DE3780722T2

DE3780722T2 - Einheit von reibbelagmaterial und traeger.

Info

Publication number: DE3780722T2
Application number: DE8787303722T
Authority: DE
Inventors: Graham Robert Bicknell; Peter Frederick Crawford; Ian Commander Maycock
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1986-06-28
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2007-04-29
Also published as: GB8615874D0; JP2542389B2; EP0252583A3; EP0252583B1; DE3780722D1; US4821860A; EP0252583A2; JPS6313925A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reibungskupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei gemäß der Erfindung eine verbesserte Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger für die angetriebenen Platten von Trockenkupplungen vorgeschlagen wird.
Solche Kupplungen verursachen äußerst komplexe Entwurfs- und Herstellungsprobleme, da sie in sehr großen Stückzahlen gemäß festen Normen hergestellt werden müssen und sich für eine große Vielfalt von Fahrern eignen müssen, von guten, erfahrenen und geschickten Fahrern bis zu Anfängern, die ihre erste Fahrstunde nehmen. Jeder Fahrer wird sich daran erinnern, wie er zum ersten Mal versucht hat, einen Kuppelvorgang auszuführen.
Trotz der ständigen Weiterentwicklung der Kupplungen im Verlauf der Geschichte der Kraftfahrzeuge, bei der wesentliche Verbesserungen erzielt wurden, gibt es immer noch Probleme bei dem kritischen Punkt des Kontaktes zwischen der Antriebskomponente (Schwungrad) und der angetriebenen Platte. Es gibt drei hauptsächliche Anzeichen für diese Probleme, die einzeln oder in verschiedenen Kombinationen auftreten können, das heißt, ungleichmäßige Aufnahme des Antriebs, wodurch Vibrationen hervorgerufen werden, örtliche Überhitzung des Reibbelagmaterials der angetriebenen Platte, wodurch das als Fading bekannte Phänomen hervorgerufen wird, und starke örtliche Überhitzung der Klemmflächen der angetriebenen Platte, bei dem Schwungrad bzw. der Druckplatte, was "heiße Stellen" zur Folge hat, die die Flächen verderben und eine rasche Abnutzung des Reibbelagmaterials, in extremen Fällen sogar die Bildung von Wärmerissen und den Ausfall der Druckplatte verursachen.
Die Klemmflächen werden zwar gemäß sehr strengen Normen bezüglich des Oberflächenfinishs und der Ebenheit hergestellt, und in axialer Richtung sorgfältig aus- gerichtet, aber sie sind dennoch flächen von rotierenden und Im wesentlichen in axialer Richtung verschiebbaren Bauteilen, so daß sie in der Praxis beim Festklemmen der angetriebenen Platte nicht dauernd absolut parallel und in einem festen axialen Abstand angeordnet sein können.
Dies bedeutet, daß die angetriebene Platte so verwirklicht sein muß, daß sie sich an die Konfiguration und das Verhalten der Klemmflächen anpaßt, und es gibt eine große Vielfalt von Bauweisen für angetriebene Platten, um dies zu erreichen. Solche Bauweisen gemäß dem Stand der Technik sind in den Patenten GB-A-2039 637 und US-A-4.529.079 beschrieben.
Es sind jedoch noch weitere Verbesserungen bei der Antriebsaufnahme möglich, um Vibrationen und die Bildung von heißen Stellen zu vermeiden, mit dem Ziel, Abnutzung und Fading zu verringern.
Die Faktoren, die bei dem Bau und der Betätigung einer Kupplung eine Rolle spielen, sind so komplex, daß systematische Untersuchungen nur hinsichtlich bestimmter Aspekte des Entwurfs, der Materialien und der Betätigung durchgeführt werden können, und Kompromisse erforderlich sind. Um ein Beispiel anzuführen: Bei den Werten für eine optimale Antriebsaufnahme und Antriebsübertragung zwischen den Klemmflächen und der angetriebenen Platte muß berücksichtigt werden, daß eine große Vielfalt von Fahrern, von guten bis zu schlechten Fahrern, das Kupplungspedal betätigen und den Kuppelvorgang ausführen muß.
Der Fortschritt hängt daher von der empirischen Entwicklung ab, wobei anstatt absoluter Werte eher Erfahrungswerte bezüglich der Ausführung von Kuppelvorgängen zu bestimmen sind.
Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis von Untersuchungen, die darauf abzielten, diejenigen Merkmale einer angetriebenen Platte zu bestimmen, die beim Kuppeln gute Ergebnisse bringen. Dabei wurde die Aufmerksamkeit bei der Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger auf die Anpassung an die Klemmflächen und die Reaktion auf eine Änderung der axialen Last bei der Aufnahme des Antriebs gelenkt.
Gemäß der Erfindung wird für eine angetriebene Platte einer Trockenkupplung eine Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger vorgeschlagen, bei der der Reibbelag ringförmig angeordnet ist und auf einen Träger aufgeklebt ist, so daß die Einheit aus Reibbelag, Klebematerial und Träger elastisch verformbar ist unter einer spezifizierten, axialen Klemmlast, die für die Kupplung vorgesehen ist, wobei die Gesamtdicke von Träger und Reibbelagmaterial zwischen den Klemmflächen um 0,05 bis einschließlich 2,00 mm vermindert ist, wenn die Klemmlast einen Druck von 0,04-0,3 N/mm2 auf den Reibbelag ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger unter der besagten axialen Klemmlast über den Umfang wellenförmig biegbar ist, und daß der Träger eine Scheibe ist, deren äußerer peripherer Rand von radialen Speichen oder Schaufeln gebildet wird, die sich in axialer Richtung, oder sowohl in axialer, als auch in peripherer Richtung biegen können, und über den Umfang von dem Reibbelagmaterial überdeckt werden.
Je geringer die Dickenverminderung bei der Kompression der Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger ist, desto geringer ist die erforderliche Verschiebung der Druckplatte, und desto einfacher ist der Entwurf und die Betätigung der Kupplung. Um heiße Stellen zu vermeiden und die Vibrationsneigung zu vermindern, sollte die Kompression vorzugsweise mindestens 0,4 mm betragen, aber um die Vibrationsneigung vollständig zu beseitigen, sollte die Kompression mindestens 1,0 mm betragen. Daher liegt die bevorzugte minimale axiale Kompression zwischen 0,4 mm und 1,0 mm einschließlich.
Die wellenförmige Biegbarkeit des Trägers wird erhalten, wenn er als dünne Scheibe aus elastisch biegbarem Material, wie beispielsweise dünnem Stahlblech hergestellt wird.
Das Reibbelagmaterial wird auf den Träger aufgeklebt, wobei das Klebematerial vorzugsweise aus einer Schicht eines wärmebeständigen Elastomers von vorgegebener Dicke besteht, um die erforderliche Kompression unter einer axialen Klemmlast zu erhalten. Die Klebverbindung ermöglicht auch die obenerwähnte wellenförmige Biegbarkeit.
Es ist wichtig, zu unterscheiden zwischen der Aufbringung einer Elastomer-Klebeschicht von vorgegebener Dicke und der alleinigen Verwendung eines Elastomers als Klebematerial, das nur als Kleber wirkt, und keine spezifizierte Kompressibilität aufweist.
Ein geeignetes Elastomer ist ein Silikongummi, der bei Raumtemperatur vulkanisiert, so daß Verformungen infolge einer Erwärmung bei der Vulkanisation vermieden werden, und der die folgenden physikalischen Spezifikationen erfüllt:
Härte Shore A : 45
Zugfestigkeit : 28,12 kg/cm2 (400 psi)
Reißdehnung : 300%
Obwohl auch ein poröses oder mikroporöses Elastomer verwendet werden kann, wird ein festes, homogenes Elastomer bevorzugt, damit gleichmäßigere Ergebnisse erhalten werden. Ein festes Elastomer ist nicht wirklich komprimierbar, und daher muß die Elastomer-Klebeschicht sich seitlich ausbreiten können.
Um eine gleichmäßige seitliche Ausbreitung zu erhalten, ist die Elastomerschicht vorzugsweise nicht kontinuierlich auf das Reibbelagmaterial aufgebracht, sondern besteht aus Wulsten, die nahe genug beieinander angeordnet sind, um den Reibbelag gleichmäßig zu stützen, wobei sie sich jedoch unter einer Klemmlast einzeln seitlich ausbreiten können.
Da das Klebe-Elastomer eine einzelne Schicht ist, die sich seitlich ausbreiten kann, kann es auch durch Scherung verformt werden, wodurch eine relative Winkelverschiebung des Reibbelagmaterials infolge des Drehmoments bei der Rotation der Kupplung ermöglicht wird.
Eine gewisse Winkelverschiebung kann dabei vorteilhaft für die Dämpfung der Aufnahme des Antriebs sein, aber diese Winkelverschiebung darf nicht zu groß sein.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung haben der Träger und das Reibbelagmaterial daher sich in axialer Richtung überlappende Flächen, die aneinander berühren können, und eine zwangsweise Begrenzung der relativen Winkelverschiebung von Reibbelagmaterial und Träger sicherstellen.
Vorzugsweise sind das Reibbelagmaterial und der Träger so ausgebildet, daß sie durch komplementäre, in radialer Richtung durchbrochene oder wellenförmige Wulste in axialer Richtung ineinander eingreifen, wobei die Ränder einander berühren können, um die relative Verschiebung zu begrenzen. Dies ergibt in der Tat eine Bauweise mit begrenzender Klauenkupplung.
Außerdem ist eine alternative Bauweise möglich, bei der ebenfalls eine angetriebene Platte zur Dämpfung der Antriebsaufnahme mit einer größeren axialer Nachgiebigkeit versehen werden kann, als durch Kompression der obenerwähnten Einheit aus Träger und Reibbelagmaterial erhalten wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine solche zusätzliche Dämpfung durch den Träger erhalten, der eine zentrale Scheibe und in axialer Richtung versetzte, radiale Speichen aufweist, und zwar mindestens zwei Sätze, wobei mindestens ein Speichensatz von der Scheibe in axialer Richtung nach einer Seite des Trägers versetzt ist, und das Reibbelagmaterial auf jeder Seite des Trägers auf einen Speichensatz aufgeklebt ist, wobei eine elastisch verformbare Einheit erhalten wird, die unter der Klemmlast bezüglich der Dicke komprimiert wird, wie dies oben dargelegt wurde.
Ein Speichensatz kann in der Ebene der Scheibe liegen, aber alternativ können zwei Speichensätze in Ebenen auf entgegengesetzten Seiten des Trägers angeordnet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels ausführlicher beschrieben, wobei auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
Die Fig. 1 ist ein Grundriß eines Teils einer Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger, die gemäß der Erfindung verwirklicht wurde, und dazu bestimmt ist, einen Teil einer angetriebenen Platte einer Reibungs- Trockenkupplung zu bilden.
Die Fig. 2 ein Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II der Fig. 1.
Die Fig. 3 ist ein Schnitt, in größerem Maßstab, gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 1.
Die Fig. 4 ist ein Schnitt, in größerem Maßstab, gemäß der Schnittlinie IV-IV der Fig. 1.
Die Fig. 5 ist ein Teil, in größerem Maßstab, eines Reibbelags während des Zusammenbaus zu der Einheit der Fig. 1.
Die Fig. 6 ist eine teilweise Randansicht der Einheit der Fig. 1.
Die Fig. 7 gibt als Beispiel eine Tabelle wieder, in der verschiedene Größen (Außendurchmesser des Kupplungs-Reibbelags) von angetriebenen Platten einer Trockenkupplung (mit einer Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger gemäß der vorliegenden Erfindung) in Beziehung gebracht werden mit typischen axialen Klemmlasten, bei vollständig eingerückter Kupplung, die spezifiziert werden können für die Verwendung des Reibbelagmaterials zwischen einer Kupplungs-Druckplatte und einer angetriebenen Gegendruckplatte, wie beispielsweise einem Schwungrad eines Verbrennungsmotors, und in dieser Tabelle werden außerdem Größen von angetriebenen Kupplungsplatten in Beziehung gebracht mit Drücken, die unter solchen Klemmlasten in axialer Richtung auf das besagte Reibbelagmaterial ausgeübt werden.
Die Fig. 8 ist ein Grundriß eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger, die dazu bestimmt ist, einen Teil einer angetriebenen Platte einer Reibungs- Trockenkupplung zu bilden.
Die Fig. 9 ist ein Schnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX der Fig. 8.
Die Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines bei der Einheit der Fig. 8 verwendeten Reibbelags.
Die Fig. 11 ist ein abgewickelter Schnitt, in größerem Maßstab, gemäß der Schnittlinie XI-XI der Fig. 8.
Die Fig. 12 ist ein ähnlicher Schnitt wie die Fig. 11, der eine bevorzugte Bauweise der Ausführungsform veranschaulicht.
Die Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Trägerplatte, mit einer Speiche, die aus einer Schaufel von vorteilhafter Form besteht.
Die Fig. 14 ist ein Schnitt einer Einheit aus Träger und Reibbelagmaterial, bei einer Variante der Ausführungsform der Fig. 8, mit der Speiche der Fig. 13, auf der Reibbelagmaterial angebracht ist.
Die Fig. 15 ist, ähnlich wie die Fig. 14, ein Schnitt, bei dem die Speiche aus einer weiteren Variante der Schaufel besteht.
Die Fig. 16 ist ein Grundriß eines Teils einer Einheit aus Reibbelagmaterial und Träger gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei diese Einheit dazu bestimmt ist, einen Teil einer angetriebenen Platte einer Reibungs-Trockenkupplung zu bilden.
Die Fig. 17 ist ein Schnitt gemäß der Schnittlinie XVII-XVII der Fig. 16.
Die Fig. 18 ist ein schematischer Schnitt, in größerem Maßstab, gemäß der Schnittlinie XVIII-XVIII der Fig. 16.
Die Fig. 19 ist, ähnlich wie die Fig. 18, ein Schnitt einer Variante der Einheit der Fig. 16.
Die Fig. 20 ist ein Teil eines Trägers, der bei einer weiteren Variante der Einheit der Fig. 16 verwendet wird.
In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Teile durch die gleiche Kennziffer gekennzeichnet.
Zunächst wird bei den Zeichnungen auf die Fig. 1 bis 6 Bezug genommen, in denen bei der Kennziffer 2 eine Einheit aus Reibbelagmaterial und Trägerplatte wiedergegeben ist, die dazu bestimmt ist, einen Teil einer angetriebenen Reibungskupplungs-Platte zu bilden, die in einer Kupplung, beispielsweise einer Federplattenkupplung verwendet werden kann, die beispielsweise in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.
Die Einheit weist eine im wesentlichen ebene, scheibenförmige Trägerplatte 4 auf, die bei 6 eine zentrale Öffnung aufweist, um diese Trägerplatte beispielsweise auf einer an sich bekannten, mit einer Keilnut versehenen Nabe (nicht dargestellt) anzubringen, wenn die Einheit in die besagte angetriebene Platte eingebaut wird. Die Öffnung 6 ist von einem sich konisch verbreiternden oder tellerrandförmigen Abschnitt 8 umgeben. Außerdem ist die Trägerplatte versehen mit Fenstern 10 für an sich bekannte Vibrationsdämpfungs-Torsionsfedern (nicht dargestellt), und mit Bohrungen 12 für an sich bekannte Anschlagnieten (nicht dargestellt).
Über ihren Umfang weist die Trägerplatte 4 eine Vielzahl von nach außen gerichteten Schaufeln oder Speichen 14 auf, die einen Teil der Trägerplatte bilden. Die Speichen sind eben und im wesentlichen coplanar bezüglich des mittleren Teils der Trägerplatte, wobei sie im wesentlichen im gleichen Winkelabstand um eine zentrale Achse X angeordnet sind, um die sich die Einheit 2 dreht. Die Speichen 14, die im wesentlichen radiale, einander gegenüberliegende Ränder aufweisen, sind durch Schlitze 16 getrennt.
Bei dem wiedergegebenen Beispiel sind dreißig Speichen 14, und dreißig Schlitze 16 vorgesehen. Jede Speiche 14 erstreckt sich über einen Bogen von ungefähr 7º, und jeder Schlitz 16 über einen Bogen von ungefähr 5º. Wenn gewünscht, können die Anzahl, die Größe, die Form und der Abstand der Speichen geändert werden.
Die Speichen 14 sind in axialer Richtung biegbar, und zwar bestehen sie aus Blattfedern, die sich in im wesentlichen zu der X-Achse parallelen Richtungen elastisch biegen können. Dadurch kann die Trägerplatte 4 bei den Speichen 14 über den Umfang wellenförmig gebogen werden, wie durch die gestrichelten Linien in der Fig. 6 angedeutet ist.
Zwei im wesentlichen übereinstimmende, koaxiale, ringförmige Reibbeläge 20 und 22 sind mittels eines elastomeren Materials 24 auf die entgegengesetzten Flächen jeder Speiche 14 aufgeklebt. Das elastomere Material 24 ist unmittelbar auf die Flächen der Reibbeläge 20, 22, und der Speichen 14 aufgebracht.
Das elastomere Material ist vorzugsweise ein wärmebeständiger, synthetischer Gummi, beispielsweise ein Silikongummi. Dabei kann es sich um einen bei Raumtemperatur vulkanisierenden Gummi handeln (der RTV-Gummi genannt wird). Ein Beispiel für einen solchen Silikongummi ist der RTV 7057, der von Dow Corning hergestellt und vertrieben wird. Weitere Beispiele für einen solchen Silikongummi sind ELASTOSIL (Warenzeichen) E14, der von der Wacker Chemie G.m.b.H. hergestellt wird, und RTV 159, der von der General Electric Company in den U.S.A. hergestellt wird. Ein Silikongummi vom Fluorsilikontyp kann jedoch auch verwendet werden.
Vorzugsweise wird ein Gummi verwendet, der den bei Reibbelägen während des Kuppelvorgangs auftretenden Temperaturen ausgesetzt werden kann, ohne dabei seine erforderliche Klebwirkung oder Elastizität zu verlieren. Es wird angenommen, daß der Gummi Temperaturen bis zu ungefähr 250ºC aushalten können sollte, wobei höhere Temperaturen, beispielsweise ungefähr 300ºC oder darüber, wünschenswert wären.
Bei dem wiedergegebenen Beispiel wird das elastomere Material in einzelnen, getrennten Portionen aufgebracht, beispielsweise in Form von in einem bestimmten Abstand angeordneten, konzentrischen, ringförmigen Streifen oder Wulsten, wobei unterbrochene Schichten des elastomeren Materials gebildet werden. Wie aus den Fig. 3 und 4 klarer ersichtlich ist, sind die Streifen oder Wulste 24A, 24B, 24C, 24D, 24E, mit denen der Reibbelag 22 auf die Schaufeln aufgeklebt ist, gegen- über den Zwischenräumen zwischen den Streifen oder Wulsten 24F, 24G, 24H, 24J, 24K, 24L des elastomeren Materials angeordnet, mit dem der Reibbelag 20 auf die Schaufeln aufgeklebt ist. Bei dieser Ausführungsform werden die Reibbeläge 20 und 22 gleichmäßig gestützt, wobei Zwischenräume vorhanden sind, damit sich die Wulste elastisch verformen können.
Die Reibbeläge 20, 22 können aus einem geeigneten, eventuell asbestfreien Reibmaterial bestehen, aber sie sollen ein wenig elastisch sein, so daß sich jeder Reibbelag mindestens in peripherer und axialer Richtung, und vorzugsweise auch in radialer Richtung biegen oder verformen kann.
Die Reibbeläge 20 und 22 können eine geringe axiale Dicke haben, beispielsweise 2,00 mm oder weniger, aber sie können auch dicker als 2,00 mm sein.
Infolge der wellenförmigen Biegbarkeit der Trägerplatte 4, und der Elastizität und Biegsamkeit der Reibbeläge 20 und 22 ist die gesamte Einheit 2 aus den Reibbelägen und der Trägerplatte bei den Speichen 14 über den Umfang wellenförmig biegbar, wie dies durch die gestrichelten Linien 20A und 22A in Fig. 6 dargestellt ist. Diese gestrichelten Linien 20A und 22A geben mögliche Positionen der äußeren Flächen der Reibbeläge während der wellenförmigen Biegung über den Umfang wieder.
Die Elastomer-Schichten 24 ergeben eine elastische Dämpfung zwischen den Reibbelägen und den Schaufeln 14, und eine insgesamte axiale Dämpfung zwischen den Reibbelägen. Die Schichten 24 können eine nennenswerte Dicke haben, so daß sie in Verbindung mit einer geeigneten Biegsamkeit und/oder Elastizität der Reibbeläge eine nennenswerte örtliche Kompression oder axiale Nachgiebigkeit des Sandwichs, das sowohl Reibbeläge, als auch elastomere Schichten umfaßt, unter einem axialen Druck ermöglichen, der auf eine relativ kleine Fläche jedes Reibbelags in einer Zone der gesamten Fläche des Reibbelags ausgeübt wird.
Aber ungeachtet einer örtlichen, axialen Nachgiebigkeit nimmt die Gesamtdicke t (Fig. 3) des Sandwichs aus den Reibbelägen 20 und 22 und der Träger- Trägerplatte 4 (im Vergleich zu dem unbelasteten Zustand) um mindestens 0,05 bis 2,0 mm einschließlich ab, wenn bei einer Kupplung mit bestimmter Größe der angetriebenen Platte die Einheit 2 der spezifizierten oder nominalen Klemmlast für diese angetriebene Platte unterworfen wird. Beispiele für Klemmlasten, die für verschiedene Größen der angetriebenen Platten spezifiziert werden können, sind in der Tabelle der Fig. 7 wiedergegeben. Ein Beispiel für den bevorzugten Bereich der minimalen Dickenverminderung ist 0,15 bis einschließlich 1,0 mm, wobei der minimale Bereich von 0,4 bis einschließlich 1,0 mm noch mehr bevorzugt wird.
In der Fig. 7 sind spezifizierte oder nominale axiale Drücke wiedergegeben, die auf die ganze Fläche der Reibbeläge von angetriebenen Platten verschiedener Größe ausgeübt werden können, um den bevorzugten Bereich der Dickenverminderung zu erreichen, wobei diese Drücke in dem Bereich von 0,04 bis 0,30 N/mm2 liegen.
Wenn jedoch die Einheit 2 einen Teil einer angetriebenen Kupplungsplatte bildet, die in einer Kraftfahrzeug-Kupplung, wie beispielsweise einer Federplattenkupplung verwendet wird, können das subjektive Gefühl und die Qualität des Wiedereinrückens der Kupplung weiter verbessert werden durch eine weitere Dämpfungsvorrichtung, beispielsweise zwischen der Druckplatte und der und der Plattenfeder und/oder zwischen der Plattenfeder und einem Kupplungsdeckel. Diese weitere Dämpfungsvorrichtung kann ein Welldraht-Drehring wie in dem britischen Patent 1583403 sein.
Da das elastomere Klebematerial 24 bei einer angetriebenen Kupplungsplatte verwendet werden soll, muß es die obenerwähnte Wärmebeständigkeit aufweisen, und außerdem eine gute Scherfestigkeit haben, und zwar sowohl bei der Masse des Materials, als auch bei den Klebverbindungen mit den Reibbelägen und den Schaufeln.
Um eine erfindungsgemäße Einheit aus Reibbelagmaterial und Trägerplatte herzustellen, kann das elastomere Material in Fluid- oder Pastenform sandwichartig zwischen der Trägerplatte und den Reibbelägen aufgebracht werden, und das Ganze dann einem axialen Druck unterworfen werden, um eine gute Kontaktfläche zwischen dem elastomeren Material und der Trägerplatte bzw. den Reibbelägen sicherzustellen, aber vorzugsweise werden die Reibbeläge um einen vorgegebenen Abstand auseinandergehalten. Beispielsweise können entfernbare Mittel zwischen der Trägerplatte und den Reibbelägen angeordnet werden, um sicherzustellen, daß die zwischen der Trägerplatte und den Reibbelägen aufgebrachte Schicht aus dem elastomeren Material mindestens eine vorgegebene minimale Dicke aufweist. Dann wird das elastomere Material ausgehärtet oder vulkanisiert, um es zu verfestigen, und danach werden die Abstandsmittel entfernt.
Während der Herstellung der Einheit 2 (Fig. 1) wird das elastomere Material, wie in der Fig. 5 gezeigt, als Paste in Form von ringförmigen Streifen oder Wulsten, beispielsweise nach einer Kamm-Methode, auf jeden Reibbelag aufgebracht. Danach werden die Wulste auf den Reibbelägen gegen die Schaufeln 14 gedrückt und vulkanisiert. Um einen RTV-Gummi zu vulkanisieren, wird die Paste einfach während einer genügend langen Zeit einer geeigneten Raumtemperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt. Der RTV 7057 vulkanisiert beispielsweise in ungefähr achtundvierzig Stunden bei einer Raumtemperatur von ungefähr 25ºC und einer Feuchtigkeit von ungefähr 50%.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist es nicht erforderlich, daß sich die auf einen Reibbelag aufgeklebten elastomeren Wulste durch die Schlitze 16 hindurch bis zu dem anderen Reibbelag erstrecken, aber wenn gewünscht, können sie dies tun, wie bei 126 und 128 (Fig. 4) angedeutet ist.
Das elastomere Material kann nach jedem gewünschten Muster aufgebracht werden; in den Zeichnungen ist es in Form von Streifen oder Wulsten angeordnet. Wenn gewünscht, kann es sich, zumindest bei den Schaufeln, als kontinuierliche Masse über im wesentlichen die ganze Breite jedes Reibbelags erstrecken, oder anfänglich als Punkte oder in größeren Tropfen auf die Schaufeln oder Reibbeläge aufgebracht werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Varianten davon, wie in den Fig. 8 bis 15 dargestellt, mit den obenerwähnten Merkmalen bezüglich der Verminderung der Dicke t (Fig. 3), haben die zwei im wesentlichen übereinstimmenden und koaxialen, ringförmigen Reibbeläge 20 und 22 der Einheit 102 in einer Fläche eine Vielzahl von durch radiale Rippen 28 getrennte Aussparungen 26 (die durch Formgießen oder Fräsen verwirklicht werden können). Die Grundflächen 30 der Aussparungen sind mittels des elastomeren Materials 24 auf die entgegengesetzten Flächen jeder Speiche 14 aufgeklebt. Das elastomere Material ist unmittelbar auf die Reibbeläge 20, 22, und die Speichen 14 aufgebracht.
Wie aus den Fig. 8 und 11 ersichtlich ist, sind die Ränder 18 der Speichen 14 neben den radialen Rändern 32 der Rippen 28 angeordnet. Auf diese Weise wird zwischen der Trägerplatte 4 und den Reibbelägen 20 und 22 eine Klauenverbindung erhalten, über die Drehbewegung (um die Achse X) von den Reibbelägen auf die Trägerplatte, oder umgekehrt, übertragen werden kann, ohne die elastomeren Schichten 24 unnötigen Scherkräften zu unterwerfen.
Die Einheit 102 kann so gebaut werden, daß die elastomeren Schichten zur Übertragung der Drehbewegung zwischen den Reibbelägen und der Trägerplatte dienen, wobei die Klauenverbindung diese Übertragung noch verbessert.
Wenn ein Rand 32 einer Rippe 28 in Kontakt mit einem Rand 18 einer Speiche 14 ist, bewirkt dieser Kontakt eine zwangsläufige Begrenzung der Winkelverschiebung des Reibbelagmaterials 20 oder 22 bezüglich des Trägers 4, oder umgekehrt, um die Achse X. Eine solche Winkelverschiebung kann klein und im wesentlichen Null sein.
Wie aus den Fig. 8 und 11 ersichtlich ist, weist jede Aussparung 26 eine Breite des peripheren Bogens auf, die gleich der Breite von zwei Speichen 14 und einem Schlitz 16 ist. Bei dem Beispiel nimmt jede Aussparung 26 zwei benachbarte Speichen 14 auf, wobei jedoch der Reibbelag 22 um ungefähr die halbe periphere Breite einer Aussparung 26 bezüglich des Reibbelags 20 versetzt ist. Die Rippen 28 des Reibbelags sind also im wesentlichen gegenüber der Mitte der Aussparungen 26 in dem anderen Reibbelag angeordnet. Dies bedeutet, daß ein Rand 18 einer besagten Speiche an einen Rand 32 einer Rippe 28 eines Reibbelags angrenzt, während der andere, gegenüberliegende Rand 18 dieser Speiche an einen Rand 32 einer Rippe des anderen Reibbelags angrenzt.
Es können auch andere Anordnungen von Aussparungen in den Reibbelägen verwendet werden. Bei einem extremen Beispiel können ein Reibbelag oder beide Reibbeläge nur eine Rippe 28 haben, die zwischen zwei Speichen 14 angeordnet ist. Bei dem in den Fig. 8 bis 11 wiedergegebenen Beispiel wird zunächst das unvulkanisierte elastomere Material auf entgegengesetzte Flächen der Schaufeln aufgebracht, und danach werden die Reibbeläge dagegen gedrückt. Die elastomere Paste kann über im wesentlichen beide Flächen jeder Speiche 14 als kontinuierliche Masse aufgebracht werden. Vorzugsweise wird das elastomere Material in einzelnen, getrennten Portionen aufgebracht, beispielsweise als Punkte oder größere Tropfen, oder vorzugsweise in Form von in einem gewissen Abstand angeordneten, konzentrischen, bogenförmigen Wulsten oder Streifen, wie sie beispielsweise in der Fig. 9, und bei 24F, 24G, 24H, 24J, 24K und 24L in der Fig. 8 dargestellt sind. Vorzugsweise sind die elastomeren Streifen auf einer Seite einer Speiche 14 gegenüber den Lücken zwischen den elastomeren Streifen auf der anderen Seite der Speiche angeordnet. Die Streifen oder Wulste können mittels einer Kammtechnik aufgebracht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die in der Fig. 12 wiedergegeben ist, wird das elastomere Material 24 zunächst auf die Grundflächen 30 der Aussparungen 26 aufgebracht, und danach wird die Trägerplatte sandwichartig zwischen den Reibbelägen angeordnet.
Da die Schaufeln 14 in den Fig. 8 bis 12 in axialer Richtung der Einheit 2 relativ dünn sind, kann die axiale Umhüllung von einer oder mehrerer der Schaufeln vergrößert werden, um sicherzustellen, daß die Ränder 18 der Schaufel in den angrenzenden Rand 32 einer Rippe 28 eingreifen.
Wie in der Fig. 13 gezeigt ist, wurde bei der Schaufel 141 die axiale Umhüllung dadurch vergrößert, daß ein wellenförmiger oder zickzackförmiger Querschnitt in radialer Richtung der Einheit vorgesehen wurde.
Die Berge und Täler des zickzackförmigen Querschnitts können konzentrisch und zentrisch zu der Achse X sein (Fig. 8). In der Fig. 14 ist gezeigt, wie die Schaufel 141 mittels bogenförmiger Elastomer-Wulste 241 mit den Reibbelägen verbunden ist. In der Fig. 15 ist die axiale Umhüllung der Schaufel 14 durch ein Plättchen 33 vergrößert, das bei 36 mit einer Senkniete aufgenietet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und Varianten davon, wie in den Fig. 16 bis 20 dargestellt, mit den obenerwähnten Merkmalen bezüglich der Verminderung der Dicke t (Fig. 3), sind die Speichen 14 der Einheit 202 beim Übergang auf den mittleren Bereich der Trägerplatte in axialer Richtung gebogen bzw. gekröpft, so daß sie in einen Speichensatz 14A und einen Speichensatz 14B aufgeteilt werden. Alle Speichen 14A liegen in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene, die nach einer Seite der Ebene, in der der mittlere Bereich der Trägerplatte liegt, in axialer Richtung versetzt ist. In ähnlicher Weise liegen alle Speichen 14B in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene, die nach der anderen Seite der Ebene des mittleren Bereichs in axialer Richtung versetzt ist. Der Speichensatz 14A ist also in axialer Richtung in einem gewissen Abstand von dem Speichensatz 14B angeordnet. Wenn gewünscht, kann ein Speichensatz im wesentlichen in der Ebene des mittleren Bereichs der Trägerplatte angeordnet werden.
Bei der Einheit 202 sind die zwei im wesentlichen übereinstimmenden und koaxialen, ringförmigen Reibbeläge 20 und 22 auf die Schaufeln 14A bzw. 14B vorzugsweise so aufgeklebt, daß eine widerstandsfähige Klebverbindung erhalten wird. Die Klebverbindung kann mittels in axialer Richtung dünner Kleberschichten 34 eines Klebers verwirklicht werden, der eine gute Drehmomentübertragung bietet, so daß die Klebverbindungen eine Übertragung einer Drehbewegung um die Achse X von einem Reibbelag 20 oder 22 nach seinen entsprechenden Schaufeln 14A oder 14B, und umgekehrt ermöglichen. Das elastisch verformbare elastomere Material 24 ist zwischen den Schaufeln 14A und dem Reibbelag 22, und zwischen den Schaufeln 14B und dem Reibbelag 20 angeordnet.
Die Elastomerschicht 24 bewirkt eine elastische Dämpfung zwischen den Reibbelägen 20, 22 und den Schaufeln 14, und eine axiale Dämpfung zwischen den Reibbelägen.
Bei der Einheit 202 ist das elastomere Material 24 unmittelbar auf die Schaufeln 14A, 14B aufgeklebt, aber nicht unbedingt auf die Reibbeläge 20, 22 aufgeklebt. Alternativ kann das elastomere Material 24 unmittelbar auf die Reibbeläge aufgeklebt werden, und nicht auf die Schaufeln aufgeklebt werden, gegen die das Elastomer drückt. Bei einer weiteren Variante kann das elastomere Material in den Schlitzen 16 angeordnet werden und sich zwischen den Reibbelägen erstrecken.
Da die Klebverbindungen 34 ein Drehmoment zwischen den Schaufeln und den Reibbelägen übertragen, wird das elastomere Material bei der Einheit 202 nur einer geringen oder überhaupt keiner Scherkraft unterworfen, insbesondere, wenn es nur auf die Schaufeln, oder nur auf die Reibbeläge aufgeklebt ist.
In den Fig. 16 und 18 ist das Elastomer 24 in Form von in einem gewissen Abstand angeordneten, einzelnen, im wesentlichen radialen Wulsten oder Streifen 24P und 24Q auf jede Schaufel aufgeklebt. Das Elastomer kann jedoch auch in einer anderen Form aufgebracht werden, beispielsweise als Punkte oder größere Tropfen, oder als kontinuierliche Schicht auf jeder Schaufel.
Während der Herstellung der Einheit 202 wird das elastomere Material 24 als Paste in Form von Streifen oder Wulsten 24P und 24Q von gewünschter axialer Dicke auf die Schaufeln 14A und 14B aufgebracht (beispielsweise nach einer Kamm-Methode). Danach wird das elastomere Material 24 ausgehärtet oder vulkanisiert. Schließlich werden die Reibbeläge 20 und 22 mittels des Klebers 34 auf die Schaufeln 14A und 14B aufgeklebt, wobei die Reibbeläge gegen das vulkanisierte Material 24 gedrückt werden.
Bei der Variante gemäß der Fig. 19 sind die Schaufeln 14A und 14B mittels des Klebers 34 auf Grundflächen 30 von radialen Aussparungen 26 in den Reibbelägen 20 und 22 aufgeklebt. Die Seiten der Schaufeln grenzen an die Seiten 32 der Aussparungen 26 an, so daß eine Klauenverbindung zwischen den Schaufeln und den Reibbelägen erhalten wird.
Bei der Variante gemäß der Fig. 20 weist jede Schaufel 14A und 14B eine radiale Rippe 36 auf, wodurch die Schaufelfläche, auf die die Elastomer-Wulste 24P und 24Q aufgeklebt sind, vergrößert wird.

Claims

1. Einheit (2; 102; 202) aus Reibbelagmaterial und Träger für eine angetriebene Platte einer Trockenkupplung, wobei der Reibbelag (20, 22) ringförmig angeordnet ist und auf einen Träger (4) aufgeklebt ist, so daß die Einheit aus Reibbelag (20, 22), Klebematerial (24), und dem besagten Träger elastisch verformbar ist unter einer spezifizierten, für die Kupplung vorgesehenen, axialen Klemmlast, so daß die Gesamtdicke von Träger (4) und Reibbelagmaterial (20, 22) zwischen den Klemmflächen um 0,05 bis einschließlich 2,00 mm vermindert wird, wenn die Klemmlast einen Druck zwischen 0,04 und 0,3 N/mm2 auf den Reibbelag ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) unter der besagten axialen Klemmlast über den Umfang wellenförmig biegbar ist, und der Träger eine Scheibe (4) ist, deren äußerer, peripherer Rand von radialen Speichen oder Schaufeln (14; 14A; 14B) gebildet wird), die sich in axialer Richtung, oder sowohl in axialer, als auch in peripherer Richtung biegen können, und über den Umfang von dem Reibbelagmaterial (20, 22) überdeckt werden.

2. Einheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand in dreißig Speichen (14) unterteilt ist, die durch Schlitze (16) getrennt sind.

3. Einheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Speiche (14) über einen Bogen von ungefähr 7 Grad, und jeder Schlitz über einen Bogen von ungefähr 5 Grad erstreckt.

4. Einheit gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (20, 22) auf den Träger (4) aufgeklebt ist mittels einer Schicht (24) aus festem Elastomer, die die besagte Dickenverminderung unter der spezifizierten Klemmlast bewirkt.

5. Einheit gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (24) diskontinuierlich ist.

6. Einheit gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (24) aus in einem gewissen Abstand angeordneten Wulsten (24A, 24B, 24C, 24D, 24E, 24F, 24G, 24H, 24J, 24K, 24L, 24M) besteht, die nahe genug beieinander angeordnet sind, um den Reibbelag (20, 22) gleichmäßig zu stützen, aber sich unter der Klemmlast seitlich ausbreiten können.

7. Einheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Silikongummi ist, der bei Raumtemperatur vulkanisiert.

8. Einheit gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (20, 22) unter einem Drehmoment eine Winkelverschiebung bezüglich des Träger (4) ausführen kann, und der Träger und der Reibbelag in axialer Richtung sich überlappende Flächen (18, 32) aufweisen, die aneinander angrenzen und eine zwangsweise Begrenzung der relativen Winkelverschiebung zwischen Reibbelagmaterial und Träger bewirken.

9. Einheit gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (20, 22) und der Träger (4) so ausgebildet sind, daß sie in axialer Richtung ineinander eingreifen über komplementäre, in radialer Richtung durchbrochene oder wellenförmige Rippen (28, 14, 33), die als Randanschläge wirken, um die relative Winkelverschiebung zu begrenzen.

10. Einheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Einheit einen Reibbelag aufweist, der auf beiden Seiten des Trägers aufgebracht ist.

11. Einheit gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine zentrale Scheibe (4) und mindestens zwei Speichensätze aus in axialer Richtung biegbaren, radialen Speichen (14A, 14B) aufweist, wobei mindestens ein Speichensatz aus Speichen (14A) in axialer Richtung nach einer Seite des Trägers versetzt ist, und ein Reibbelag (20, 22) auf jeder Seite des Trägers angeordnet ist und mittels Kleber (34) auf einen Speichensatz aufgeklebt ist, wobei eine elastisch verformbare Einheit erhalten wird.

12. Einheit gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Klebematerial für einen Reibbelag durch die Schlitze (16) zwischen den getrennten Speichensätzen hindurch bis zu dem anderen Reibbelag erstreckt, der auf den anderen Speichensatz aufgeklebt ist.

13. Einheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Dickenverminderung von Träger und Reibbelagmaterial unter der spezifizierten Klemmlast zwischen 0,4 und 1,0 mm liegt.

14. Einheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, sofern dem Anspruch 2 untergeordnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln wellenförmig ausgebildet sind.

15. Einheit gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag mittels Klebematerial (24), das in Form von konzentrischen, ringförmigen Streifen aufgebracht wird, auf den Träger aufgeklebt ist.

16. Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15 enthält.