DE19634534A1 - Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung - Google Patents
Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-ReibungskupplungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung
nach der Gattung des Patentanspruches 1.
In der gattungsgemäßen DE 36 08 737 A1 ist eine derartige Kupplungsscheibe
beschrieben, bei der das innere Scheibenteil über umfangseitig angeordnete
Belagfedern mit den Reibbelagringen verbunden ist. Die einzelnen Segmente der
Belagfeder sind zwischen den beiden Reibbelagringen angeordnet. Letztere sind mit
der Belagfeder vernietet. Die Belagfeder weist ebene Abschnitte auf, die am Rücken
jeweils eines Reibbelagringes anliegen. Im Bereich dieser ebenen Abschnitte sind der
Reibbelagring und die Belagfeder durch Nieten miteinander verbunden. Dieser ebene
Abschnitt geht in einen abgewinkelten bzw. gewölbten Abschnitt über, an den sich ein
weiterer ebener Abschnitt anschließt, der parallel und mit Abstand zum ersten ebenen
Abschnitt verläuft. Im Betrieb einer derartigen Kupplungsscheibe ist durch diese
Ausbildung der Belagfedern eine definierte, gefederte Bewegung der Reibbelagringe in
axialer Richtung möglich. Dabei hat sich gezeigt, daß im Laufe der Lebensdauer der
verfügbare Federweg der Belagfeder abnimmt. Untersuchungen haben ergeben, daß
diese Reduzierung des Federweges nicht - wie ursprünglich angenommen - im
wesentlichen auf einer bleibenden Verformung der Belagfeder oder einer Reduzierung
der Federsteifigkeit beruht. Statt dessen hat sich gezeigt daß es an den linienförmigen
Übergangsbereichen zwischen dem ebenen Bereich, der am Reibbelag anliegt, und
dem daran angrenzenden abgewinkelten bzw. abgeschrägten Bereich zu Abtragungen
und/oder Eindrückungen am bzw. in den Reibbelag kommt. Dieses linienförmige
Einbetten der Belagfeder in den Reibbelag führt zur Verringerung des Federweges und
zur Veränderung der Belagfederkennlinie.
Es sind weiterhin Kupplungsscheiben für Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen bekannt,
bei denen die Reibbeläge nicht direkt mit einer Belagfeder oder dem mittleren
Scheibenteil vernietet sind, sondern auf einen mit dem Scheibenteil verbundenen
Belagträger aufgeklebt sind. Diese Belagträger-Kupplungsscheiben sind jedoch
aufgrund des aufwendigen Klebevorganges sehr teuer. Insbesondere bei
Kraftfahrzeugen mit hohen Motorleistungen und hohen Antriebsmomenten steigen die
Anforderungen an die Verbindung zwischen Reibbelag und Scheibenteil, so daß hier
durch eine Klebung nicht immer ausreichende Festigkeiten und Sicherheiten zu
erreichen sind.
Es ist demgegenüber die Aufgabe der Erfindung, eine Kupplungsscheibe mit
Belagfederung und genieteten Reibbelagringen dahingehend zu verbessern, daß eine
Verringerung des Federweges über die Lebensdauer der Kupplungsscheibe verhindert
wird. Darüber hinaus soll eine derartige Kupplungsscheibe einfach und prozeßsicher
und damit kostengünstig herstellbar sein, und dennoch für hohe Motorleistungen und
Antriebsmomente geeignet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruches gelöst. Wird im Übergangsbereich vom gewölbten bzw.
abgewinkelten Bereich in den ersten ebenen Abschnitt der Belagfeder und dem daran
anliegenden Reibbelagring ein flächiges Stützelement angeordnet, wird die für die
Lebensdauer bzw. die Verringerung des Federweges maßgebliche linienförmige
Berührung mit hoher Flächenpressung auf die Materialpaarung zwischen Belagfeder
und Stützelement verlagert. Zwischen dem Stützelement und dem Reibbelagring ergibt
sich keine linienförmige Berührung mehr, so daß die Flächenpressung deutlich
verringert wird. Ein Eindrücken der Belagfeder bzw. ein Abtragen von Material des
Reibbelagringes wird damit wirksam vermieden. Der Reibbelagring und die Belagfeder
können dabei weiterhin miteinander vernietet werden, so daß eine kostengünstige,
prozeßsicher und damit preisgünstig herzustellende Kupplungsscheibe gebildet wird,
die für hohe Motorleistungen und Antriebsmomente geeignet ist. Dadurch daß die
zwischen Belagfeder und Reibbelagring angeordneten Stützelemente nur partiell über
den Umfang verteilt angeordnet werden müssen, ergibt sich gegenüber einer
herkömmlichen Kupplungsscheibe eine nur geringförmige Erhöhung der Masse.
Diese Stützelemente können als Einzelelemente partiell im jeweiligen
Übergangsbereich, d. h. im Bereich der ansonsten linienförmigen Berührung, über den
Umfang verteilt angeordnet werden. Damit ergibt sich eine minimale Zunahme der
Masse bzw. des Kupplungsscheibengewichtes.
Es ist darüber hinaus fertigungstechnisch günstig, wenn die partiell angeordneten
Stützelemente über einen innen oder außen angebrachten Ring miteinander verbunden
werden. Die Breite dieses Ringes ist dabei deutlich geringer als die Breite des
Reibbelagringes.
Derartige Belagfedern sind im wesentlichen in zwei verschiedenen Ausführungsformen
bekannt, die sich durch die Längserstreckung der ebenen Bereiche bzw. der
Übergangsbereiche unterscheiden. Zum einen werden derartige Belagfedern so
ausgebildet, daß die ebenen Bereiche und die abgewinkelten bzw. abgeschrägten
Bereiche konzentrisch zueinander angeordnet sind. Demzufolge ergibt sich im
Zusammenwirken mit dem Reibbelagring bzw. dem Stützelement eine kreisförmige
Linienberührung. Daran angepaßt kann das Stützelement auf vorteilhafte Weise als
schmaler Ring ausgebildet werden. Bei der zweiten Ausführungsform der Belagfedern
verläuft die Längserstreckung der ebenen Bereiche bzw. der Übergangsbereiche
zumindest annähernd radial zur Kupplungsscheibe. Demzufolge kann auf besonders
vorteilhafte Weise das jeweilige Stützelement als schmaler, ebenfalls annähernd radial
verlaufender Stützstreifen ausgebildet sein.
Die Anordnung von Stützelementen zwischen Belagfeder und Reibbelagring ist
geeignet für Kupplungsscheiben, die mit einer oder zwei Belagfedern ausgebildet sind,
die jeweils einen innenliegenden Ring mit radial davon abstehenden Federsegmenten
aufweisen. Es ist ebenfalls möglich, die einzelne Belagfeder bzw. die beiden
Belagfedern in gleichmäßig über den Umfang verteilte Einzelsegmente aufzuteilen, die
jeweils separat am Scheibenteil befestigt sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und
Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig. 1 eine nur teilweise dargestellte erfindungsgemäße Kupplungsscheibe,
Fig. 2 einen Schnitt durch diese Kupplungsscheibe entlang der Linie II-II,
Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt durch eine abgewandelte Kupplungsscheibe
und
Fig. 4 eine Ansicht eines Einzelsegmentes der Belagfeder.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kupplungsscheibe besteht aus einem
Scheibenteil 1 mit einer Nabe 2, an deren Außenumfang Einzelsegmente 3, 4 zweier
Belagfedern 5, 6 befestigt sind. Diese Einzelsegmente 3, 4 der Belagfeder 5, 6 haben
jeweils einen inneren Abschnitt 7, der am Scheibenteil 1 befestigt ist. Der radial
äußere Abschnitt 8 ist jeweils zwischen zwei Reibbelagringen 9, 10 angeordnet. Der
Reibbelagring 9 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit den
Einzelsegmenten 3 der Belagfeder 5 verbunden, während der Reibbelagring 10 mit
den Einzelsegmenten 4 der Belagfeder 6 verbunden ist. Zur Verbindung der
Reibbelagringe 9, 10 mit den jeweiligen Einzelsegmenten 3, 4 dienen Nieten 11, 12,
die umlaufend abwechselnd jeweils einen der Reibbeläge 9 bzw. 10 mit den
zugeordneten Einzelsegmenten 3 bzw. 4 der Belagfedern 5 bzw. 6 verbindet.
In Fig. 4 ist ein Einzelsegment beispielhaft näher dargestellt. In diesem
Ausführungsbeispiel sind alle Einzelsegmente 3, 4 der beiden Belagfedern 5, 6 gleich
ausgebildet. Jedes der Einzelsegmente 3, 4 hat im Bereich seines äußeren
Abschnittes 8 einen mittleren Abschnitt 13, mit dem die gegenüberliegenden
Einzelsegmente 3 bzw. 4 aneinander anliegen. Von diesem mittleren Abschnitt gehen
zwei gegenüberliegende abgewinkelte Abschnitte 14, 15 aus, die in jeweils einen
ebenen Abschnitt 16, 17 übergehen. Die beiden ebenen Abschnitte 16, 17 verlaufen
parallel zum mittleren Abschnitt 13. Beide ebenen Abschnitte 16 und 17 weisen
jeweils eine Bohrung 18, 19 auf, die zur Aufnahme bzw. Durchführung der Nieten 11
bzw. 12 dienen. Die Bohrungen 18 bzw. 19 sind in ihrem Bohrungsdurchmesser so
festgelegt, daß in einem Fall über eine der Nieten 11 bzw. 12 eine feste Verbindung
mit dem angrenzenden Reibbelag 9 bzw. 10 erfolgt. Im anderen Fall ist der
Durchmesser der Bohrung 18 bzw. 19 so ausgelegt, daß sich die zur Befestigung des
gegenüberliegenden Reibbelag dienende Niete 12 bzw. 11 frei axial bewegen kann.
Der Übergangsbereich 20 bzw. 21 von den ebenen Abschnitten 16 bzw. 17 in den
abgewinkelten Abschnitt 14 bzw. 15 ist als Biegelinie ausgebildet.
Zwischen den ebenen Abschnitten 16 und 17 der Einzelsegmente und dem direkt
angrenzenden Reibbelagring 9 bzw. 10 sind Stützelemente 22 angeordnet. Diese
Stützelemente 22 sind in diesem Ausführungsbeispiel als flächige, rechteckige
Fortsätze ausgebildet, die von einem inneren Ring 23 ausgehen, dessen
Innendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der Reibbelagringe entspricht. Der
Außendurchmesser des inneren Ringes 23 ist kleiner als der innere Durchmesser des
Nietkreises. Der Ring 23 mit den Stützelementen 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel
in den Rücken 24, 25 des jeweiligen Reibbelagringes 9, 10 eingebettet, so daß die
der jeweiligen Belagfeder 5, 6 zugewandte Seite des Reibbelagringes und des
Stützelementes bündig abschließen und eine ebene Fläche bilden. Die Einbettung der
Stützelemente 22 bzw. des Ringes 23 kann beispielsweise durch Einpressen erfolgen.
Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, vor dem Zusammenbau entsprechende
Vertiefungen im Reibbelagring vorzunehmen. Im Gegensatz zum hier dargestellten
Ausführungsbeispiel können die Stützelemente 22 bzw. der Ring 23 jedoch auch auf
die ebene Oberfläche der Rücken 24 bzw. 25 aufgelegt sein. Die Stützelemente 22
sind mit Bohrungen 26, 27 versehen, die so bemessen sind, daß der Durchmesser
der Bohrung 26 im Zusammenwirken mit der jeweiligen Niete 11, 12 eine feste
Verbindung von Reibbelag 9, 10, Stützelement 22 und Belagfeder 5 bzw. 6
ermöglicht. Die Bohrung 27 weist einen größeren Durchmesser auf, so daß keine
feste Verbindung zwischen dem Stützelement 22, dem angrenzenden Reibbelagring
und der Belagfeder erfolgt. Die Bohrungen 26 und 27 sind in diesem
Ausführungsbeispiel umlaufend abwechselnd angeordnet. Die beiden Reibbelagringe
9, 10 mit den zugehörigen Stützelementen 22 und Ringen 23 sind dabei im
Zusammenbau so angeordnet, daß sich jeweils eine Bohrung 26 und eine Bohrung 27
der beiden Reibbelagringe bzw. Stützelemente gegenüberliegen.
Die Stützelemente 22 sind so ausgebildet, daß die Belagfedern 5, 6 bzw. die
Einzelsegmente 3, 4 im Bereich der Biegelinien (Übergangsbereiche 20, 21) am
Stützelement 22 anliegen. Bei axialer Belastung der Kupplungsscheibe werden die
Einzelsegmente 3, 4 so verformt, daß die einander gegenüberliegenden ebenen
Abschnitte 16 und 17 der Einzelsegmente 3, 4 aufeinanderliegen, so daß die
abgewinkelten Abschnitte 14 und 15 eine annähernd ebene Ausrichtung (parallel zum
Rücken 24, 25) erfahren. Dabei tritt im Bereich der Biegelinien 21, 22 eine erhöhte
Flächenpressung auf, die durch die Abstützung der Belagfeder am Stützelement 22
großflächig in den Reibbelagring übergeht. Bei der Durchbiegung der Einzelsegmente
bzw. der Belagfeder erstreckt sich der Bereich erhöhter Flächenpressungen auf einen
schmalen Streifen im Bereich der jeweiligen Biegelinie 20, 21. Das Stützelement 22
ist so bemessen, daß dieser schmale Streifen erhöhter Flächenpressung jeweils in
dem durch das Stützelement 22 abgedeckten Bereich liegt.
In Fig. 3 ist eine abgewandelte Kupplungsscheibe dargestellt, bei der zwischen den
Reibbelagringen 9, 10 nur eine Belagfeder 28 angeordnet ist, die ebenfalls aus
Einzelsegmenten 29 hergestellt ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die
Belagfeder abweichend davon einstückig ausgebildet sein. Die Belagfeder 28 hat
ebenfalls einen mittleren Abschnitt 29, von dem zwei gegenüberliegende, gegensinnig
abgewinkelte Abschnitte 30, 31 ausgehen. Diese gehen in jeweils einen ebenen
Abschnitt 32, 33 über. Der ebene Abschnitt 32 dient dabei zur Befestigung des
Reibbelagringes 9, der andere ebene Abschnitt 33 dient zur Befestigung des
Reibbelagringes 10. Die Reibbelagringe 9, 10 sind jeweils unter Zwischenlage eines
Stützelementes 22 mittels Nieten 33 an der Belagfeder 28 befestigt. Die
Stützelemente 22 sind wiederum so ausgebildet, daß sich die Belagfeder 28 im
Bereich der Biegelinien 35, 36 am jeweils angrenzenden Stützelement 22 abstützt.
Im Gegensatz zu den hier dargestellten Ausführungsbeispielen der Belagfedern
können diese auch so ausgebildet sein, daß die Biegelinien bzw. die
Übergangsbereiche kreisförmig bzw. ringförmig verlaufen. Entsprechend werden dann
die Stützelemente 22 kreisringförmig ausgebildet, so daß die Biegelinie selbst und die
radial unmittelbar angrenzenden Bereiche durch die Stützelemente abgedeckt werden.
Die Stützelemente 22 sind jeweils so ausgebildet, daß ihre Druckfestigkeit bzw. ihre
Härte größer ist als die der Reibbelagringe. Die Stützelemente 22 können
beispielsweise aus dem gleichen Material wie die Belagfedern hergestellt sein. Die
Stützelemente 22 können dabei weiterhin als ausgestanzte Blechstreifen ausgebildet
sein. Bei der einstückigen Ausbildung der Stützelemente 22 mit dem verbindenden
Ring 23 kann dieses Bauteil ebenfalls als Stanzblech ausgebildet sein.
Es ist im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen auch möglich,
die Stützelemente 22 in Form partieller oder flächiger Beschichtungen der Rückseite
der Reibbelagringe vorzunehmen. Diese partiellen oder flächigen Beschichtungen sind
so ausgebildet, daß zumindest im Bereich der anliegenden Biegelinien bzw. der
Übergangsbereiche von den angrenzenden ebenen Abschnitten in die abgewinkelten
bzw. gewölbten Abschnitte eine Schicht größerer Härte angeordnet ist. Die
Beschichtung der Reibbelagringe kann dabei beispielsweise durch Aufsintern,
Aufdampfen, Aufspritzen oder andere bekannte Verfahren zur Beschichtung erfolgen.
Maßgeblich dabei ist es, daß das Beschichtungsmaterial aufgrund seiner Härte und
inneren Verbindung geeignet ist, die linienförmige Berührung der Belagfeder flächig
auf den Reibbelagring zu übertragen. Weiterhin ist dabei maßgeblich, daß die so
beschichteten Reibbelagringe im Gegensatz zu den bekannten geklebten
Reibbelagringen mit den Belagfedern vernietet sind, um einerseits eine kostengünstige
Fertigung und andererseits hohe Festigkeiten und ausreichende Dauerhaltbarkeit zu
erreichen.
Claims (12)
1. Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung mit einem Scheibenteil
(1), das an seinem Außenumfang wenigstens eine axial federnde Belagfeder (5, 6, 28)
aufweist, deren radial äußerer, federnder Abschnitt (8) zwischen zwei Reibbelagringen
(9, 10) angeordnet ist, von denen mindestens einer mit der Belagfeder vernietet ist,
die einen ersten ebenen Bereich (16, 17, 32, 33), der an dem/einem daran befestigten
Reibbelagring anliegt, einen zweiten parallel dazu verlaufenden ebenen Abschnitt (13,
29) und einen dazwischen liegenden gewölbten bzw. abgewinkelten Abschnitt (14, 15,
30, 31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (20, 21, 35,
36) vom gewölbten bzw. abgewinkelten Bereich in den ersten Abschnitt zwischen der
Belagfeder und dem anliegenden Reibbelagring ein flächiges Stützelement (22, 23)
angeordnet ist.
2. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer
Belagfeder (28) beide Reibbelagringe (9, 10) mit Abstand zueinander befestigt sind,
wobei die Belagfeder mindestens zwei beabstandete ebene Abschnitte (32, 33)
aufweist, an denen der jeweilige Reibbelagring befestigt ist, und mindestens einen
dazwischen liegenden gewölbten bzw. abgewinkelten Bereich (30, 31) aufweist.
3. Kupplungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Reibbelagring
(9, 10) mindestens eine Belagfeder (5, 6) vorgesehen ist.
4. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Belagfeder (5, 6, 28) in eine Vielzahl über den Umfang
verteilte, gleichartige Belagfedersegmente (3, 4) aufgeteilt ist.
5. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich/die Übergangsbereiche (20, 21, 35, 36)
sich zumindest annähernd in radialer Richtung erstrecken.
6. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich/die Übergangsbereiche zumindest
annähernd kreisförmig ausgebildet sind, so daß die einzelnen Abschnitte konzentrisch
zueinander verlaufen.
7. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stützelement (22, 23) ein ringförmiges Grundelement (23)
aufweist, von dem die Übergangsbereiche (20, 21, 35, 36) abdeckende radiale
Fortsätze (22) ausgehen.
8. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stützelement als Stützring (23) ausgebildet ist, dessen
Breite deutlich geringer ist als die Breite des Reibbelagringes.
9. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Stützelementen (22) vorgesehen ist, die
streifenförmig ausgebildet sind und über den Umfang des Reibbelagringes verteilt
angeordnet sind.
10. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stützelement/die Stützelemente (22, 23) am Reibbelagring
(9, 10) und der Belagfeder (5, 6, 28) befestigt ist/sind.
11. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stützelement/die Stützelemente (22, 23) in den Rücken (24,
25) des Reibbelagringes (9, 10) eingebettet ist/sind.
12. Kupplungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stützelement als Beschichtung auf den Rücken (24, 25) des
Reibbelagringes (9, 10) aufgebracht ist, wobei die Härte des Beschichtungsmaterials
größer ist als die des Reibbelagmaterials.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996134534 DE19634534A1 (de) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996134534 DE19634534A1 (de) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19634534A1 true DE19634534A1 (de) | 1998-03-12 |
Family
ID=7803778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996134534 Ceased DE19634534A1 (de) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung |
Country Status (1)
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |