SE457107B - Friktionskopplingselement - Google Patents

Description

457 lO 15 20 25 30 35 107 2 Det keramiska kopplingsbelägget enligt uppfinningen medger bättre värmeöverföring och åstadkommer därmed en jämnare temperaturfördelning av dess radiellt yttre och radiellt inre areor än konventionell utformade, keramiska kopplingsbelägg. Till följd därav har belägget enligt uppfinningen större likformighet i friktionskoef- ficient över sin yta. Belägget är monterbart pà en ro- terbar, driven kopplingslamell och har radiellt svmmet- riska främre och bakre kanter, som var och en har konvexa och konkava partier .

Vid ett föredraget utförande har kopplingsbeläg-_ get två radiellt på avstånd från varandra belägna un- derpartier med symmetri i såväl radiell led som omkrets- led. En radiell centrumlinje sträcker sig genom kopp- lingsbelägget mellan de pà avstånd från varandra belägna radiellt inre och yttre underpartierna. Två centrum- linjer hos underpartierna befinner sig på radiellt lika avstånd från den radiella centrumlinjen. Samtliga cent- rumlinjer bildar bågar som sammanfaller med de radiellt riktade främre och bakre kanterna på belägget. De båda underpartiernas centrumlinjer bildar tva på avstånd från varandra belägna bågar som sträcker sig mellan två linjer vilka är riktade radiellt utåt från rota- tionsaxeln för den lamell pà vilken belägget är fäst.

De sistnämnda bàgarna sträcker sig över en större centrum- vinkel än den närliggande bàgen för den radiella cent- rumlinjen.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningar, på vilka fig l framifrån visar en driven kopplingslamell med en för närvarande föredragen utföringsform av ett frik- tionskopplingselement, fig 2 framifrån visar en före- dragen utföringsform av ett keramiskt friktionskopp- lingselement enligt uppfinningen och fig 3 visar kopp- lingslamellen enligt fig l från sidan.

I fig l visas en driven kopplingslamell 10 med en rotationsaxel 12. Lamellen 10 har ett med invändiga 10 15 20 25 30 35 457 107 3 splines försett, ingående parti 3 för anbringning på en inte visad, ingående axel. Flera fjäderdämpningsdelar 5 är anordnade i omkretsriktningen kring rotationsaxeln för att absorbera stötlaster som överförs till dessa från ett utgående parti 7 på lamellen 10. Det utgående partiet 7 har radiellt riktade armar eller vingar 9, som uppbär friktionskopplingselement 60. Vid den visade, föredragna utföringsformen är kopplingselementen 60 monterade med nitar ll, även om elementen 60 kan fästas på vingarna 9 på annat sätt, exempelvis genom limningß En andra sats nitar l3 håller ihop det av de ingående och utgående partierna och fjäderdämpningsdelarna be- stående aggregatet, medan en tredje sats nitar 19 finns för att begränsa relativ rörelse mellan de ingående och utgående partierna kring rotationsaxeln, såsom fram- går för fackmännen på området.

Varje kopplingselement 60 har en stomplatta 44 på vilken ett kopplingsbelägg 46 är limmat. Även om stomplattan 44 vid den föredragna utföringsformen har samma form som kopplingsbelägget har denna form gjorts enbart för enkelhets skull. Stomplattan kan alternativt ha en helt annan form än kopplingsbelägget.

Kopplingselementet 60 visas mera i detalj i fig 2.

Varje kopplingsbelägg 46 därpå består av en bàgformig, värmeabsorberande kropp, företrädesvis av en keramisk komposition. För att minimera temperaturskillnader tvärs över dess radiellt riktade yta är kopplingsbelägget 46 utformat för att ha större värmekapacitet på sina radiellt inre och yttre partier. Dessa partier är såle- des förstorade i omkretsriktningen för att säkerställa att eventuella varma fläckar koncentreras till mitten av eller radiellt innanför friktionsbeläggets kropp i stället för längs radiellt inre och yttre periferipar- tier. Kraftig koncentration av värme i de sistnämnda områdena medför de oönskade skillnader i friktionskoef- ficient som beskrivits ovan vilket resulterar i skrammel 457 107 10 15 20 25 30 35 4 och annat oljud när keramiska belägg används.

Varje kopplingselement 60 är roterbart kring rota- tionsaxeln 12 i moturs riktning, såsom anges med pilen "R". Under rotationen har varje elements 60 belägg 46 radiellt främre och bakre kanter l4 och 16 liksom en runtomgående radiell centrumlinje 18 genom elementets radiellt symmetriska centrum. Radiellt utanför centrum- linjen 18 finns det ett underparti 20, som till sin form påminner om en "varm korv", medan det radiellt innanför centrumlinjen 18 finns ett nagot mindre men likadant utformat underparti 22; bada visas med strecka- de linjer i lamellens 10 högra vinge 9 i fig l. Under- partierna 20, 22 har var för sig större massa och därmed större värmekapacitet än beläggets mellanliggande eller centrala underparti 2l. De bada underpartierna 20, 22 är symmetriska i såväl radiell led som omkretsled och har centrumlinjer 22, 24 (fig 2), som båda är parallella med den mellanliggande radiella centrumlinjen l8. De radiellt inre och yttre underpartiernas 20, 22 gränser mot det centrala underpartiet 21 visas med streckade linjer 23 i fig l.

De radiellt främre och bakre kanterna 14, 16 är symmetriskt orienterade relativt lamellens 10 rotations- axel 12. Således bildar en radiell linje 28, som sträcker sig från rotationsaxeln 12, tangent till den främre- kantens 14 ändar 15, medan en radiell linje 30 från samma rotationsaxel bildar tangent till den bakre kantens l6 ändar 17.

Det radiellt yttre underpartiet 20 har ett kon- vext främre kantparti 32 med en av de ovannämnda ändarna 15. Änden 15 är belägen vid skärningspunkten mellan centrumlinjen 24 och den radiella linjen 28. Pa samma sätt har det radiellt inre underpartiet 22 ett konvext främre kantparti 34 vilket har en andra ände 15 belägen vid skärningspunkten mellan det inre underpartiets 22 centrumlinje 26 och den radiella linjen 28. Mellan de lO 15 20 25 30 35 457 107 5 konvexa främre kantpartlerna 32, 34 finns det ett konkavt främre kantparti 36, vilket är symmetriskt placerat kring centrumlinjen 18 men är beläget på avstånd från den radiella linjen 28. vid den radiellt bakre kanten 16 finns det radiellt yttre och inre, konvexa bakre kantpartier 38 och 40, vilka har samma utformning som de främre kanterna 32 och 34, varvid båda kantpartierna 38 och 40 symmetriskt tangerar en bakre radiell linje, i detta fallet linjen 30. På samma sätt befinner sig ett konkavt, bakre kant: parti 42 mellan de bakre kantpartierna 38 och 40, varvid partiet 42 är beläget på avstånd från den radiella lin- jen 30.

Varje kopplingsbelägg 46 är lämpligen limmat på stomplattan 44. Plattan 44 är lämpligen gjord av stål eller annat lämpligt stödmaterial. Kopplingsbelägget 46 är vid den föredragna utföringsformen en sintrad keramisk komposition, även om uppfinningstanken inte utesluter användning av konventionella, organiska frik- tionsmaterial. Vid den visade utföringsformen används företrädesvis emellertid en kopparbaserad keram med en kopparhalt på 70-80%, primärt för dess goda tillverk- ningsegenskaper, även om andra keramiska kompositioner inte ligger utanför uppfinningens ram. Ett sådant sint- rat, kopparbaserat beläggsmaterial är kommersiellt till- gängligt under varumärkena S. K wellman 4380CB och Bendixc) 6043B.

För att återgå till fig 2 framgår därav att den radiellt mellanliggande centrumlinjen 18 hos kopplings- belägget sträcker sig i omkretsriktningen mellan de konkava kantpartierna 36 och 42. Omkretslängden av cent- rumslinjens 18 parti mellan kanterna 36 och 42 bildar en båge som skiljer sig från de bågar som bildas av Omkretslängden för centrumlinjerna 24 och 26 mellan kanterna 32 och 38 respektive 34 och 40.

Närmare bestämt uppgår de av underpartiernas cent- rumlinjer 24 och 26 bildade bågarna företrädesvis till 457 107 6 40° vid utföringsformen enligt fig 2. Däremot sträcker sig den mellanliggande båge som begränsas av det mel- lanliggande underpartiets 2l centrumlinjer 18 över en mindre vinkel, approximativt 350 vid samma utföringsform. 5 Genom att underpartiet 21 sträcker sig över en mindre vinkel i omkretsriktningen säkerställs att det mellanlig- gande partiet av kopplingsbelägqet är relativt sett kortare och därmed utsätts för en högre temperatur än såväl det radiellt inre som det radiellt yttre underpar- 10 tiet, under förutsättning att belägget har konstant tjocklek. I den föredragna utföringsformen är nithål 48 (fig 2) anordnade svmmetriskt längs den radiellt mellanliggande centrumlinjen 18, vilket ytterligare säkerställer mindre kopplingsbeläggmaterial i underpar- 15 tiet 21 och därmed mindre värmekapacitet i det området.

Det framstår som klart för fackmannen att under- partiet 22 utsätts för samma friktionslast och resultran- de.värmeenergi som underpartiet 20 trots att bågens 26 längd är kortare än bågens 24. Detta beror på att 20 den samverkande trvckplattans hastighet är relativt sett lägre vid bågen 26 än vid bågen 24. Den relativa hastigheten ökar med avståndet från rotationsaxeln 12.

Som nämnts tidigare har stomplattan 44 och kopp- lingsbelägget 46 samma form, även om stomplattan 44 25 är något större än belägget 46. Den visadeïföredragna utföringsformen ger en 1 omkretsriktningen sig sträckande kant eller överlappning 70 på ca 1,6 mm. Alternativt kan stomplattans 44 överlappning 70 uppgå till ca l9 mm, varvid nitarna ll kan sträcka sig genom stomplattans 30 44 överlappningsparti i stället för genom själva friktions- beläggen. Den senare utföringsformen faller också inom ramen för uppfinningen.

Vid den föredragna utföringsformen av kopplings- belägget 46 har de konvexa kanterna 32, 34, 38 och 40 35 samma dimension, varvid varje kant ligger på en separat men lika stor radie 50 som utgår från en punkt 52 på endera centrumlinjen 24 eller 26. Vid den föredragna 10 15 20 25 30 35 457 107 7 utföringsformen har centrumlinjen 18 ett radiellt avstånd från rotationsaxeln 12 på ca 127 mm, men detta avstånd kan i vissa utföringsformer sträcka sig från 100 till 180 mm. För detta radiella avståndsområde uppgår en föredragen radie 50 till 12,7-l5,9 mm, medan en föredragen radie på de konkava kantpartierna 36 och 42 ligger inom området 44,5-63,5 mm.

Det må även påpekas att vid den föredragna utförings- formen är de främre och bakre kanterna 14 och 16 krökta utmed hela sin längd för att minimera närvaro av partier vinkelrätt mot en runtomgående verkningslinje relativt- en tillkopplad tryckplatta, där sådana partier skulle ligga parallellt med de radiella linjerna 28 och 30.

I den mån varje segment (med undantag av punkter på centrumlinjen 18) på de främre och bakre kanterna är bågformiga och därmed bildar en spetsig vinkel mot verk- ningslinjen minimeras benägenheten för uppbyggnad av löst friktionsmaterial längs vissa segment och därav följande lokala värmefickor. En sådan kontinuerlig krök- ning är således ytterst önskvärd för att undvika lokal förstöring av kopplingsbeläggets kanter.

Det må påpekas att kopplingsbeläggen 46 vid den föredragna utföringsformen har föredragna proportioner hos relativa avstånd mellan underpartiernas och det mellanliggande partiets centrumlinjer och deras radiellt innersta och yttersta kanter. Således representerar dimensionen "A" (mitt i fig 2) avståndet mellan centrum- linjen 18 och respektive centrumlinje 24 och 26. Avstån- det mellan centrumlinjen 18 och kopplingsbelägget radiellt innersta kant S4 representeras av dimensionen "B". Sam- tidigt representeras avståndet mellan centrumlinjen l8,och den radiellt yttersta kanten 58 också med "B”, eftersom denna företrädesvis är densamma. Vid den före- dragna utföringsformen är förhållandet mellan "A" och "B" 0,6. Således är det radiella avståndet "A" mellan en av centrumlinjerna 24 och 26 och centrumlinjen 18 företrädesvis 60% av avståndet mellan centrumlinjen 457 lO 15 107 8 l8 och den motsvarande, i omkretsriktningen sig sträckan- de yttre änden. Den sistnämnda parametern har medfört en optimal värmeavledningsförmàga hos de inre och yttre underpartierna 20, 22 relativt det mellanliggande underf partiet 21, förutsatt att kopplingsbeläggets tjocklek är konstant.

Slutligen framgår av fig 3, att elementen 60 vid den föredragna utföringsformen är parvis monterade.

Nitarna ll används för att fixera tillhörande par kopp- lingselement 60 symmetriskt på ömse sidor om lamellen - 10, där ett par kopplingselement är monterat på varje vinge 9. Det framgår också av beskrivningen ovan att de främre och bakre kanterna l4 och 16 kan vändas efter- som uppfinningen är uppbyggd på symmetri. En vändning av pilen "R" i fig 2 åt det andra hållet resulterar i en främre kant 16 och en bakre kant 14. På samma sätt kan många andra variationer av den ovan beskrivna uppfin- ningen göras inom ramen för det begärda patentskyddet.

Claims (6)

10 15 20 25 30 457 107 PATENTKRAV

1. l. Friktionskopplingselement för montering på en roter- bar kopplingslamell (10) med en rotationsaxel (12), vilket element (60) har ett bágformigt kopplingsbelägg (46) med dels radiellt riktade främre och bakre kanter (l4,l6), dels en första, i omkretsriktningen sig sträckande centrumlinje (18), som bildar en mellan de främre och bakre kanterna (l4,l6) sig sträckande båge, dels ett radiellt yttre och ett radiellt inre underparti (20,22), som vart och ett är beläget pá radiellt avstånd fràn centrumlinjen (18), k ä n n e t e c k n a t av att centrumlinjen (18) ligger mellan underpartierna (20,22), varvid underpartierna är symmetriska i såväl omkretsled som radiell led samt har andra och tredje, i omkretsriktningen sig sträckande centrum- linjer (24,26), som är parallella med den mellanliggande, första centrumlinjen (18), varvid de andra och tredje centrum- linjerna (24,26) på underpartierna (20,22) bildar på avstånd fràn varandra belägna bågar, vilka sammanfaller med de radiellt sig sträckande kanterna (l4,l6) på kopplingsbe- lägget (46) vid en punkt där två linjer (28,30), som sträcker sig radiellt från rotationsaxeln (12), skär underpartiernas (20,22) respektive yttersta ändar (l5,l7), varvid de av underpartiernas andra och tredje centrumlinjer (24,26) bildade bàgarna sträcker sig över en större vinkel än den av den mellanliggande, första centrumlinjen (18) bildade bágen, att de radiellt yttre och inre underpartierna (20,22) vardera har konvexa, radiellt sig sträckande främre och bakre kantpartier (32,38,34,40), som vart och ett är placerat symmetriskt kring centrumlinjen (24,26) för tillhörande underparti (20,22), att konkava, radiellt sig sträckande främre och bakre kantpartier (36,42) pà elementet (60) är placerade mellan de konvexa kantpartierna (32,38,34,40), och att de främre och bakre kanterna (l4,l6) är kontinuerligt bágformiga. 457 107 10 15 20 10

2. Element enligt krav l, av en stomplatta (44) och att kopplingsbelägget (46) består k ä n n e t e c k n a t av ett sintrat keramiskt material.

3. Element enligt krav l eller 2, av att kopplingsbelägget (46) har flera nithál (48), k ä n n e t e c k - n a t vilka är symmetriskt placerade längs den mellanliggande, första centrumlinjen (18).

4. Element enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t av att vart och ett av de konvexa kant- partierna (32,38,34,40) har en radie (50) på åtminstone ' 12,7 mm.

5. Element enligt något av föregående krav, av att det radiella avståndet (A) mellan k ä n - n e t e c k n a t en av de yttre eller inre underpartiernas (20,22) centrum- linjer (24,26) och den mellanliggande centrumlinjen (18) är approximativt 60% av det radiella avståndet (B) mellan den mellanliggande centrumlinjen (18) och en i omkrets- riktninen sig sträckande kant (54,58) på nämnda ena under- parti (20,22).

6. Element enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att det keramiska materialet omfattar en kopparbaserad keram med en kopparhalt på 70-80%.