Kupplungsmechanik und Festigkeitslehre

Das ist jetzt kein Kupplungsproblem im eigentlichen Sinne, sondern geht schon tiefgreifender in die Mechanik und Festigkeitsberechnung.
Ich beschreibe mal kurz das Problem wie ich darauf kam, denn kaum einer macht so was, wie hier abgebildet und erzählt.
Mein 412 hat die Kupplung auf, sag ich mal so. Da die Getriebewelle eine andere, kleinere Verzahnung als der Käferoder der Bus hat, kann man - unüblich für das damalige Baukastensystem bei VW - nicht die vom Käfer oder Bus nehmen. Vor über 10 Jahren war es noch möglich eine SACHS-Sporting Kupplung für die 411/412 Modellreihe zu bestellen, heute aus verschiedenen Gründen nicht mehr.
Da der aktuelle Motor wiedermal kein serienmäßiger ist, komme ich mit normalen Kupplungen nicht so recht klar. Aber auch die normalen, einfachen sind nicht gerade auf jeden Wochenmarktstand zu bekommen. Ziemlich schwer.
Umnieten geht nicht, da es ein geklebter und genieteter Belag ist.
Also entschloss ich mich eine alte, der Sporting baugleiche, defekte Käfer-Kupplung zu zerlegen, um dort den Verzahnungsstern irgendwie auszutauschen. Als Test für die Sachs Sporting vom Käfer.
Dabei fiel mir eben die ungewöhnliche Festigkeitseigenschaft der Kupplungsscheibe auf. Mit 'ungewöhnlich' meine ich den Akt den wir alle betreiben, um die Verbindung Schwungrad/ Kurbelwelle und weiter auch in den Getriebeteilen betreiben, um möglichst stabil zu werden.
Hier bei der Kupplung wir das einfach so gemacht: zwei 1,5mm dicke Bleche sind mit Federn zum Belagträger der auch teilweise nur o,8mm dicke Bleche(.s.Bild 5) hat, mit kleinen Nieten verbunden. Der Ausschlagsimpuls der 6 Federn wird mit 3x 6er Vollnieten begrenzt, die nur im Zwischenblechbereich auf 11mm verdickt sind(s. Bild 1 ff. die werden ausgebohrt) und die Bleche auf Abstand(Federbreite) halten. Die Verzahnungsaufnahme, die auch die Federn aufnimmt, ich sag mal Verzahnungsstern dazu, ist 5mm dick.
Ihr könnt euch mal die Bilder angucken und mir dann mal meinen Gedankenfehler sagen. Ich weiß ja das es funktioniert, wie jeder von euch, aber bei diesen dünnen Blechen fängt es an bei mir zu kribbeln, das da 200Nm mit der 200er SACHS sporting locker gepackt werden, auch im dragraceModus. Oder anders:- alles muss bei uns massiv wie sonst was sein, Schwungradverbindung, Getriebteile, Achsen´, aber die Kupplung kommt mit einem löcherübersäten 5mm Blech, das an 1,5er Blechen und 3 popeligen Nieten gehalten wird, aus.
Wo denke ich falsch?
Übrigens eine starre Kupplung hat ein 1,5er Blech wo die Verzahnung mit sechs 6er Nieten aufgenietet ist und weiter außen mit den noch dünneren Blechen (Federn) am Belagträger verbunden ist.
 

dass Du deine Mitnehmerscheibe neu belegen lassen kannst,
ist soweit klar ?!?
hat früher Jurid in Münster gemacht,
jetzt muss man wohl etwas länger suchen...
bei google mal Bremsband oder Reibbelag eingeben...
dann kommen passende Treffer...
Grüsse Magnus
PS: ich fahre seit 15 Jahren eine Gene Berg dual friction disc
da ist die Seite zur Druckplatte serienmäßiger Belag
und auf der Schwungrad-Seite sind bissige Sintermetall-pads
dass die dünnen Bleche halten, macht wohl alleine die Belastungsrichtung,
ich stelle mir das so vor,
dass die Höhe in dritter Potenz in die Durchbiegung eingeht
(diesen Satz musste ich im Studium mal auswendig lernen ;-)
...soll heissen,
dass man z.B. ein Flacheisen super über die breite Fläche biegen kann,
aber nur kaum über die schmale Kante...

Zitat:

Original geschrieben von volvomania

dass Du deine Mitnehmerscheibe neu belegen lassen kannst,
ist soweit klar ?!?

dass man die scheibe belegen lassen kann war mir nicht bekannt.allerdings belege ich meine schon seit vielen jahren selbst.

Zitat:

Original geschrieben von volvomania

dass die dünnen Bleche halten, macht wohl alleine die Belastungsrichtung,
ich stelle mir das so vor,
dass die Höhe in dritter Potenz in die Durchbiegung eingeht
(diesen Satz musste ich im Studium mal auswendig lernen ;-)

das laesst sich auch im direktem versuch ganz einfach erleben.
versuchen sie mal einen streifen 1mm blech ueber die schmale kante zu biegen.

mfg v.sack

Nee, ich schrieb ja schon:- die sind auch geklebt. Da issich nix mehr mit neu belegen.
Tja und das mit dem Widerstandsmoment...hmm.. daran habe ich natürlich auch gedacht, nur bei 1,5mm dicke Blechen und vor allem die 3 popeligen Nieten.... da setzt irgendwas bei mir aus, oder ich liege komplett falsch.
Ich mein' bei der Antriebswelle macht man sich schon Gedanken bei mehr als 250Nm ob und wie weit die sich in sich verdreht, und dann die popelige 5mm durchlöcherte Scheibe der Kupplung wo die Verzahnung drin ist.

Das wird alles auf Scherung belastet. Und das Widerstandsmoment ist tatsächlich mit B x (H hoch 3)...
Das täuscht gewaltig. So ein lausiges Stück Blech hält das gewaltig was aus.
Auch die Nieten werden da nur auf Scherung beansprucht, da kommt tatsächlich nur recht wenig Pressung drauf. Stell dir mal 200Nm vor... 20kg auf 1m Hebelarm bzw es ist ja eine ganz grob 200er Kupplung. Da würden grade mal 200kg auf 10cm lasten, wenn es denn nur 1 Niete wäre... es sind aber ein paar Dutzend Nieten plus Kleber. Wenn da auf einen Niet 5kg lasten würden, was ist das schon?

Die Kraft wird nicht über die "Nieten übertragen sondern über die Federn.
Wenn die am Anschlag sind haste ne formschlüssige verbindung.
Die Nieten kommen da garnicht zum einsatz.
Sind nur als begrenzung für Schwingungen da.
Oder sehe ich das falsch

Zitat:

Original geschrieben von Bopp19

Die Kraft wird nicht über die "Nieten übertragen sondern über die Federn.
Wenn die am Anschlag sind haste ne formschlüssige verbindung.
Die Nieten kommen da garnicht zum einsatz.
Sind nur als begrenzung für Schwingungen da.
Oder sehe ich das falsch

Ja, siehst du falsch.
Die Übertragung läuft von der dickeren Hülse über die Federn auf die beiden Trägerbleche... und der Käfig der Trägerbleche ist genietet auf der eigentlichen Scheibe für die Beläge.
Die Nieten kriegen durchaus Drehmoment ab. Und sind auch noch zusätzlich die Anschläge... also Drehmoment plus Anschlagmoment. Die Dinger kann es durchaus rausbrechen...

Zitat:

...bei der Antriebswelle macht man sich schon Gedanken bei mehr als 250Nm ob und wie weit die sich in sich verdreht, und dann....

Gärtnerisch gesehen hast du einen Gedankenfehler.

Die Nm sind pro Motorumdrehung. Bei einer gewisen Umdrehung ergiebt sich daraus die Leistung (kw)

An der Antriebswelle musst du die Kw verkraften.

.... und das evtl im 1.Gang sprich bei 300-400Rad-RPM. Da verzehnfacht sich die Krafteinwirkung!

Ansonsten könntest du ja mit'n Standardkilogrammschlüssel am Rad einen Kavalierstart festhalten.

(Das sollte lieber keiner ausprobieren, selbst bei 34PS nicht.)

Uwe

Aus der Diskussion über Drehmoment und Leistung halt' ich mich ma' raus

@red:- ja ok, klingt ja alles logisch; übrigens ich meinte nicht die Reibungshaftung der Belagnieten( sind Hohlnieten wie bei den Bremsbelägen).
Nein, ich meinte die drei 6er Nieten die ich ausbohrte. Dazu das 5mm Blech das diese per Ausparungen im Blech als Anschlag nimmt.
@Bopp19:- ja, ist schon fast korrekt. Die Federn nehmen 1. die Kraftimpulse federnd auf übertragen das Drehmoment des Motors einschliesslich der beiden 1,5mm Bleche woran sie ja auch(neben dem 5mm Blech) fest sitzen und 2. tilgen Schwingungen. Nur sie kommen irgendwann zum Anschlag: die oben genannten 3 popeligen Nieten die ich ausbohrte.
Also wenn ich red's 20kg an 1m Stange dranhänge....ich weiß nicht. Gut gaaaaaz laaangsaaaam gehts wohl.
Kommt mir alles- insbesondere den Aufwand den man sonst macht um alles drehfest zu machen - irgendwie unterdimensioniert vor.

In der Sachs sporting(habe ich noch nicht auseinander) sind die auch. 3 Stück. Sachs sporting hat soweit ich messen konnte 'nur' ein 4,5mm Blech mit der Verzahnung, dafür 2 x 2mm Bleche.

@flat
wieso soll denn der bereits geklebte Belag,
nicht erneuert werden können ?!?
da würde ich doch googeln
und 'nen bißchen telefonieren...
Grüsse Magnus

Ich kann dich gut verstehen. Aber technisch betrachtet ist es doch gut zu erklären. Erstens halten die 3 Niete ja nur die Bleche zusammen, die Federn üernehmen das Drehmoment. Die halten an den kleinen aufgekannteten Blechlaschen . Wenn du schon einmal versucht hast so ein Blech weg zu meißeln hochkannt in Lastrichtung, weißt du was das hält. Dann die kleinen Blechfähnchen, das ist Federstahl, und die sind ca. 50 mm von der Mitte entfernt, da liegt das Geheimnis. Der Hebelweg um das Drehmoment zu übertragen ist recht groß. Die Kraft kommt von außen und wird in die Mitte geleitet, wo soll sie den hin. Genietet ist es weil verschiedene Werkstoffe verbunden werden müssen, brauch ich dir nicht erklären. Eine gute Nietverbindung beruht auf Flachenpressung, nicht auf Abscherung. Antriebswellen brechen auf Grund von Torsion und Schwingungen, genau wie Kurbelwellen. Irgendwo ist eine Kerbe drin und Zack, ist sie hin. Hast du bei der Kupplung nicht, puffern die Federn weg.
Das ist meine Erklärung warum das funktioniert.
Gruß Jürgen

Ich werde erstmal auf die Sachs-sporting im 412 verzichten müssen. Erstmal. Die Zeit drängelt schon etwas und Werk Bielefeld von Sachs macht nur im AT welche und keine Sporting.
Ok, das kann man auch selbst machen.

Aber nochmal zur Erklärung:- die 5mm löchrige Scheibe liegt wenn man so will lose in den Federn, fast frei drehbar. Die Übertragung erfolgt von der Schwungradfläche über den Belag, über die 3 popeligen Nieten(!) auf die Bleche die wiederrum auf die Federn und dann auf die Verzahnung wirken.

Ich vergleiche das damit, als wenn man den Schwungradbund, wo man die Schrauben oder die eine, dicke beim Typ1 mal misst und die Dicke mit 3mm feststellt.
Aber wahrscheinlich liege ich irgendwie falsch in meiner Annahmne. Aber wenn ihr mal sowas auseinandernehmt werdet ihr genau dumm so gucken wie ich.

Ich danke euch.

Ich glaub dir das. Es ist schlicht unglaublich, dass so ein Witz von Material solche Leistungen übertragen kann.
Wobei... guck dir mal an, was nur etwas größere Kupplungen schaffen, da wird es noch krasser. Schafft eine lächerliche 200er Kupplung ziemlich problemlos Sachen bis 200PS, so schafft eine 260er oder 280er bereits Geschichten mit 500-800 PS und das bis zu 1000Nm.
Da ist man ziemlich sprachlos, wenn man so ein Teil in Händen hat.
Und dann kommt ein Monster LKW Teil, das sieht wirklich nochmal anders aus... 8)

ja, red so ist das wohl. Da ich gerade auch mit Schwungrädern zu tun habe,messe, bin ich umso mehr 'enttäuscht' über das popelige Material der Kupplungen
Ich werde die Druckplatte nicht mehr mit M7er Schrauben in 10.9 anschrauben, sondern mit 6 Stück 5mm Popnieten antackern
Reicht.

Ach, so nebenbei:- Warum gibt es diese Kupplung für'n 412 nicht mehr? Ganz einfach, ich kam 1 Monat(ende November 2012) zu spät mit meiner Bestellung. Weihnachtsferien, zw.den Jahren ect.pp.
Sachs hat- so wie ich aus gutunterrichteter Quelle erfahren habe- ende 2012 einige alte Kämpfer in den Ruhestand geschickt, die das alles noch kannten, 412, 411, Audi 100, Typ3 ect.. Die neuen Monteure kennen das nicht mehr so. Die Zeichnungen sind auch weg...zumindest in der (neuen) Software sehr tief vergraben. Auch ein nachträgliches Reinholen der ollen Kämpen in 2013 brachte es nicht, weil sie zum Jahreswechsel die EDV umstellten und die alten Hasen damit nicht klarkamen.
Das ist mein Wissenstand.
Ich habe aber Hoffnungen das das Prob irgendwann gelöst ist, und Vertrauen in eine alte deutsche Kupplungsschmiede, die dann auch alte Modelle wieder bedienen kann.
Die 215er SACHS-Sporting soll lt. Angaben min.300Nmfest sein. Wie ich selbst erfahren habe( ich fahre nur diese Sorte) so gut wie keinen Schwungradflächenverschleiß. Zumindest habe ich nichts derartiges messen können. Ist schon 'ne Ansage.
Auch die 200er für'n Käferschwungrad hat gleiches Potential, zusammen mit den Dämpfungsfedern(statt starrer Scheibe) nicht üblich. Diese Federn halten schon was an Schwingungen vom Getriebe fern, so dass der 'Zahnverlust' im Getriebe verringert wird.

Nur ist sie wohl die teuerste auf'm Markt.

Schau mal,hier hast du alle Scheiben,auch die Sachs Sporting ist vertreten in 200 und 215-bzw was die können mit welchem Belag.
media/media/document/corporate_2/products_3/motorsports_1/product_range_motorsports/catalogue/sachs-performance/Motormomente_Performance_Kupplung.pdf

Und hier dann der Katalog wo die dinger alle drinstehen.Druckplatten und Mitnehmerscheiben,mit entsprechender Nummer. Ev findest du ene passende Nummer.Mt den Nummern findet man dann die Teile irgendwo im Netz zu kaufen/google/Bilder.
Käfer bei Seite 234
cy/zf-friedrichshafen-5510/sachs-fahrzeugliste-performance-kupplung-2008-2009-31743/seite-2-gross.html

Vari