DE3205070A1 - Flexibler kern fuer eine kupplung und flexible kupplung mit diesem kern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf flexible Kupplungen, wie zum Beispiel eine Kupplung mit einem flexiblen Kern zwischen einem Paar Gußstahl-Kopplungsgliedern zur Verbindung mit einer Kraftfahrzeug-Lenksäule bzw. Steuerkupplung.

Eine bekannte besonders geeignete Kupplungstype weist einen flexiblen ringförmigen Kern auf, der durch Stahlnieten an einem Paar Gußstahl-Kopplungsgliedern befestigt ist,so daß er allgemein um einen ersten Durchmesser biegbar ist, und der durch andere Stahlnieten an einem anderen Kopplungsglied befestigt ist, so daß er allgemein um einen zweiten Durchmesser senkrecht zum ersten biegbar ist. Die Nieten sind bei der Nietarbeit vorzugsweise mindestens rotglühend, wenn die Kopplungsglieder an dem flexiblen Kern befestigt werden. Als Folge davon ist der Kern auf ein Material beschränkt, das dieser Niettemperatur gegenüber beständig ist.

Eine Kern type,, die allgemein verwendet wird, besteht aus laminierten Scheiben von-Tuch oder gewebtem Material und dünnem Federstahlbleoh. Das letztere liefert die notwendige Torsionsfestigkeit und elastische Flexibilität um die orthogonalen Durchmesser, Der Kern wird durch die Hitze bei der Nietarbeit nicht wesentlich beschädigt, ist aber vex-gleichsweiae texier .herzustellen und nicht nachgiebig drehbar, ausgenommen bei -Verbieten des Fedorstahls» Eine andere im Gebrauch befindliche Kerntype besteht aus elastomere«! Material, gewöhnlich einem

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geformten theiTnoplastischen Material, wie Polyurethan, das wegen seiner Zähigkeit, Haltbarkeit, Rüclcprallelastxzität, Flexibilität und ¥iderstandsfähigkeit gegenüber bleibender Verformung bevorzugt wird," Der Polyurethankern weist begrenzte elastische Torsionsnachgiebigkeit und Zusammendrückbarkeit sowie die gewünschte Biegbarkeit auf, ist aber empfindlich gegenüber Beschädigung dtirch die Hitze beim Vernieten. Deshalb worden mit Schraubengewinde versehene Bolzen anstelle von Nieten zum Sichern des KupplungsZusammenbaus verwendet. Obwohl durch einschraubbare Bolzen das Erhitzen beim Vernieten vermieden wird, ist ihre Verwendung wesentlich unwirtschaft3.icher als die von Nieten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten wirtschaftlicheren elastomoren Kern zur Verwendtmg in einer vorstehend beschriebenen Kupplung %vl schaffen, welcher den hohen Temperaturen, die bei üblicher Nietarbeit auftreten, standhält. Der Kern soll leicht aus elastomerem Kunststoff hergestellt werden können und die für die Verwendung in einer Kupplung notwendige elastische Flexibilität und ¥iderstandsfähigkeit gegenüber Kompression und Torsion aufweisen.

Die Aufgabe wird durch den flexiblen Kern für eine Kupplung des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Kupplungskern nach der Erfindung hat die für die Verwendung in einor Kupplung erforderliche elastische? Flexibilität und den

ex-forderlichen Widex'stand gegenüber Kompression und Torsion. Er weist Einsätze aus elastomerem hochtemperaturbeständigem Material, wie einem anderen Polyurethan als dem, aus dem der übrige Kern besteht, auf; dieses hochtemperaturbeständige Material ist in der Lage,der Temperatur bei der Nietung die wenigen Sekunden, die zum Ableiten der Nietungshitze erforderlich sind, standzuhalten.Die Einsätze begrenzen die durch den elastomeren Kernkörper hindurchgehenden Nietlöcher und isolieren den Kern von der Nietungshitze. Die Einsätze sind physikalisch mit dom Material des Kernkörpers verträglich, aber können härter und gegenüber elastischer Deformation und Biegung widerstandsfähiger als der Kernkörper sein.

Weitere Merkmale der Erfindung sind die Bereitstellung eines nolchön Korns, dor mit Einsätzen der eben genannten Eigenschaften geformt ist, wobei sich die Einsätze axial eine kurze Strecke über das Material des Kernkörpers hinauserstrecken, um einen Luftspalt zwischen dem Körper und den angrenzenden Metallteilen der zusammengebauten Kupplung zu schaffen, und wobei die einzelnen Einsätze durch Stege miteinander verbunden sind, um einen Sinsatζaufbau von dem gleichen hochtemperaturbeständigen elastomeren Material wie die Einsätze zu bilden.

Geiuilß der vorstehend beschriebenen St rule tür kann der Einsatzaufbau getrennt vom Kernkörper geformt und danach in oine Fenn

zur Ausbildung des Kerns eingebaut werden, wodurch das Körpermaterial des Kerns hinterher um den Einsatzaufbau zur Fertigstellung des Kerns geformt wird. Wo es notwendig ist, jeden Einsatz genau im Kern auszurichten, wegen der Gestalt der Einsätze oder anderer Faktoren, halten die die Einsätze untereinander verbindenden Stege letztere in ihren gewünschten Stellungen zueinander. Es ist nur erforderlich, einen einzigen Aufbau von Stegen und Einsätzen in die Form ζϊι legen, welche den Kernkörper rund um den Einsatzaufbau formt. Vermöge der Einsätze ist es nicht notwendig, den ganzen Kern aus einem teuren hochtemperaturbeständigen Polyurethan herzustellen. Die erforderliche Menge hochtemperaturbeständigen Polyurethans, die für die Herstellung des Kerns benötigt wird, ist minimal.

Ein Kern, der ganz aus hochtemperaturbeständigem Polyurethan hergestellt worden ist, würde nur begrenzt Einsatz finden, da er füx¹ die meisten Zwecke zu teuer wäre. Andererseits bewirken die Stege nicht nur eine mechanische Verblockung von Kernkürper und Einsätzen, sie stellen auch Mittel zur genaixen Erreichung der gewünschten Torsionsflexibilität des Kernaufbaus dar. Das bevorzugte elastomere Kernkörpex^material, das Stoßabsorptionsvermögen, Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und andere für den Kern einer Kupplung erwünschte Eigenschaften aufweist, ist häufig zu weich und flexibel, um den gewünschten Widerstand gegenüber Torsion zu geben. Durch Vorausberechnen dox-Querschnittsflache der Stege zwischen den Einsätzen in Verbindung mit den elastomeron Eigenschaften des Einsatzmaterial«-, das

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gewöhnlich widerstandsfähiger gegenüber elastischer Deformation als das elastische Material des Körpers ist, kann der gewünschte Torsionswiderstand erhalten werden.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren vorgenommen wird, in denen, gleiche Teile gleiche Bessugszeichen haben.

Es sind viele flexible Kupplungen der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, bekannt. Als Beispiele seien genannt die US-PSen 2,753,848, 2,913,884, 3,308,637, 3,360,963, 3,477,307, 3t5^31 538 und 3,724,239.

In der US-PS 2,9^3 884 ist das bevorzugte Polyurethan-Elastomere offenbart. Nach der US-PS 3,308,637 werden starre Metalleinsätze um die Bolzenlöcher verwendet. In der US-PS 3,360,9^3 ist das General Motors Corporation-Konzept des laminierten flexiblen ICupplungskörpers, der zum Teil aus einer dünnen Federstahlscheibe besteht, beschrieben; und in der US-PS 3j477»3°7 ist das Konzept der Ford Motor Company offenbart, bei welchem mit Gewinde versehene Bolzen anstelle von Nieten verwendet werden.

Nach dem Wissen dex- Anmelderiii wird durch den Stand der Technik, einschließlich dem vorstehend aufgeführten, das Konsept der Herstellung dos flexiblen Kerns einer Kupplung durch Formern der hoclitemporaturbostänclie'on elastomer en Einsätze in einem

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weicheren und wirtschaftlicheren elastomeren Kernkö'rper zur Begrenzung der Nietlöcher und zum Schützen des weicheren Körpers vor der kurzzeitig auftretenden Nietungshitze nicht nahegelegt, ebenso wenig wie die Ausbildung des flexiblen Kerns einer Kupplung aus zwei physikalisch verträglichen Elastomerer»., wie zwei verschiedenen Polyurethanen, in einer Anordnung, die mit der vorgeschlagenen vergleichbar ist, durch welche die Flexibilität, die Stoßabsorptionseigenschaften und der Torsionswiderstand des Kerns leicht durch Vorwahl der physikalischen Eigenschaften und der Dimensionen der beiden verschiedenen Elastomeren vorherbestimmt worden kann.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 ist eine Ansicht einer, flexiblen Kupplung nach einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist ein auseinandergezogenes, langgestrecktes Bild, das die Teile der Kupplung der Fig. 1 getrennt voneinander zeigt.

Fig. 3 ist ein axiales Querschnittsbild entlang der gebrochenen Linie 3-3 der Fig. 2 und zeigt einen bruchstückartigen Teil des Gußstahl-Kopplungsgliedes, an dem flexiblen Kern durch einen Niet befestigt.

Fig, h ist ein Bild eines flexiblen Kerns, das die eingebet beten

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Stege in gestrichelten Linien zeigt.

. 5 ist ein Bild des Randes des flexiblen Kerns, genommen in Richtung der Pfeile 5-5 der Fig. k.

Fig. 6 ist eine Ansicht eines Schnitts in Richtung des Pfeils entlang der Linie 6-6 der Fig. h.

Fig. 7 ist ein ähnliches Bild wie Fig. 4, das den hochtemperaturbeständigen elastomeren Einsatzzusammenbau, vom elastomeren Körper des Kerns enfcfex'nt, zeigt»

Die Erfindung ist in ihrer Anwendung·nicht auf die Konstruktionseinzelheiten und auf die Anordnung der Teile, wie in den Figuren gezeigt, beschränkt; vielmehr kann die Erfindung auf andere Ausführungsformen angewendet und auf verschiedene Weise verwirklicht and ausgeführt werden. Auch dienen die Redewendungen und die Terminologie, die hierin verwendet werden, nur zum Zwecke der Beschreibung der Erfindung» stellen aber keine Begrenzung dar.

Es wix'd nun auf die Figuren Besug genommen. Die zusammengebaute Kupplung IO, welche die Erfindung verkörpert und geeignet ist, eine flexible Verbindung zwischen einer Kraftfahrzeug-Steuerwell« und Steuergetriebe herzustellen, ist in Fig. 1 dargestellt. Dio Hauptbestandteile der Fig. 10 sind in Fig. 2 noch deutlicher 'ZM orkonnen und sind ein zylindrischer mit feiger flexibler ringförmiger Kern (oder Scheibe) 11 aus elastomerem Material, welcher

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zwischen einem Paar Bleclistanzstücken 12,13 angeordnet ist, die durch vergleichsweise starke Gußstahl-Kopplungsglieder ~\h, axial gegen den Kern 11 festgelegt werden. Die Kopplungsglieder 1^,15 sind mit gezahnten C~förmigen oder axial geschlitzten Öffnungen 16, I7> die mit dem Kern 11 koaxial sind, versehen und zur Herstellung von üblichen starren Keilnutverbindungen mit passend gezahnten Verlängerungen einer Lenksäule und einem Steuergetriebe geeignet.

Über den Umfang verteilte Arme 18, 19, die sich radial von .der Schlitzöffnung 16 erstrecken, enthalten verhältnismäßig starke Vorsprünge des Kopplungsgliedes "\k mit einer mit Innengewinde versehenen Bohrung 20 und einer glatten Bohrung 21 für einen nicht gezeigten Befestigungsbolzen, der so ausgelegt ist, daß er sich von einem erweiterten Kopf durch die Bohrung 21 erstrecken und in die Bohrung 20 schrauben kann, um das Kopplungsglied 14 zwangsläufig an einer Keilnutwello in der Öffnung 16 in üblicher Weise festzulegen. In dieser Hinsicht kanu die Öffnung 16 mit der Hauptzylinderachse des Kern.3 "11 koaxial sein und die koaxialen Löcher 20, 21 verlaufen quer zu dieser Achse.

Sinstückig mit den Vorsprüngen 18 und 19 sind Seitenflügel und 23 mit Nietlöchern 2k und 25 an diametral gegenüberliegenden Seiten der Kernachse und parallel dazu. Ein V-e.tw Nieten 26, von denen nur einer gezeigt ist, sind .so ausgelegt, daß sie von den Löchern 2k, 25 wie vorstehend beschrieben eingeschlossen werden

Das Kopplungsglied 15 ist im wesentlichen gleich, dem Kopplungsglied 'Ik und weist zwei Einspannarme oder starre Vorsprünge 28 und 29 auf, auf Abstand gehalten durch den Schlitz oder die C*-fb'rmige Köilnutöffnung 17» die wie die Öffnung 1ö mit der Hauptachse des Kerns koaxial ist. Ein innen mit Schraubengewinde versehenes Bolzenloch 30 und ein glattes Loch 29 sind in den Vox'sprüngen 28 und 29 zum Festlegen eines Befestigungsbolzens vorgesehen, der sich quer zur Achse der Öffnung 17 von einem vergrößerten Kopf in das glatte Loch 31 erstreckt und in das mit Gewinde versehene Lpch 30 schraubt, um das Kopplxmgsglied 15 zwangsläufig um eine Keilnutwolle, die in der Öffnung I7 eingeschlossen ist, festzulegen oder einzuspannen. Ähnlich den Seitenflügeln 22 und 23 sind Seitenflügel 32 und 33 des Kopplungsgliedes 15 mit diametral beabstandeten Nietlöchern 3k 35 versehen, die Achsen aufweisen, die parallel zur Kernachse verlaufen und die einen Umfangsabstand von 90° von den Nietlöchern Zk und 25 haben und zur Aufnahme eines entsprechenden Paares von Nieten 36, von denen nur einer gezeigt ist, dienen.

Das Blechstanzstück 12 schließt eine Außen- oder Verstärkungsplatte 37 mit einer oberen und einer unteren Erweiterung 38 und 39 ein, die Nietlöcher 4o enthalten, welche mit den Nietlöchom 3^· und 35 ^zuri1 Durchgang der Nieten 36 ausx-ichtbar sind. Ein Verstürkimß'sring *l 1 hebt sich vom mittigcn Abschnitt dar Platte 37 ab 113 al biet ο t eine Öffnung k2, diö koaxial mit dom Kern 11 jsü. Ein Paar Vorstärkvmgsnasen 3k sind an den entgegengesetzte:». Enden der oberen Plattenerweitexnmg 38 ausgebildet und sind von einem

ähnlichen Paar Verstärlcungsnasen 44, die an den entgegengesetzten Enden der unteren Plattenerweiterung 39 ausgebildet sind, beabstandet. Von den oberen und unteren Erweitei-ungen "}8, 39 heben sich auch obere und tintere zylindrische Abschnitte 45 und 46 ab, die geeignet sind, den oberen bzw. unteren zylindrischen Abschnitt des Kerns 11 schützend zu überlagern.

Das Blechstanzstück 13 an der entgegengesetzten Seite des Kerns 11 ist im wesentlichen das gleiche wie das Blechstanzstück 12 und enthält eine Außen- oder Verstärkungsplatte 47 mit rechten und linken Erweiterungen 48 und 49, die mit einem Paar Nietlöchern 50 versehen sind, welche mit den Löchern 24 und 25 zur Aufnahme von Nieten 26 koaxial sind. Eine mit der Platte 47 einstückige Festlegenase 5¹ erstreckt sich axial gegen den Kex-n 11 und eine in der Platte 47 ausgebildete Öffnung 52 ist axif die Mitte der Achse des Kerns 11 eingestellt. Ein Paar.Verstärkungsnasen 53» auf dem Umfang von einem ähnlichen Paar Verstärkungsnasen 54 beabstandet, ist auf den oberen und unteren Enden der Plattenabschnitte 48 und 49 ausgebildet, und ein Paar rechter und linker zylindrischer Abschnitte 55 und 56 heben sich von den Plattenerweiterungen 48, 49 ab und überlagern schützend die rechten und linken Abschnitte des Kerns 11.

Der zylindrische elastische Kern oder dio Scheibe 11 ist im vorliegenden Fall mit vier Nietlöchern 57 verschon, die im Abstand von 90 über den Umfang verteilt zur Ausrichtung mit den Nieten 26 und 36 angeordnet sind. Der Körper 58 des zylindrischen Kerns

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11 ist axis einem verhältnismäßig wirtschaftlichen, leicht erhältlichen formbaren Elastomeren und hat vier darin geformte allgemein ringförmige Einsätze 59» um die Löcher 57 zu begrenzen. Wegen der räumlichen Erfordernisse ist der Außenumfang jedes Einsatzes 59 bei 60, angrenzend an den Außenumfang des Kernkörpers 58 und radial nach innen abgeflacht. Der Kern 11 kann ringförmig ausgebildet sein, um eine mittige koaxiale Öffnung 62 bereitzustellen, die geeignet ist, den Verstärkungsring oder die Verstärkungsausdehnung 4i des Blechstanzstückes

12 koaxial aufzunehmen, wenn die Kupplungselemente zusammengebaut werden. Die Festlegenase 51 erstreckt sich dann in die Öffnung k2, angrenzend an den Innenumfang des Verstärkungsrings 41, und die Platten 37» hj verlaufen parallel zu den gegenüberliegenden parallelen flachen Seiten oder Außenflächen des rechten zylindrischen Kerns 11.

Nach dem Zusammenbau werden auch die zylindrischen Abschnitte k$ und ^6 dos Blechstanzstückes 12 mit ähnlichen zylindrischen Abschnitten 55 und 5^ des Blechstanzstücks 13 in Umfangseingriff sein, um eine im vcsentlichen durchgehende Schutzhülle, vorzugsweise in geringem Abstand vom Außenumfang dea KeI¹HS 11 zu bilden. Die zusammengebauten stärkeren Gußstahl-Tvoxiplungsglieder "\k und I5 werden dichtend an den angrenzenden axialen Außenflächen der BIeclistaiiKötücke 12 und 13 anliegen, wobei die Niotlöcher 2h und 25 mit den Nietlochern 50 des Blechstanzstücks I3 und mit einem Paar diametral boabstandebev

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Nietlöchor 57 des Kerns 11 ausgerichtet sind. Die Nieten 26 können dann durch die atisgerichteten Nietlöcher und die Umfangsabstände zwischen den Verstärkungsnasen k-3 und hk hindurch.

Atis"Gründen der Zweckmäßigkeit ist in Fig. 2 der Niet 26 in einer Position zum Einsetzen durch das Nietloch 25 von rechts nach links gezeigt, doch kann die Richtung des Niets 26 umgekehrt werden, abhängig von der Konfiguration der Kupplting 10 und der Art der Nietarbeit. Im allgemeinen wird die Nietungstemperatur an den dünnen Enden der Nieten höher sein als an den erweiterten oder dicken Enden. Meistens werden die dünnen Enden bei Weißglut sein, wenn sie während der Nietarbeit ausgedehnt oder angestaucht werden. Damit die Metallteile der Kupplung 10 am besten als Kühlkörper wirken und die N.ietungshitze so schnell wie möglich nach der Nietarbeit absorbieren, so daß das. Aussetzen der Einsätze 59 der Niethitze auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, werden, wenn möglich, die dünneren Enden der Nieten (also die, die die höhere Temperatur haben) vorzugsweise gegen die stärkeren Gußstahl-Kopplungsgliedei' 1 h und 15 angestaucht statt gegen die dünneren Stahlblechstanzstücke 12 und 13. Dementsprechend können während die Platten 12 und 13 gegen die entgegengesetzten Enden der Einsätze 59 und das Kopplungsglied 14 gegen die Platte 12 festgespannt worden, die Niete 26 von links nach rechts durch die L'öchüT 50, die diametral beabstandcten Löcher 57» die Räume »wischen den Verstarkungsnasen ^3, h$ und schließlich durch die Löcher 2k,

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eingesetzt werden, wonach die erweiterten Köpfe der Niete 26 an den Platten 48, h$ mit den Nietlöchern 50 anliegen und die dünnen Enden dex· Niete 26 dicht gegen die axialen Außenflächen der Seitenflügel 22, 23 angestaucht werden können.

In gleicher Weise sind die Nietlöcher 3k und 35 mit den dia·* metral gegenüberliegenden Nietlöchern ho im Stanzstück 12 ausgerichtet, so daß die Nieten 36 durch die ausgerichteten Nietlöcher ein zweites Paar diametral beabstandeter Nietlöchor 57 und die Räume zwischen den Verstärkungsnasen 53 und 5^ hindurchgelangen. Die erweiterten Köpfe der Nieten 36 werden an den axialen Außenflächen der Plattenerweiterungen 38, 39. mit den Nietlöchern kO anliegen. Während das schwere Gußstahl-Kopplungsstück I5 axial gegen die Außenfläche des Stanzstückes "'3 gepreßt wird, werden die dünnen Enden der Niete 36 in ähnlicher Weis© angostaucht odor unter der Niothitze gegen die axialen Außenflächen der Seitenflügel 32, 33 expandiert, um clen Kupplungszusammenbau, wie in den Figuren 1 und 3 gezeigt, zu vervollständigen.

Ohne die Einsätze 59 würde das vergleichsweise billige Material des JCernkörpers 58 durch die hohen Temperaturen beim Nieten geschmolzen oder in anderer Weise geschädigt werden. Die Einsätze 59 worden aua einem el as tomer on Material ausgewählt, das·; in dor Lago ist, die höchste Temperatur beim Nieten die wenigen Sekunden, ctwei 6 bis 7 Selcnnden, auszuhalton, die für die Vco?-

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teilung der Nietungshitze erfox-derlich sind, um eine Beschädigung dei- Einsätze 59 zu verhindern. Vermöge der vex-'gleichsweise schweren starken Gußteile 14 und 15 wix'd ein erheblicher Anteil an Nietimgshitze schnell in die Körper diesel* Gußteile ~\h und 15 abgeleitet, die als wirksame Kühlkörper dienen. Dieser zuletzt genannte Effekt in Verbindung mit der normalen Strahlung und Wärmeübertragung auf die Atmosphäre verteilt die Nietungshitze schnell, so daß selbst die elastomeren Einsätze 59 in engem Kontakt mit den Nieten 26, 36 nicht beschädigt werden. Im Hinblick auf das vox"stehend Gesagte sind die Nieten 26, 36 vorzugsweise eng in ihren ausgerichteten Niotlöchcx'n dux'ch Pi'eßpassungen eingeschlossen, um Spiel zwischen den Kupplungselementen zu vermeiden.

¥ie in den Figuren 3 und 5 gezeigt, sind die Einsätze 59 axial so dimensioniert, daß sie sich in entgegengesetzten axialen Richtungen leicht über die axialen Endaußenflächen des Körpers 58 hinauserstrecken und an ihren entgegengesetzten Enden, im wesentlichen in Ebenen parallel zu den angrenzenden Jvernaußonflächen enden. Als Folge davon werden die angefügten Blechs baiizs bücke 12 und 13 durch einen schmalen Luftspalt von etwa 0,0016 mm (fünfzehn Tausendstel eines Inch) vom Körper a^^f Abstand gehalten. Die zylindrischen SchutzabschnitLe k$, he und 55, 56 werden in ähnlicher Weise im Abstand von dem benachbarten Außenumfang des Kerns 11 gehalten,

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Wegen der räumlichen Grenzen ist die äußere Oberfläche jedes Einsatzes 59 t die dem Umfang des Kerns benachbart ist, bei 6Ό abgeflacht. Um den Kernaufbau auszubilden, ist es notwendig, jeden Einsatz 59 mit Bezug auf jeden anderen und den Körper auszurichten« Diese Ausrichtung -wird durch Stege 61 vereinfacht, die benachbarte Einsätze 59 an ihrem Umfang miteinander verbinden. Der Einsatza^^fbau 591 61 kann als eine Einheit durch übliches Spritzgießen eines hochtemperaturbeständigen Polyurethans oder eines vergleichbaren, Elastomeren ausgebildet werden, Danach kann der hochtemperaturbeständige Einsatzaufbau 59, 61 in den Hohlraum einer Spritzgußform in Stellung gebracht werden, um das verhältnismäßig billige und gegenüber niedrigeren Temperaturen beständige-Polyurethan oder ein vergleichbares Elastomeres um den Einsatzaufbau 59» 61 herum zu spritzen, so daß der in den Figuren h und 5 dargestellte lCernaufbau fertiggestellt wird. Die Nietlöcher 57 in den Einsätzen 59» 61 sind ideale Mittel zum Festhalten des Aufbaus 59» 61 im Formhohlraum, um den Körper 58 um den Aufbau herum zu formen, so daß keine Aus rieh tungsprobleme hinsichtlich der einzelnen Einsätze 59 verbleiben.

Das hochtempearaturbeständige Polyurethcm für den Eins at 2 aufbau 59» 6"1 ist gewöhnlich beträchtlich härtet- und widerstandsfähiger »egonübor elastischer Deformation als das gegenüber niedrigerer Temperatur beständige Polyiirethanmaterial des Körpers 58, das sclbwb häufig nicht die gewünschte TorsiorisbestfAndigkoit aiifwoiat. Durch geeignete Auswahl der Querschnittsflache der Stege

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61 kann dor Torsionswidorstand des resultierenden Kerns 1 1 auf Irgendeinen gewünschten ¥ert im voraus festgelegt werden. Die Stege 61 sind auch ein wirksames Mittel zum Ineinandergreifen von dem e ins tu clcigen Aufbau 59» 61 «nd dem Körper 58, so daß eine Abtrennung verhindert wird, -wenn der Kern 11 den maximalen Torsions- tind Biegekräften, für die die Kupplung 10 ausgelegt ist, unterworfen wird.

Es ist augenscheinlich, daß der elastische Kern 11 mn die 01-thogonalen Durchmesser dux'Ch die Nietlöcher 57 leicht flexibel ist, so daß jedes Kopplungsglied 1 h oder I5 unabhängig voneinander um die Durchmesser schwingen kann. Durch Verwendung der zwei verschiedenen Polyurethane, wie beschx-ieben« wird ein billiger Kupplungslcern erhalten, wobei die Flexibilität und die Schockabsorptionseigonschaften des weicheren und flexibleren Polyurethankörpers 58 beibehalten bleibt. Die "teuereren und härteren hochtempex'aturbes tändigen Polyurethaneinsätze 59 ermöglichen den Zusammenbau der Kupplung mittels einer üblicherweise bevorzugten und wirtschaftlichen Nietung bei hohen Temperaturen. Die Stege 61 aus dom gleichen Matox-ial wio die Einsätze 59 vereinfachen das Formen des elastischen ICürns 11 durch Spritzgießen und ermöglichen die vorherige Festlegung des Torsioiiüwiderstands des Kerns ohne merklichfm Verlust an Flexibilität und Stoßabsorptionsvermögen des weichen das ti~ scheron Körpers 58.

Für den Fachmann ergibt sich, daß das elastomere Material, das hierin beschrieben ist, aufweisen muß: eine verhältnismäßig hohe Reiß- und Scherfestigkeit, eine verhältnismäßig hohe Rückprallelastizität und Zugfestigkeit, verhältnismäßig niedrige Reibungs-, Ermtidungs-, Dehmmgs-Koeffizienten und niedrige bleibende Ver- ' formung, um der wiederholten Biegung und Deformation standhalten zu können, denen es ausgesetzt wird, wenn die Kupplung in Tätigkeit ist. Abgesehen von den vorstehend aufgeführten verallgemeinerten physikalischen Eigenschaften schließen die Materialien des Kerns 11 einen weiten Bereich bekannter Elastomerer ein, abhängig von der speziellen Verwendung, für die die Kupplung 10 bestimmt ist. Jedoch werden Polyurethane aus den vorstehend angegebenen Gründen und wogen ihrer Vielseitigkeit besonders bevorzugt. Bevorzugte Polyurethane, die sich als sehr befriedigend in dem Körper 58 erwiesen haben,, schließen Caprolactone mit folgenden Eigenschaften ein: Mittlere Durometerhärte, Shore-Härte D von etwa 35 bis 42, bestimmt nach ASTM-Test D224O; Zerreißfestigkeit, bestimmt nach ASTM-Test D412, Form C, von etwa 25 MPa, bis 35 MPa; einen Zugmodul bei 100$ Dehnung (100$ tensile modulus) von etwa 5 bis 10 MPa; eine Bruchde3mung von 4-00 bis 500$; eine bleibende Verformung nach 22 Stunden bei 70°C, bestimmt nach ASTM-Tost D395B, von etwa 20 bis 30$; eine Jüruckbölastung, bestimmt nach ASTM-Te st D1594, von etwa 0,689 bis 2,756 MPa bei 5$ Biegung und von etwa 4,823 bis 10,335 MPa bei 25$ Biegung; eine Steifigkeit von 34,45 b±r. 124,02 MPa (ASTM D74?), eine Rückprnllclastisrität, bestimmt nach ASTM Byshore-Tost D3632, von etwa. 25 bis 35$; eine Zorx'oiÜ-

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festigkeit, bestimmt nach ASTM-Test D624, von etwa 80 bis 120 lcN/m; einen Schmelzpunkt von etwa I70 bis 193°C

Violo verschiedene Polyurethane können für den Kernkörpox· 58 für bestimmte Elnaatzzweclce verwendet worden, boi donon dio

Anforderungen an die fertige Kupplung nicht so streng sind wie bei der Kräftfahrzeug-Steuerkupplung 10, aber die Caprolactone werden allgemein zur Verwendung in der Kupplung 10 bevorzttgt..."-.

Andererseits sind die Eigenschaften, die für den Einsatzaufbau 59j 61 gefordert werden, erheblich eingeschränkter und die vorstehend erwähnten Caprolacton-Polyurethane werden wegen Jhrer Widex'Ktaudsfähigkeit gegenüber dex- Niottcmporatui* definitiv bevox'zugt. Solche Polyurethane, die mit Erfolg für den Einsatzaufbau 59_} 6Ί verwendet worden sind, haben folgende Eigenschaften: eine Durometerhärte, Shox'e D von etwa 55 bis öS; eine Zerreißfestigkeit von etwa 35 bis h$ MPaj einen Zugmodul boi 100$ Dehnung von etwa 1? bis 25 MPa; eine Bruchdehnung von etwa 5ÖO bis 600$; eine bleibende Verformung von etwa k0?.';. eine Druclcbelastung von etwa 1,378 bis 4,13'+ MPa bei- 5/0 Biegung und von etwa 13,78 bis 20,67 MPa bei 25$ !'•iofrung; eine Steifigkeit von etwa 137,8 bis 275,6 MPa; eine Ih'.ickpralleiafjtii'.itii-i: von etwa 35 bin hrfo, eine Roißffestigkeit: von ctua I υΟ lcM/m b:b5 200 kN/m; und die Fähigkeit kurze Zeit Temperaturen zwischen 227 und 250⁰C für· vorzugsweise ein paar

Mifmten ohne nachteilige Deformation auszuhalten. Die vorstehend angegebenen Eigenschaftsvorte wurden nach den gleichen Standardtests bestimmt wie beim Körper 58.

Bs ist offensichtlich, daß einige el ex- vors behend aufgeführten Forderungen für beide, den Körper k8 und den Einsatzaufbau 59 > 61, durch Kompromisse mit anderen Forderungen festgelegt sind oder die Mindestforderungen sind. Die vorstehenden Eigenschaftswerte dienen mehr zur Identifizierung des Polyurethans als zur Kennzeichnung bestimmter Anforderungen an den Kern. So kann zum Beispiel bei verschiedenen Einsatzzwecken und abhängig von anderen Eigenschaften die Härte für den Körper 58 im Bereich vc-n 6OA bis 60D und für den Einsatz 59» 61 zwischen 60A und 0OD liegen. Die Zerreißfestigkeit kann entweder für den Körper 58 oder den Einsatzaufbau 59» 61 bis zu 15-MPa bo tragen.» Eben«ο kann der Zuginodul bei 100$ Dohnuufj für den Körpar 58 bis zu 3 MPa und den Einsatzaufbau bis zu 10 MPa sein. Die Bruchdehnung für Körper und Einsatz kann bis zu 300,0 botragen. Die weiter oben beschriebene bleibende Verformung kann für den Körper 50$ oder weniger und für den Einsatz-. aufbau 6ϋ)ί> oder weniger sein. Die Druckbelastung bei 5$ Biegung kann, für den Körper im Bereich von 0,3^5 bis 10,335 MPa und für don Einsatzaufbau im Bereich von 0,689 bia 1.3»78 MPa .I. i.o,";ou.; und bo.l '.lyf* Biegung für Körper und EinüaÜK.-'.ü.L'buu im !iorivLr.h von 3»'·'·5 i.uitl 20,67 MPa, Die Steif:i..fjkoit von Körper und Riuwatzaufbau kanu ^0,6'j' bis ^i82,3 MPa betragen. Die Rück-

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prallo'lastizitUt kann für Körper und Einsatz im Bereich von O bis 100$ liegen. Die Zerreißfestigkeit kann für den Körper und den Einsatzaufbau 6o kN/m und mehr sein. Dex- Kör ρ ei* sollte eine Temperatur von mindestens 16O C ohne Zerstörtmg aushalten, und der Einsatzaufbau sollte einer Temperatur von mindestens 205 C standhalten. Die unteren Temperaturen machen optimale Verschmelzbedingungen erforderlich.. Höhere Temperaturbeständigkeit wird selbstverständlich bevorzugt und die begrenzenden Faktoren sind die Kosten und die Vereinbarkeit mit anderen Eigenschaften des Kermnaterials für den beabsichtigten Einsatζzvcck, was mit höherer Temperaturbeständigkeit Hand in Hand geht.

7 ^

Claims (13)

1. Γ l Λ Flexibler Kern für eine Kupplung, der mittels StaTxlnieten mit separaten starren Kopplungsgliedern verbindbar ist, gele enna ei ohne t durcn einen Kern (11) mit einem Kernkörper (58), der eine Vielzahl von durch ilin hindurcligehende Nietlöcher (5?) aufweist und.aus einem -elastomere^ Material besteht, das gegenüber Beschädigung dtirch die Ausgangs- oder Anfangs-liietungshitse, venn der Kern (11) mit den Xopplungsgliedern (lh, Ί.5) durch die Nieten (26, 36) verbunden Λ/ird, oriiijfindlich 13t5 und raib einer Yrlelaahl von

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   beständigen Einsätzen (59) aus elastomerem Material in dem Körper (58), welche die Nietlöcher (57) auskleiden und das Material des Kernkörpers (58) gegenüber der Anfangsnietungshitze schützen.
2. 2. Kombination nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausbildung eines Luftspaltes zwischen den Kopplungsgliedern (i4, 15) und den Teilen des Kernkörpers (58), die an die Einsätze (59) angrenzen, wenn der Kern (11) mit den Kopplungsgliedern (i4, I5) durch die Nieten (26, 36) verbunden wird, wobei diese Mittel eine Ausdehnung jedes Einsatzes (59) in axialer Richtung des dazugehörenden Nietloches (57) über die Körperteile hinaus sind.
3. 3. Korabination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material des Köx^pers (58) ein Polyurethan und das der Einsätze ein davon verschiedenes Polyurethan ist.
4. 4. Kombination nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, die die Einsätze (59) in vorbe stimmt ein räumlichem Abstand voneinander halten und diese Mittel die Einsätze (59) miteinander verbindende Stege (öl) aus elastomerem Material sind.
5. 5. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (61) auts dem liochtcmperaturbeständigen Material in dem Körper (58) sind.
6. 6. Kombination nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des hochtemperaturbeständigen Material? gegenüber elastischer Deformation deutlich verschieden von dem entsprechenden Widerstand des Materials des Körpers ist; und daß die Stege (6i) so dimensioniert sind, daß der Gesamtwiderstand des Kern gegenüber elastischer Deformation einen vorbestimmten Wert hat.
7. 7· Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material des Körpers (58) ein Polyurethan ist und das elastomere Material der Einsätze (59) ein davon verschiedenes Polyurethan ist.
8. 8. Kombination nach Anspruch 7> gekennzeichnet durch Mittel zur Ausbildung eines Luftspalts zwischen den Kopplungsgliedern (l4, 15) und den Teilen des Kernkörpers (58), die an die Einsätze (29) angrenzen, wenn der Kern (11) mit den Kopplungsgliedern (1^, I5) durch die Nieten (26, 36) verbunden wird, wobei diese Mittel eine Ausdehnung jedes Einsatzes (59) in axialer Richtung des dazugehörenden Nietloches ("57) über die Körperteile hinaus sind.
9. 9. Kombination nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (58) eine zylindrische Scheibe (11) ist, die Nietlöcher (57) angrenzend an den Außenümfang radial nach innen., an über den Umfang verteilten Stellen angeordnet sind, die Achsen der Nietlöcher (57) parallel zur Hauptachse der zylin-

   ...Jh

   drischen Scheibe (11) verlaufen, jeder· Einsatz (59) allgemein ringförmig und mit den zugehörigen Nietlöchern (57) koaxial ist, der¹ Außenumfang jedes Einsatzes (59) angrenzend an den Außenumfang der Scheibe (11) abgeflacht ist und in dem Radius der Scheibe (11) aufgenommen ist.
10. 10. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahl-Kopplungsglied (14; I5) und ein Niet (26; 36), der sich durch eines der Nietlöcher (57) zur Festlegung des Kopplungsgliedes (lh; I5) am Kern (11) erstreckt, vorgesehen sind; daß der Niet (26; 36) von dem angrenzenden Material des Körpers (58) durch einen Einsatz (59)» der · das Nietloch (57) auskleidet, räumlich getrennt ist; und Mittel zum Absorbieren einer erheblichen Menge der Anfangshitze von dem Niet (26| 36) in dem Loch (57) vorgesehen sind und diese Mittel ein Abschnitt des Kopplungsgliedes (14; 15) ist, welcher mit dem Niet (26; 36) in. engem, Wärmeleitung zulassendem Eingriff steht.
11. 11. Kombination nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausbildung eines Luftspaltes zwischen dem Kopplungsglied (14; 15) und den Teilen des Körpers (58), die an den Einsatz (59), welcher das Nietloch (57) auskleidet, angrenzen, woboi diese Mittel eine Ausdehnung des Einsatzes (59) über die Körperteile in axialer Richtung des Nietlochos (57) hinaus sind, welche mit dem Kopplungsglied (i4; 15) in Eingriff steht und letzteres von den Körperteilen räumlich getrennt hält*
12. 12. Kombination nach Anspruch- 10, gekennzelehnet durch Mittel, die die Einsätze (59) in vorbestimmten räumlichen Abständen voneinander halten und diese Mittel (6i) Stege aus elastomerem hochtemperaturbeständigen Material sind, die die Einsätze (59) untereinander verbinden.
13. 13. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (61) in dem Körper (58) vorgesehen sind; die Widerstandsfähigkeit des hochtemperaturbeständigen Materials gegenüber elastischer Deformation wesentlich größer ist als der entsprechende Widerstand des Materials des Körpers (58); und daß die Stege so dimensioniert sind, daß dsr Widerstand des Kerns (11) gegenüber elastischer Deformation einen vorbestimmten Wert hat.

    1**·,- Kombination nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausbildung eines Luftspalts zwischen dem Kopplungsglied (iA; 15) und den Teilen des Körpers (58), die an dem Einsatz (59), der ein Nietloch (57) auskleidet, angrenzen und diese Mittel eine Ausdehnung des Einsatzes (59) über die Körperteile hinaus in axialer Richtung des Nietloches (57) sind, wobei die Atisdehnung mit demKopplimgsßlieds ( 1 4 ; 1 3) in Eingriff steht und letzteres von den Körperteilen auf Abstand hält.