter der Einwirkung von Massenkräften insbesondere bei höherer Drehzahl mechanisch höher beansprucht sind als die Befestigungslöcher. Diese höhere Beanspruchung kommt durch Spannungen am Lochrand und ist auf die jeweilige Biegebeanspruchung zwischen zwei Festpunkten, nämlich den Festpunkten für die Senklöcher, wie auch auf die geringere Querschnittsfläche gegenüber dem Senkloch zurückzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu vermeiden und die Festigkeit der Kupplungsbeläge zu erhöhen, insbesondere ihre Berst- und Bruchdrehzahl zu steigern. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst daß die Vertiefungen so in der Nähe der Freilöcher angebracht sind, daß der Durchmesser einer kalottenartigen Vertiefung kleiner als der Durchmesser des Freiloches, jedoch das Durchmesserverhältnis nicht kleiner als 8 zu 10 und daß das Verhältnis des Abstandes des Freiloches von der Vertiefung zum Durchmesser des Freiloches maximal 2 zu 10 ist.

Umfangreiche Untersuchungen mit Hilfe der Spannungsoptik und auf Schleuderprüfständen an in dieser Weise erfindungsgemäß gepreßten oder gegossenen Ringscheibenkupplungen, die mit homogen aufgebauten Modell- und Originalbelägen versehen waren, haben gezeigt, daß sich Spannungssenkungen an den Freilochrändern bis zu etwa 25% mit den zur Entlastung angebrachten kartenförmigen Vertiefungen erzielen lassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird nun, um die höchstmögliche Spannungsentlastung zu erreichen, weiterhin vorgeschlagen, daß sich das Verhältnis der Tiefe der Vertiefung zur Stärke des Kupplungsbelages mindestens wie 5 zu 10 verhält.

Die Vertiefungen brauchen aber nicht umbedingt kalottenförmig zu sein. Es können auch mit ähnlichem Erfolg längliche Vertiefungen angebracht werden. Dann ist es vorteilahft, wenn die Vertiefungen so in der Nähe der Freilöcher angebracht sind, daß die Breite einer länglichen Vertiefung, deren Längsmittelachse etwa radial verläuft, sich zum Durchmesser des Freiloches wie etwa 1 zu 2 verhält und die Länge der länglichen Vertiefung etwa dem Durchmesser des Freiloches entspricht oder die längliche Vertiefung als durchlaufende Nut ausgebildet ist.

Die Vertiefungen werden in jedem Fall auf der Seite angebracht, die an dem Kupplungsscheibenkörper direkt anliegt. Es ist aber auch möglich, noch zusätzlich Vertiefungen auf der Abriebseite der Kupplungsbeläge anzubringen. Außerdem ist es grundsätzlich möglich,

zur Entlastung auch Durchgangslöcher anzubringen oder die Entlastungswirkung der Vertiefungen auf das Freiloch zu kombinieren, daß Insgesamt nur noch ein 2twa elliptischer Durchbruch entsteht, der ganz oder teilweise durchgehend sein kann.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestelten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines Teils einer Kupplungsscheibe mit den ciiindungsgemäßen Entlastungs-Vertiefungen,

Fig.2 einen Schnitt nach dem kreisbogenförmigen Linienzug H-II in F i g. 1, mit Schnitt durch Befestigungs- und Freilöcher und durch zwei in diese eingesetzte Hohlnieten,

Fig.3 eine Draufsicht auf andere Entlastungsvertiefungen,

F1 g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3, Fig.5 eine Draufsicht auf einen Teil eines Kupplungsbelages mit entlastenden Radialnuten rechts und links von einem Freiloch und
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-VI in F i g. 5.
Die in F i g. 1 dargestellte Ringscheibenkupplung zeigt auf einer Nabe 1 einen metallischen Kispplungskörper 2, der mit kreisförmigen metallischen Scheiben 3 versehen ist, die durch Hohlnieten 4, welche die Kupplungsbeläge 5 und 6 tragen, wie Ringfedern zusammengepreßt werden. Die Hohlnieten werden, wie Fig.2 zeigt, abwechselnd von der einen und der anderen Seite des Kupplungskörpers her durch in den Kupplungsbelägen 6 vorgesehen Freilöcher 7 eingeführt und auf der anderen Seite in einem Befestigungsloch, in einem sogenannten Senkloch 8 mit einem Spreizkopf 9 der Hohlniete 4 vernietet. Es liegt also jeweils einem Freiloch 7 in dem einen Kupplungsbelag ein Befestigungsloch 8 in dem anderen Kupplungsbelag gegenüber. Der vorgefertigte Kopf 11 der Höh !nieten 4 muß in dem Freiloch 7 Spiel haben. Deshalb ist dieses etwas größer gehalten als der Durchmesser des vorgefertigten Nietkopfes 11.

Da nun die Freilöcher 7 unter der Einwirkung von Massenkräften, die bei hohen Drehzahlen auftreten, mechanisch stärker beansprucht sind und höhere Spannungen am Lochrand aufweisen als die Befestigungslöcher 8, werden jene, insbesondere ihre Ränder durch Vertiefungen 12, die in der Nähe der Freilöcher 7 angebracht sind, entlastet. Die höheren Spannungen die insbesondere am Lochrand entstehen, sind auf die jweilige Biegebeanspruchung zwischen zwei Festpunkten, die durch die Senklöcher 8 gebildet werden, wie auch die geringere Querschnittsfläche gegenüber dem Senkloch zurückzuführen. Die Vertiefungen 12 können nun, wie F i g. 1 und 2 zeigen, in Richtung des Teil- oder Lochkreises 13 gesehen vor und hinter jedem Freiloch 7 ganz in seiner Nähe wenigstens auf der Seite angebracht sein, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt Unter Umständen können Vertiefungen 12a noch zusätzlich auf der Verschließseite vorgesehen sein.

Dabei sollen die Vertiefungen 12, 14, 15 so in der Nähe der Freilöcher 7 angebracht sein, daß sich der Durchmesser c der Vertiefungen 12 zum Durchmesser D der Freilöcher 7 mindestens 8 bis 9 zu 10 verhalten. Weiterhin soll sich der Oberflächenabstand a der Vertiefung 12 vom Freiloch 7 zum Durchmesser D des Freiloches 7 maximal 2 zu 10 verhalten. Das bedeutet, daß sich die Vertiefungen dem Freiloch bis auf den Abstand a = Null nähern, so daß sich insgesamt gesehen eine elliptische Form des Freiloches mit den Vertiefungen ergibt

AuSerdem kann sich die Tiefe t der Vertiefung zur Stärke b des Kupplungsbelages mindestens wie 5 zu 10 verhalten.

In den F i g. 3 und 4 ist dargestellt, daß Vertiefungen 14 auch länglich ausgebildet und zu beiden Seiten eines Freiloches 7 angeordnet sein können. Dabei ist die Breite B der Vertiefung etwa halb so groß wie der Durchmesser D des Freiloches. Die Länge L der Vertiefung 14 ist etwa so groß wie der Durchmesser D des Freiloches 7. Die Tiefe f der Vertiefung 14 und der kleinste Oberflächenabstand a derselben von dem Freiloch 7 hat zum Durchmesser D des Freiloches 7 etwa dasselbe Verhältnis wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2.

In den F i g. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt bei dem Vertiefungen durch zu beiden Seiten eines Freiloches 7 angeordnete, vom inneren Rand 16 zum äußeren Rand 17 durchlaufende Entlastungsnuten 15 gebildet werden. Die Breite B der Entlastungsnutenl5 verhält sich zu dem Durchmesser D des Freiloches 7 etwa wie 1 zu 2. Außerdem ist die Tiefe t dieser Entlastungsnuten zur Stärke b des Kupplungsbelages wie 25 zu 100 ausgebildet

Schließlich können entsprechende Vertiefungen in Kombination mit den Freilöchern auch ellipsenförmig ausgebildet und dabei in einen Teil der Wandstärke des Kupplungsbelages eingeprägt sein. Diese Vertiefungen können aber auch so ausgebildet sein, daß sie teilweise durchgehend und teilweise eingeprägt oder ganz durchgehend sind.

Durch diese Vertiefungen lassen sich wesentliche Entlastungen des Kupplungsbelages erzielen, die die Berst- und Bruchdrehzahlen wesentlich steigern.

Die Entlastungsvertiefungen können gegebenenfalls auch hier nicht nur auf der Seite des Kupplungsbelages, die an den metallischen Scheiben 3 des Kupplungskörpers 2 anliegen, sondern auch auf der Abriebseite angebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Ringscheibenkupplung, deren Beläge von beiden Seiten her mit auf einem Kreisbogen liegenden Hohlnieten am Kupplungskörper wech- s selseitig in der Weise angenietet sind, daß auf ein Senkloch (Befestigungsloch) jeweils ein Freiloch folgt und die Nieten wechselseitig eingesteckt und auch vernietet sind, wobei in Umfangsrichtung auf dem Lochkreis vor und hinter dem Freiloch wenigstens auf der Seite, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt, je eine Vertiefung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vertiefungen (12,14,15) so in der Nähe der Freilöcher (7) angebracht sind, daß der Durchmesser (c) einer is kalottenartigen Vertiefung (12) kleiner als der Durchmesser (D) des Freiloches (7), jedoch das Durchmesserverhäntis nicht kleiner als 8 zu 10. und daß das Verhältnis des Abstandes (a) des Freiloches (7) von der Vertiefung (12) zum Durchmesser (D) des Freiloches (7) maximal 2 zu 10 ist

2. Ringscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis der Tiefe (t) der Vertiefung (12) zur Stärke (b) des Kupplungsbelages (5, 6) mindestens wie 5 zu 10 verhält

3. Ringscheibenkupplung, deren Beläge von beiden Seiten her mit auf einem Kreisbogen liegenden Hohlnieten am Kupplungskörper wechselseitig in der Weise angenietet sind, daß auf ein ~30 Senkloch (Befestigungsloch) jeweils ein Freiloch folgt und die Nieten wechselseitig eingesteckt und auch vernietet sind, wobei in Umfangsrichtung auf dem Lochkreis vor und hinter dem Freiloch wenigstens auf der Seite, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt, je eine Vertiefung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vertiefungen (14, 15) so in der Nähe der Freilöcher (7) angebracht sind, daß die Breite (B) einer länglichen Vertiefung (14, 15), deren Längsmittelachse etwa radial verläuft, sich <ο zum Durchmesser (D) des Freiloches (7) wie etwa 1 zu 2 verhält und die Länge (L) der länglichen Vertiefung (14) etwa dem Durchmesser (D) des Freiloches (7) entspricht oder die längliche Vertiefung (15) als durchlaufende Nut ausgebildet ist <5