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Reibkupplungsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeugkupplungen Die
Erfindung :betrifft Reibkupplungsscheiben, insbesondere für Kraftfahrzeugkupplungen,
die aus einer in ihrem äußerenLTmfangstei.ldurch,Einschnitte in Polstersektoren
unterteilten Ringplatte bestehen, wobei die Polstersektoren in Umfangsrichtung gewählt
sind und somit Tragflächen darstellen, an denen ,beiderseits der Scheibe Reibringe
befestigt sind.
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Fährt beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit niedrigerÜbersetzung an,
dannlaufendie Kupplungund das damit verbundene, in der Kraftübertragung liegende
Getriebe mit verhä.ltnismäß1,g hoher Geschwindigkeit um. Wenn die Kupplung zum Schaltgetriebe
gelöst wird, bewirkt der weitere Umlauf des angetriebenen Teils der Kupplung und
des Getriebes infolge der.beträchtlichen . Bewegungsgröße Schwierigkeiten beim Schalten
und in vielen Fällen ein Klappern der Zahnradzähne. Infolgedessen ist es vorteilhaft,
die angetriebenen Scheiben leicht zu machen, da dies das Gewicht und die sich ergebende
Bewegungsgröße der angetriebenen Teile vermindert und auf diese Weise das Bestreben
der angetriebenen Teile verringert, nach Lösen der Kupplung weiter umzulaufen, wodurch
das Schalten des Getriebes erleichtert wird. Jedoch verlangt die Tendenz zur Verwendung
stärkerer Motoren, unter anderem auch die Herstellung größerer und kräftigerer Kupplungsscheiben.
Dabei tritt als wichtiges Problem die Biegsamkeit der Kupplungsscheiben insbesondere
an ihren äußeren Zonen auf. Die Biegsamkeit der Scheiben in ihrer äußeren Zone schafft
eine Dämp,fu.ngswirkung des Kupplungstellers insofern, als Sehwingungen
gedämpft
werden und ein Flattern der Kupplung verhindert wird.
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Kupplungsscheiben sind bisher in verschiedenen Formen hergestellt
worden und bestehen gewöhnlich, aus einer Metallscheibe, die an dem angetriebenen
Glied und an Reibungsbelägen befestigt ist, die am Umfang der Scheibe an den. entgegengesetzten
Seiten festgelegt sind und zwischen den. Spannteilen (des Antriebsgliedes untergebracht
werden können. Die gewünschte Biegsamkeit der Kupplungsscheibe wurde durch teuere
Bearbeitungs- und Schleifarbeitsgänge erreicht, um eine Konizität der Scheibe vom
inneren Rand der Reibungsbeläge zu der Umfangskante der Scheibe zu, erzielen. Die
Steifigkeit oder der Grad der Biegsamkeit wurde von der Konizität der Scheibe und.
der Dicke bestimmt, auf die der Randquerschnitt geschliffen wurde. Bei einer solchen
Ausführung war eine besondere Schleifausrüstung .mit vielen -besonderen Befestigungsvorrichtungen
erforderlich, da die Konizität geändert werden mußte; um verschiedene Grade der
Biegsamkeit zwecks Anpassung an die verschiedenen Umstände und Bedingungen zu erzeugen.
Solche Schleifarbeitsgänge sind sehr teuer und in vieler Hinsicht Bearbeitungsfehlern
unterworfen. Bei anderen Arten Kupplungsscheiben wurden Öffnungen in der Ku.pplungstellerscheibe
zwischen den Nieten hergestellt und getrennte Polsterungs- oder Dämpfungsglieder
in .die Öffnungen eingefügt, um eine Federung für die Beläge zu schaffen. Diese
Ausführungsart hat sich jedoch nicht bewährt, da .die Einsätze keine ausreichende,
gleichmäßige Biegsamkeit herbeiführen, wodurch sich ungleichmäßiger Verschleiß der
Kupplungsscheibe ergab.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile sieht die Erfindung eine Kupplungsscheibe
vor, .die durch: Kaltwalzen des Materials auf eine geeignete Stärke von beispielsweise
i,o2 bis i,og rnm gebracht wurde. Die Materialdicke ist durchgängig .gleich und
ermöglicht die Herstellung einer Scheibe gleichmäßiger Dicke und Festigkeit. Die
Biegsamkeit im Randquerschnitt wird durch eine verbesserte relative Lage und Form
der Perforierungen in dem Randquerschnitt und durch die in diesem erzeugte Form
erreicht. Erfindungsgemäß ist jeder Polstersektor etwa anderthalbmal gewellt, .so
daß er abwechselnd je zwei radial gerichtete Tragflächen für die Reibringe aufweist,
und besitzt zwischen jeder endständigen Tragfläche und der benachbarten zwischenständigen
Tragfläche eine annähernd trapezförmige Aussparung, deren radial gerichtete Grundlinie
der endständigen Tragfläche benachbart ist, so daß sich die verbleibenden inneren
und äußeren Verbindungsstege zwischen benachbarten Tragflächen nach .den Sektorenden
zu verjüngen. Die Tragflächen verlaufen derart zur Drehebene der Scheibe geneigt,
.daß der axiale Abstand zwischen den Reibringen an deren Außenkante größer ist als
an. ihrer Innenkante. Der verdrehte mittlere Sektorenteil weist eine annähernd sechseckige
Aussparung auf, .deren größte axiale Weite mit dem mittleren Radius des Sektors
zusammenfällt. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der weiter unten folgenden
Beschreibung. Die Vorteile der Reibkupplungsscheibe nach. der Erfindung bestehen
unter anderem in einer nachgiebigen, .aber rasch .anwachsenden Wirkung, die ein
Stoßen oder Rucken der Kupplung vermeidet. Es wird höchster Wirkungsgrad bei stark
beschleunigter Bewegung ohne ungleichmäßigen Verschleiß der Reibungsteile erzielt.
Einfache, jedoch solide Bauweise ermöglicht geringe Trägheitsbewegung, Vermeidung
von Schwingungen und lange Lebensdauer. Gleichmäßige allmähliche Verteilung der
Belastung in der Außenzone vermeidet örtliche flberbeanspruchung der Kupplungsbeläge.
Leichte Herstellung und bequemer Zusammenbau ermöglichen weitgehende Senkung der
Fertigungskosten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht.
Es zeigt Fig. i einen abgebrochen gezeichneten Aufriß eines erfindungsgemäßen Kupplungstellers,
Fig. 2 einen axialen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 einen abgebrochen
gezeichneten Grundriß des in Fi:g. i dargestellten Kupplungstellers, Fig. 4 einen
vergrößerten. Aufriß eines Ausschnitts .der äußeren Zone der Scheibe oder Lamelle,
Fig.5 einen abgebrochen gezeichneten. Schnitt nach, der Linie 5-5 der Fig. 4 und
Fig. 6 eine Durchbiegungskurve, die mit der erfindungsgemäß gebauten Kupplungsscheibe
erzielt wurde.
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Bei einem in den Fig..i und 2 .dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung besteht ein kupplungsgetriebenes Glied 2o im -allgemeinen aus einer Metallscheibe
öder -lamelle 2i, die damit fest verbundene Reibungselemente oder Belägeä2 hat.
Diese können zwischen den üblichen (nicht gezeigten) Antriebsgliedern einer Reibungskupplung
dicht untergebracht werden. Die Innenzone der Scheibe 2,1 ist auf einer Nabe 2'3
angeordnet, die einen Flansch a4 in einem Stück damit aufweisen kann, der -,vie
bei 2,5 mit Keilnwten zur Befestigung an einer (nicht gezeigten) getriebenen Welle
versehen ist.
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Eine schwingungsdämpfende Vorrichtung ist mit der Scheibe 21 und dem
Flansch 24 zur Schaffung einer biegsamen Antriebsanordnung zwischen ihnen verbunden.
Zu diesem Zweck können die Scheibe :2i und die Nabe 24 durch eine Anordnung in Form
eines Ringes .aus Spiralfedern 26 verbunden sein, die in ausgerichteten. Öffnungen
in der Scheibe 2,1, dem Flansch 24 und der Unterlagscheibe 27 untergebracht sind.
Die Öffnungen in der Scheibe sind bei 28 gezeigt. Die Öffnungen im Flansch sind
bei 2(- und die Öffnungen in der Unterlagschei-be bei 30 dargestellt. Die Scheibe
oder Lamelle 21 und die Unterlagscheibe 27 sind miteinander zwecks einheitlicher
Bewegung verbunden. Zu diesem Zweck können sie durch lange Niete n1 verbunden sein
(Fis. 2-), die einen vergrößerten Mittelteil 32 zur Erhaltung der Scheibe und der
Unterlagscheibe in parallelen Ebenen in einem bestimmten Abstand zueinander aufweisen.
Die Niete 3 1 tragen auch eine Ölschutzpl.atte 27d. Die Niete 3 i können
.durch Einschnitte 33 in ,dem ;,N abenflansch 24 mit beträchtlichem Spiel hindurchgehen,
um eine relative. Bewegung zwischen
der Scheibe oder Lamelle und
der Unterlagscneibe einerseits und der Nabe andererseits zu erlauben, wenn die Federn
gebogen werden.
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Diese Bewegung kann durch Reibungsmaterial 34 gesteuert und gedämpft
werden, das zwischen der Lamelle und- dem Nabenflansch sowie zwischen der Unterlagscheibe
und dem Nabenflansch angeordnet ist. Durch. .die Spiralfedern 26 werden Antriebskräfte
von der Scheibe 21 auf die Nabe 23 übertragen und umgekehrt. Wenn sich die Spiralfedern
2.6 durchbiegen, ist eine federbelastete Reibungswirkung zwischen dem Reibungsmaterial
34 vorhanden.
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Man wird bemerken, daß .die Öffnungen 28, 30 in der Lamelle
bzw. in der Unterlagscheibe eine radiale Abmessung haben, die geringer als .der
Federdurchmesser ist, wodurch die Federn in den ausgerichteten Öffnungen gehalten
werden.
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Die Spiralfedern bestehen aus Flußstahl, und um einen wesentlichen
Faktor zum Halten der Federn in der Öffnung zu schaffen, bestehen die Scheibe 21
und die Unterla.gscheibe 27 vorzugsweise aus vergütetem Flußstahl. Dadurch wird
der Verschleiß vermindert, der zu einer Erweiterung der erwähnten Öffnungen und
dadurch zu einem Herausfallen der Federn führen kann. Überdies sind die öffnungen
in der Scheibe 2i und der Unterlagscheibe 27 vorzugsweise so ausgebildet, daß sie
einen Oberflächenkontakt mit der Feder schaffen. Zu diesem Zweck sind die Wände
der Öffnungen. wie bei 37 und 38 (Fig. 2) an ihren oberen und unteren Kanten geneigt.
Die Öffnungen 29 in: dem Flansch, 24 brauchen jedoch nicht ,so gebaut zu sein, da
deren Wände keine scheuernde oder reibende Wirkung auf die Feder ausüben, sondern
nur gegen die Federenden anstoßen. Man wird auch bemerken, daß die radiale Außenwand
der Öffnungen in jedem Glied gekrümmt ist, und zwar zweckmäßigerweise auf einem
Bogen rings um den Nabenmittelpunkt, so daß ausreichendes Spiel vorhanden ist, um
eine Verbindung der Federwindungen bei Biegung zu vermeiden. Die Federn 26 haben
gerade und zylindrische Farm in den Gesamtabmessungen, und wenn ein Ende von einer
Antriebs- oder Vibrationskraft mitgenommen und im Verhältnis zu den Wänden der Öffnungen
verschoben wird, bewegt sich diese .in einem Bogen um den Mittelpunkt, wobei die
Außenwände der Öffnungen zur Aufrechterhaltung des Spieles auf einem parallel laufenden
Bogen .ausgebildet sein können.
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Die Federn stehen vorzugsweise unter einer gewissen Zusammenpreßwirkun:g,
wenn die Öffnungen. ausgerichtet sind.. Infolgedessen werden die Federn stärker
in den Teilen gespannt, die radial von der Drehachse entfernt sind, als in den der
Drehachse benachbarten Teilen. Dies führt demgemäß dazu, daß die Federn nach innen
gedrückt werden und dadurch eine Zentrifugalkraft überwinden, die bestrebt ist,
die Federn radial nach außen zu werfen. Infolgedessen werden die Federn 26 in einer
mehr oder weniger neutralen Lage in den Öffnungen untergebracht, so daß ein Scheuern
oder Reiben zwischen den Federn und den Außenwänden in den Öffnungen infolge der
Zentrifugalkraft weitgehend vermindert wird.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden sechs Spiralfedern
26 in dem Ring verwendet; und in den Ausführungen von höherer Dreh.momentkapazität
können acht oder zehn oder auch mehr Federn erforderlich sein. Vorzugsweise sind
die Ecken der Öffnungen ziemlich abgerundet, wie bei 391 was aber auch in dem Nabenflanseh
24, der Scheibe 21 und der Unterlagscheibe 27 der Fall sein kann, um jedes Bestreben
des Metalls weitgehend zu vermindern, an diesen Punkten zu reißen oder zu splittern.
Überdies ist es vorzuziehen, daß .die Endwindungen der Federn 26 an den Kanten abgerundet
sind, die sonst einen übermäßigen Verschleiß an den Wänden der Öffnungen bewirken
würden.
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Der im vorhergehenden beschriebene Zusammenbau ist leicht bewerkstelligt,
da die Teile genau zueinander angeordnet, die Federn in die Öffnungen eingesetzt
und die einzelnen, sich. überdeckenden Teile durch Niete verbunden werden ,können,
um den Zusammenbau zu vollenden. Dies beseitigt jeden Verschraub ungsvorgang, der
erforderlich ist, wenn Federn in ihrer Lage durch Streifen, Drähte oder Elemente
gehalten werden, die verschraubt durch die Federn verlaufen.
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Nachdem eine Form der schwingungsd .tupfenden Ausführung beschrieben
wurde, die vorteil'h'aft in ,der Erfindung verwendet werden kann, werden jetzt die
Scheibe oder Lamelle 21 .und ihre Konstruktion und Form im einzelnen beschrieben.
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Mit Bezug auf die Fig. i und 4 ist der Scheibenkörper vorzugsweise
als Speichenkonstruktion, insbesondere in seiner äußeren Zone, ausgeführt. Wie in
Fig.4 veranschaulicht, sind die Speichen in der Form von Dämpfungsgliedern 4i ausgebildet,
wobei jede Speiche einen Hals 42, und, vergrößerten Kopf oder Polstersektor 43 hat.
Der Polstersektor 43 kann darstellungsgemäß so betrachtet werden, ,als ob er drei
Teile hätte, nämlich einen Mittelteil 44 und Stirnteile 45 und 46 an den entgegengesetzten.
Seiten, die alle zur Innenzone der Scheibe 21 schräg angeordnet sind. Der Stirnteil
45 ist mit Tragflächen 47 und 48 und der Stirnteil 46 mit Tragflächen 49 und
50 versehen. Zwischen angrenzenden Tragflächen sind Aussparungen 51, 52 und
53 angeordnet, undeine Öffnung 54 befindet sich in dem Hals. 42. Ein wichtiges Merkmal
der Erfindung ist die besondere Form, Lage und Ausbildung der Tragflächen und, die
relative Anordnung der Aussparungen zwischen .den Tragflächen. Die Wirkungsweise
dieser Teile und ihre Zusammenarbeit wird im folgenden ausführlich erklärt.
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Entsprechend: dieser Ausführung und Anordnung hat jedes Speichen-
oder Dämpfungsglie-d einen Sektorenteil 44, der praktisch zentrisch zu einer darin
befindlichen radialen Linie liegt, die durch .den Mittelpunkt des Halses 42 verläuft.
Zwischen .dem Sektorenteil 44 und, den endständigen Tragflächen 47 und
50 befinden sich. gebogene Linien 55 bis 6o, die so angeordnet sind, daß
sich die Tragflächen 47 und 49 sowie 48 und 5o in der Höhe radial nach außen gerichtet
vergrößern und in Ebenen
liegen, :die leicht von der zur Scheibenebene
parallelen Ebene -abweichen, aber axialen Abstand zu deren entgegengesetzten Seiten
haben. Die Tragflächen 47 und 49 liegen in einer gemeinsamen Ebene, und die Tragflächen
48 und 50 liegen in einer anderen gemeinsamen Ebene, wobei die gemeinsamen Ebenen
nach außen in einen Bereich auseinanderlaufen, der jenseits der Innenzone der Scheibe
2I liegt. Bei der praktischen Ausbildung erscheinen die gebogenen Linien nicht unzusammenhängend,
sondern treten im wesentlichen so auf, wie in der Fig. 3 veranschaulicht. Die Schattierung
.in Fig.4 ist, leicht übertrieben, um den Verlauf zu veranschaulichen.
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Zwei Reibungsbeläge oder Reibringe 6:x und 62 sind je auf einer Seite
fest mit der Scheibe verbunden. Der Reibring 62 ist an der Tragfläche 48 beispielsweise
durch geeignete Niete 63 und der Reibring 61 an der Tragfläche 49 durch geeignete
Niete 64 befestigt. Jede Speiche ist so ausgebildet wie die gerade beschriebene,
so daß entsprechende Tragflächen einer jeden Speiche zu dergleichen Seite der Mittelebene
der Scheibe vorspringen und eine Lage einnehmen, in der sie an den Belägen oder
Ringen so befestigt werden können; wie im vorhergehenden beschrieben.
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Der Reibring 6z kann. mit ausreichendes Spiel aufweisenden Öffnungen
65 für die Köpfe der Niete 63 versehen werden und der Reibring 62 mit entsprechenden
Öffnungen 66 für die Niete 64. Bei dieser Ausführung und Anordnung der Teile werden
die Reibringe 61 und 62 normalerweise in axialem Abstand gehalten. Sie können sich
aber aufeinander zu bewegen, wenn,die Scheibe zusammengep.reßt wird, wobei eine
Abdichtung durch. die Kupplungsantriebsglieder erfolgt.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, :sind die Perforierengen oder Aussparungen
51, 5a und 53 so ausgebildet und angeordnet, daß die Breite A an der Außenkante
größer ist als B an der Innenkante. Diese Anordnung :entspricht dem Unterschied
der Speichenbreite X, gemessen an der äußeren Umfangskante, zu der Speichenbreite
Y an der inneren Umfangskante. Mit anderen Worten, X ist länger als Y, und
wenn die Breite A an der Außenseite gleich der Breite B an der Innenseite
wäre, würde der äußere Teil der Scheibe beträchtlich weicher als der Innenteil sein.
Daraus ergibt sich., d.aß der relative Widerstand gegen Glattdrücken an der Innenseite
größer wäre und stärkeren Verschleiß am Innendurchmesser der Reibungsbeläge zeigen
würde. Macht man die Abmessung A an der Außenseite größer als B, dann ist der Widerstand
gegen Glattdrücken an der Außenseite geringfügig größer als an der Innenseite.
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Es ist wichtig, daß :die Aussparungen 51, 52 und 53 nicht .den. Teil
der Scheibe 211 :kreuzen, der die Reibringe trägt, mit anderen Worten, die Tragflächen
47, 48, 49 und 50. Man wird bemerken, daß die Form der Aussparungen Arme unterschiedlicher
Breite erzeugt, so d@aß die Verteilung der Spannungen infolge Biegung beim Glattdrücken
gleichmäßiger ist. Dies wird durch :die Breite .des Armes bei V veranschaulicht,
die größer ist als bei A. Das zusätzliche Loch 54'm Hals 42 der Speiche 41
soll die Steifigkeit an diesem Punkt vermindern, so daß der Widerstand gegen Verdrehung
herabgesetzt wird.
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In vielen bekannten Ausführungsformen ist der Speichenhals so ausgebildet,
.damit absichtlich. ein Widerstand gegen Verdrehung aufgebaut werden kann, der den
Durchbiegungswiderstand :des Randes unterstützt. In der Erfindung ist kein Widerstand
gegen Verdrehung vom Hals aus erwünscht. Es wurden .deshalb Maßnahmen getroffen,
um diesen auf ein Minimum zu reduzieren, weshalb: das zusätzliche Loch 54 geschaffen
wurde.
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Gemäß dieser Ausführung und Anordnung der Teile ist bemerkenswert;
daß bei Unterbringung der Scheibe oder Lamelle auf einer ebenen Oberfläche die Punkte
S und U .die Oberfläche berühren, während die Punkte O und N leicht
angehoben oder höher sind. Falls ein Anzeigegerät an die Punkte T und R gelegt würde
und :dann wieder an N und P, dann würde man finden, daß die beiden .letztgenannten
Punkte etwas niedriger liegen. Mit anderen Worten, .die Formhöhe oder der Abstand
vom untersten zum höchsten Meßpunkt ringsum :die Außenkante der Scheibe ist beträchtlich
größer als die gleichen Messungen, die um den Innenteil der Scheibe gemacht werden.
Es ist bemerkenswert, daß diese Messungen nahezu die gleichen sein werden, welche
Seite der Scheibe auch nach oben anzeigt, daß beide Seiten in ihrer Wirkung konkav
und symmetrisch sind. Dies ist in Fig. 5 veranschaulicht, wobei der Abstand zwischen
den Punkten K, K größer ist als die Entfernung zwischen den Punkten. L, L. Bei der
Anordnung einer geraden Kante quer zu jedem Belag wird: man bemerken, daß die Beläge,
die normalerweise eben sind, infolge der Scheibenform leicht konkav werden. Diese
Gestaltung ergibt :das, was als eine Einrollwirkung bezeichnet wenden kann, und
trägt dazu bei, die gewünschte Weichheit unter leichter Belastung zu ergeben. Bei
Veränderung des Grades der Konizität in .den Tragßächen 47 bis 5o wird der Grad
der Biegsamkeit in gleicher Weise verändert. Überdies trägt diese Form dazu bei,
ein kräftigeres Verschleißmuster bei .den Reibungsbelägen gegen .den. Außendurchmesser
zu erhalten. Die tatsächliche Erfahrung zeigt, daß ein sanfterer Eingriff und eine
bessere Arbeitsweise erhalten werden, wenn das Verschleißmuster kräftiger nach der
Außenseite als nach der Inenseite ist. Bei Umfangsmessung besteht eine größere Belagfiäche
an der Außenseite; je höher und je näher an der Außenseite wirksam der Druck ist,
ein um so größeres Drehmoment wird an einem gegebenen Kupplungsdurchmesser erhalten.
Es ist ,dabei nicht wichtig, vollen Kontakt bei dem Anfangseingriff zu haben; der
fortschreitende Kontakt ist vorzuziehen. Infolge-.dessen wird die oben auseinandergesetzte
konische Konstruktion zulassen, daß :die Spannglieder der Kupplung anfangs mit den
Belägen an deren Außenkanten Kontakt machen, und dieser Kontakt wird sich radial
zu den Belägen mit der Erhöhung des Druckes der Spannglieder vergrößern.
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Obgleich .die Stege von der Außenseite nach der Innenseite zu etwas
höher sind, sind sie andererseits
verhältnismäßig eben und bilden
die Auflagefläche für zwei Reibringe 6r und 62, die unabhängig, mit der Scheibe
vernietet sind. Während des Anfangseingriffs der Kupplung, wenn die Schlüpfung tatsächlich
stattfindet, wird die Form in dem Randquerschaitt nur teilweise glattgedrückt, so
d@aß diese gleichen Flächen, ob sie gelocht sind oder nicht, noch die Hauptauflage
für die Reibungsbeläge sein würden. Wenn der Eingriff fortschreitet und:die Scheibe
weiterhin glattdrückt, vergrößern sich diese Auflageflächen oder Stege allmählich
in ihrer Breite, so daß ,sich ,die Löcher praktisch, in der Auflagefläche zu überdecken
beginnen. Jedoch ist es wichtig zu verstehen, daß bei dieser Stufe des Eingriffs
eine relative Schlüpfung zwischen den Reibungsbelägen und dem Schwungrad und den
Preßplattenoberflächen fast aufgehört hat, so daß die Frage der Belagauflage in
dieser Phase nicht allzu wichtig ist.
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Man wird. bemerken, daß die Formhöhe vom Punkt S zum Punkt T nahezu
z,47 mm betragen ,kann, während sie von O bis N o,99 mm ausmachen würde. Die Stege
sind verhältnismäßig eben, während die dazwischen befindlichen Flächen von der Außenseite
zur Innenseite sowie auch quer dazu konisch sind. Deshalb hat auch die an der Außenseite
gemessene Abmessung C einen viel höheren Grad von Konizität als die an der Innenseite
gemessene Abmessung D. Dieser geringere Grad von Konizität an der Innenseite zuzüglich
der Hinzufügung des Loches 54 vermindert den Torsionswiderstand des Speichenhalses
in. einem solchen Maße, daß er sehr geringen Einfluß auf die Gesamtsteifigkeit an
dem Innenteil der Speiche hat. Die Steifigkeit wird dann an diesem Punkt fast gänzlich
durch die Breite und Länge der Arme A und h -bestimmt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsart kann eine größere Anzahl von Dämpfungsgliedern
in der vorhergehenden, beschriebenen Art- in ringförmiger Anordnung auf einem gegebenen
Radius angeordnet werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl von Punkten oder Auflagestellen
für die Beläge geschaffen wird. Diese Punkte oder Auflagestellen widerstehen während
des Kupplungseingriffs nachgiebig einer Zusammenpreßwirkung, und infolgedessen gibt
es eine vergrößerte Fläche auf den Belägen, die der Zusammenpressung: widersteht,
und einen entsprechend verminderten Einheitsdruck. Die Ausführung der Erfindung
trägt zu einer sanft wirkenden Kupplung bei und vermindert das Bestreben .der Kupplung,
während des Kupplungseingriffs zu flattern oder zu klappern. Überdies .kann der
Abstand zwischen den Auflagepunkten ohne Verminderung ihrer Anzahl gleichmäßig lang
gemacht wer-.den. Man wird verstehen, daß dort, wo der Abstand zwischen den Auflagepunkten
kurz ist, der Biegungswiderstand vergrößert wird. Infolgedessen braucht das Material,
aus dem das Scheibenglied hergestellt ist, nicht so dünn zu sein, und infolgedessen
:kann jede gewünschte Materialart und -stärke verwendet werden.
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Wenn sich die erfindungsgemäße Kupplungsscheibe im Eingriff befindet,
nähern sich die Beläge einander, wobei die endständigen Tragflächen 47 und 5o, die
mit den, entgegengesetzten Belägen in Berührung stehen, ein Verdrehen des Sektorenteils
44 und des Halses 42 .der Speiche verhindern. Dadurch ergibt sich eine Biegewirkung,
die bestrebt ist, den Speichenkopf glattzudrücken. Die Kraft für die Torsionswirkung
wird auf den Speichenkopf praktisch auf parallelen Linien über die Niete wirksam,
wobei die Hebelüberisetzung die gleiche für die äußeren und die inneren Niete ist.
Die Niete, die sich eher auf radialen Linien befinden, sind praktisch parallel.
Auf diese Weise ist der Widerstand, der durch Verdrehung unmittelbar am äußeren
Umfang .der Beläge auftritt, .praktisch gleich dem- Widerstand, der direkt am Innenumfang
der Beläge ausgeübt wird. Vorzugsweise ist jeder Speichenkopf so geformt, daß seine
am Umfang seiner äußeren Zone gemessene Breite größer ist als seine Breite an seiner
Innenzone. Infolgedessen sind die endständigen Tragflächen 47 und 50 in Berührung.
mit .den. entgegengesetzten Belägen, wobei der Widerstand auf Torsionssbiegung im
wesentlichen über die Breite der Beläge gleichmäßig ist.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil der Ausführung der Speiche der Erfindung
ist, daß sieh das Trägheitsmoment der Kupplungsscheibe beim Betrieb vermindert.
Wenn,das Getriebe auf Schnellgang geschaltet wird, so daß praktisch keine Änderung
der Wagengeschwindigkeit während der Schaltperiode vorhanden: ist, muß die Drehzahl
des getriebenen Gliedes nach Lösen der Kupplung schnell, geändert werden, um dem
neuen Getriebeverhältnis zu entsprechen. Bei modernen Personenwagenkraftübertragungen
wird dieser Wechsel .durch Gleichlaufvorrichtungen unterstützt. Wenn die Getrieberäder
im Eingriff sind, während kein Gleichlauf vorbanden ist, wird ein Stoß auf den Eingriffsflächen,
den Getriebezähnen oder Kupplungsklauen erzeugt, wobei die Größe .dieses Stoßes
auch vom T'rägheitsmoment des kupplungsgetriebenen Gliedes abhängt. Ein niedriges
Trägheitsmoment des Kupplungsgliedes bewirkt infolgedessen ein leichtes Schalten
und einen ruhigen Gang. Dadas Trägheitsmoment gleich der Summe ,der Produkte aller
Massenteilchen in: den Quadraten ihrer Entfernungen von der Achse ist,
ist
es besonders wichtig, das Gewicht im Rand niedrig zu halten. Dies wird
bei -der Erfindung. durch richtige Anordnung, ,der Löcher erzielt, die nicht nur
-das Gewicht in dem Randabschnitt herunterdrücken, sondern auch bei .dem Durchbiegungsmuster
des Randabschnittes unterstützen.
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Bei einer Kupplungsscheibe dieser Art ist es erwünscht, daß die Anfangszusammenpressung
gegen einen verhältnismäßig niedrigen Widerstand stattfindet, wobei sich aber der
Widerstand vergrößert, wenn sich, die Zusammenpressung der Scheilbe fortsetzt. Eine
Kurve, die dieses gewünschte Merkmal zeigt, ist in den Anfangsphasen des Kupplungseingriffs
ziemlich gerade, wie in Fig. 6 veranschaulicht. Mit Bezug auf die in Fig. 6 dargestellte
Kurve ist es bemerkenswert, daß die Kurve anfangs ziemlich gerade ist und daß tatsächlich
eine Belastung von ungefähr 226,8 kg eine Durchbiegung von o,89 mm. verursacht.
Bei ungefähr 68o,39kg Belastung
hat sich die Durchbiegung auf fast
1,4 mm vergrößert, wobei es augenscheinlich ist, daß die letzten 453,59 kg Belastung
die Durchbiegung nur um ungefähr o,5i mm vergrößert haben. Die vorliegende Konstruktion
erzielt dieses Ergebnis in bemerkenswerter Weise, weil beim anfänglichen Kupplungseingriff
das Durchbiegungsmuster von der relativen Anordnung und Form der Löcher im Randabschnitt
und durch: die im Randabschnitt erzeugte Form bestimmt wird. Schließlich werden
die Speichen in ihrer gebogenen Form zwischen die Beläge eingesetzt, wobei dann
bei Anwendung eines vergrößerten Kupplungsdruckes die Neigung besieht, die Biegeteile
der Speichen glattzudrücken. Die anfängliche Torsionswirkung und die Biegewirkung
verschmelzen ineinander, so daß eine solche Kurve entsteht, wie in Fig. 6 aufgetragen.
Eine Gesamtdurchbiegung von etwa 1,4 mm, wie in Fig. 6 dargestellt, ist ungefähr
die maximal erwünschte Durchbiegung, und in vielen Fäl'l'en wird die Kupplung tatsächlich
so :gebaut sein, daß sie eine Gesamtdurchbiegung von weniger als -1,4.mm ergibt,
obgleich die gezeigte Kurve den erwähnten Punkt berücksichtigt.
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In der Form der Kupplungsscheibe 2 i der Erfindung ist ein gutes Verschleißrauster
auf dem Belag infolge vieler Auflagepunkte vorgesehen, die den Belägen gegeben werden
und infolge der Anordnung, daß die Auflagen praktisch quer zu den Belägen von den
inneren zu den äußeren Umfangskanten verlaufen. Obgleich .die hierin dargestellte
Kupplungsscheibe 2 1 mit sechs Speichen beschrieben worden ist, kann jede gewünschte
Speichenanzahl verwendet werden. Wenn sechs Speichen benutzt werden, sind zwölf
anfängliche Auflagestege für jeden Belag vorgesehen, wobei die Auflagen wechselweise
auf den Belägen angeordnet sind und sich im wesentlichen vollkommen quer zu den
Belägen erstrecken. Die Speichenköpfe 41 wirken als Einheiten oder in ihrer Gesamtheit
als gegliederte Teile, wie in früheren. (bekannten Konstruktionen gefunden. Dies
trägt zur Erreichung eines zufriedenstellenden Verschleißmusters bei. Bei dieser
Bauweise gibt es keine lokalisierten Punkte oder Stellen, die wesentlich die Beläge
abstützen und die entwickelt werden würden, um ein schlechtes Verschleißmuster zu
ergeben. Die erfindungsgemäßen Scheiben 2i können verändert oder albgewandelt werden,
um verschiedene Durchbiegungskurven zu ergeben, damit die zufriedenstellendste Kupplungsscheibe
für ein bestimmtes Fahrzeug oder Fahrzeugmodell durch 'bloßes Bestimmen der geeigneten
Dicke des Scheibenmaterials ausgewählt werden kann. Die Form und Gestalt einer jeden
Scheibe, die sich nicht ändert, würde nur eine Stanzvorrichtüng für alle verschiedenen
Typen erfordern. Dies ist eine große Ersparnis an Kosten und Zeit.
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Man wird infolgedessen erkennen, daß die Erfindung eine Kupplungsscheibe
schafft, die eine gewünschte Durchbiegungskurve erzielt, ohne getrennte Federeinsätze
und andere teuere Konstruktionskennzeichen zu verwenden, die in den früher bekannten
Ausführungen gefunden wurden. Praktisch ist eine kleinste Anzahl von Teilen erforderlich,
nämlich die Scheibe 21 und zwei Beläge. Die Erfindung kann ohne ,die im vorhergehenden
beschriebene schwingungsdämpfende Nebenkonstruktion verwendet werden, wobei dann
die Scheibe 21 direkt an der Nabe befestigt wird. Auf diese Weise schafft die Erfindung
nicht nur eine Ausführungsform, mit der eine gewünschte große Genauigkeit der Durchhiegung
erhalten wird, sondern auch gleichzeitig ein Kupplungsglied, das gleichmäßig einfach
in der Bauweise und aus einer kleinsten Anzahl von Teilen zusammengesetzt ist.
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Die Vorteile der Kupplungsscheibe können deshalb falgendermaßen zusammengefaßt
werden: i. Fähigkeit zur sanften Mitnahme der Belastung ohne Stoßen und Klappern;
2. geringe Trägheitsbewegung, so daß eine leichte Getriebeschaltung ermöglicht wird;
3. Dämpfung jeder Schwingung der Kurbelwelle, so daß ein Klapperndes Getriebes verhindert
wird; 4. Erfordernis eines nur geringen Fußhebel,druckes zu deren Betätigung; 5.
wirtschaftliche Herstellung, einteilige Bauweise.
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Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt
wurde, können viele abgeänderte Ausführungsformen durchgeführt werden, ohne von
den Leitgedanken der Erfindung abzuweichen.
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Die Erfindung ist nicht auf die genauen Einzelheiten der beschriebenen
Konstruktion begrenzt; sondern es sind Änderungen innerhalb des Rahmens der Ansprüche
möglich.