AT394254B

AT394254B - Drehelastische kupplung

Info

Publication number: AT394254B
Application number: AT0245287A
Authority: AT
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1992-02-25
Also published as: DE3635043C1; IT8722263A0; GB2198212B; GB2198212A; GB8724059D0; SE8704019D0; IT1223440B; ATA245287A; FR2605370A1; JPH0637899B2; SE8704019L; FR2605370B1; SE462345B; ES2005395A6; JPS63106428A; US4884996A

Description

AT 394 254 B

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Kupplung ist aus der DE-PS 28 48 748 bekannt.

Das Drehmoment wird von der einen Kupplungshälfte, die beispielsweise direkt am Schwungrad eines Antriebsmotors befestigt ist, jeweils auf die einen Enden der tangential angeordneten Federn eingeleitet und von deren anderen Enden auf die andere Kupplungshälfte übertragen. Die Federenden sind zumeist in geeigneten Bauteilen zur Zentrierung innerhalb der vorgesehenen Ausschnitte in den Kupplungshälften gelagert bzw. geführt. Durch geeignete Dimensionierung der Federn, die unter der Wirkung des Drehmomentes zusammengedrückt werden, kann die Elastizität und das Schwingungs- bzw. Dämpfungsverhalten der Kupplung beeinflußt werden.

Kupplungen der genannten Art haben sich in der Praxis bewährt Unter gewissen Betriebsbedingungen wurde aber beobachtet, daß die Federn in ihrem der Kupplungsmitte zugewandten Bereich sowie an den Einspannstellen überbeansprucht werden. Es wurde ferner erhöhter Verschleiß festgestellt sowie eine Veränderung der Federcharakteristik der Kupplung.

Aus der DE-OS 33 15 484 ist ferner ein Schwingungsdämpfer bekannt bei dem in die Ausschnitte der Scheiben sogenannte Reibsegmente eingesetzt sind. Diese Reibsegmente dienen dort in erster Linie dem Zweck, eine Reibungsdämpfung zwischen den beiden Kupplungshälften zu erzeugen. Sie haben außerdem die Aufgabe, die Torsionsfedem in radialer Richtung zu führen, wodurch eine Geräuschdämpfung und ein niedrigerer Verschleiß bei gleichzeitiger Vermeidung von Reibrost erzielt werden soll. Die Führungsfläche des einzelnen Reibsegmentes zur Abstützung der Federwindungen an ihren Umföngen ist in gleicher Weise gekrümmt wie der Ausschnitt selbst. Das einzelne Reibsegment ist rahmenartig in den Ausschnitt eingesetzt und bezüglich der Federn fest eingebaut.

Ferner ist aus der US-PS 2 251 128 eine Kupplung bekannt, deren Federn von einer Art Manschette geführt sind. Diese haben offensichtlich die Aufgabe, die Feder zu halten und vor einem Herausspringen aus der stirn-seitigen Halterung zu schützen.

Bekannt ist aus der AT-PS 231 825 ferner eine Kupplung, deren Federn mit einem zentral die Federn durchdringenden Haltebolzen ausgerüstet sind. Dieser Bolzen ist beidseitig fest in dem Ausschnitt in der betreffenden Kupplungshälfte eingespannt und soll die Feder gegen Herausfallen sichern. Außerdem sollen damit Teile der Federn, z. B. nach dem Bruch einer Feder, vor Verlust bewahrt und Folgeschäden verhindert werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Maßnahmen zu treffen, damit die Federn der Kupplung weder einer Überbeanspruchung noch einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind und daß eine Änderung der Federcharakteristik der Kupplung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst. Die Erfinder haben erkannt, daß die Ursache für Überbeanspruchung und Verschleiß der Kupplungsfedem daher rühren, daß diese zur Erzielung einer besonderen Federcharakteristik relativ lang ausgeführt werden müssen und daß sie sich bei hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment, d. h. bei schwacher Stauchung der Feder, unter der Wirkung der Fliehkraft nach außen wölben. Anscheinend ist hierin die Ursache für Überbeanspruchung, erhöhten Verschleiß und veränderte Federcharakteristik infolge von Kantenpressungen und gestörter Krafteinleitung zu suchen. Gemäß der Erfindung wird die Auswölbung der Fedem nach außen unter Fliehkraft durch einen Gleitkörper verhindert, der lose in den Ausschnitt zum Geradehalten der Feder eingelegt ist. Gemäß Anspruch 2 kann dies ein außerhalb der Feder befindlicher Gleitkörper sein, der jeweils zwischen der einzelnen Feder und der inneren Begrenzung des Ausschnittes für die Feder in den Kupplungshälften angeordnet ist und den radialen Spalt ausfüllt. Gemäß Anspruch 3 kann der Gleitkörper stabförmig ausgebildet sein und lose koaxial zur einzelnen Feder in diese eingelegt sein. Dadurch behält die Feder auch bei hoher Drehzahl ihre geradlinige Form und ihre Charakteristik, ohne lokale Überbeanspruchung oder Störung in der Drehmomentaufnahme.

Die Reibsegmente gemäß der DE-OS 33 15 484 hingegen lassen ein Ausknicken der Feder zu, und auch die Fedem gemäß der US-PS 2 251 128 erleiden eine Verbiegung im Sinne einer radialen Auswölbung trotz der sie umgebenden Manschetten. Ferner ist der Haltebolzen gemäß der AT-PS 231 825 nicht in der Lage, ein Ausknicken durch Fliehkraft und Überbeanspruchung zu verhindern.

In den übrigen Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen für den Gleitkörper angegeben. Demnach kann der Gleitkörper im Berührungsbereich mit der Feder konkav entsprechend dem Durchmesser der Feder gerundet sein, um eine gute Führung auf der Feder zu gewährleisten, sowie Flächen zur Führung an der radial äußeren Begrenzungskante des Ausschnittes für die Feder oder an den inneren Begrenzungswänden der Kupplung aufweisen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Kupplung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die Kupplung gemäß der Schnittlinie (Π) in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Feder mit einem stabförmigen Gleitkörper.

Die in Fig. 1 dargestellte Kupplung (1) besteht aus ineinander angeordneten Kupplungshälften (2 und 3). Die eine Kupplungshälfte (2) ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden und besteht selbst aus zwei Seitenscheiben (2a und 2b), die die seitliche Begrenzung der Kupplung bilden. Die andere Kupplungshälfte (3) ist z. B. mit einem nicht dargestellten Fahrzeugantrieb verbunden. Beide Kupplungshälften (2 und 3) weisen mehrere fensterförmige Ausschnitte (4) auf, in denen, wie für sich allein bekannt, tangential angeordnete -2-

Claims

AT 394 254 B Spiraldruckfedem (5) mit Zentrierstücken (6) an deren Enden (7) eingelegt sind. Beide Kupplungshälften (2 und 3) greifen beidseitig tangential an diese Zentrierstücke (6) an, so daß in beiden Drehrichtungen der Kupplung (1) unter der Wirkung des Drehmoments ein Zusammendrücken der Spiraldruckfedem (5) zustandekommt. In dem Spalt zwischen den Außenflächen der Windungen (8) der Feder (5) und der radial äußeren Begrenzungsfläche (9) des Ausschnittes (4) ist ein Gleitkörper (10) eingefügt, der verhindert, daß sich die Feder (5) unter Fliehkraft bei hoher Drehzahl und evtl, niedriger Last, also bei schwach gestauchter Feder, nach außen wölbt, dabei evtl, aus den Zentrierstücken (6) schlüpft und dabei örtlich überbeansprucht wird. Auf den Windungen (8) der Feder (5) ist der Gleitkörper (10) in Längsrichtung der Feder frei beweglich, so daß dieser beim Zusammendrücken der Feder keine Behinderung darstellt, sondern jede Lage einnehmen kann. Dementsprechend ist auch die Länge des Gleitkörpers (10) gewählt. Die Führung des Gleitkörpers (10) geht aus Fig. 2 hervor. Der Gleitkörper (10) weist im Berührungsbereich mit der Feder (5) eine konkave Wölbung (11) auf, damit sich die Feder (5) exakt an den Gleitkörper (10) anle-gen kann. Die radial äußere Führung des Gleitkörpers (10) erfolgt an der inneren Begrenzungsfläche (9) des Ausschnittes (4). Zur seitlichen Führung des Gleitkörpers (10) dienen die inneren Begrenzungsflächen (12) der Kupplungshälfte (2). Dazu ist der Gleitkörper (10) mit ebenen seitlichen Führungsflächen (13) versehen. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Gleitkörpers (10a), der stabförmig ausgebildet ist und koaxial lose in die Feder (5) eingesetzt ist. Der Außendurchmesser des Gleitkörpers (10a) entspricht etwa dem Innendurchmesser der Feder (5), um ein sicheres Halten in deren gestreckter Lage zu sichern. Der Gleitkörper (10a) kann entweder kreisrunden Querschnitt oder, wie für sich allein bekannt, polygonen Querschnitt aufweisen und/oder zur Gewichtsreduktion hohl ausgebildet sein. Die Länge des Gleitkörpers (10a) ist entweder so bemessen, daß bei maximalem Verdrehwinkel noch kein stimseitiges Anliegen an die Zentrierstücke (6) stattfindet. Es kann aber auch vorgesehen werden, die lose eingelegten Gleitkörper (10a) als Anschläge für die Begrenzung des Verdrehwinkels heranzuziehen, so daß sich ein separater Endanschlag erübrigt. Im allgemeinen ist eine derartige Kupplung flüssigkeitsdicht ausgeführt und im Betrieb mit einem geeigneten Gleit- und Dämpfungsmittel gefüllt. Eine zuverlässige Funktion des Gleitkörpers ist auf diese Weise sichergestellt. Als Material für den Gleitkörper (10,10a) eignet sich insbesondere ein Werkstoff, der auch bei höheren Temperaturen ausreichende Festigkeit aufweist sowie gute Gleiteigenschaften und Beständigkeit gegen das Dämpfungsmedium, z. B. ein Kunststoff. Bei geeigneter Materialauswahl für den Gleitkörper (10,10a) ist die Erfindung auch anwendbar bei Kupplungen, deren Federn nicht in einem flüssigkeitsgefüllten Gehäuse eingebaut sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Drehelastische Kupplung, deren Kupplungshälften scheibenförmig ineinandergreifen und fensterförmige Ausschnitte aufweisen, in denen tangential angeordnete und auf Druck beanspruchte Spiralfedern angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ausschnitt (4) ein Gleitkörper (10,10a) zum Geradehalten der Feder (5) lose eingelegt ist.
2. Elastische Kupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (10) zwischen dem radial äußeren Umfangsbereich (7) der Feder (5) und der radial äußeren Begrenzungsfläche (9) der Ausschnitte (4) angeordnet ist.
3. Elastische Kupplung nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (10a) stabförmig ist und koaxial zur Feder (5) in diese eingelegt ist.
4. Elastische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (10) frei auf dem radial äußeren Umfangsbereich (7) der Druckfeder (5) entlang der Begrenzungsfläche (9) verschiebbar ist und durch eine dem Durchmesser der Druckfeder (5) angepaßte konkave Wölbung (11) in der Berührungszone zwischen der Druckfeder (5) und dem Gleitkörper (10) sowie durch die radial äußere Begrenzungsfläche (9) der Ausschnitte (4) in den Kupplungshälften (2,3) geführt ist.
5. Elastische Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (10) ebene Flächen (13) aufweist zur seitlichen Führung innerhalb der seidichen Begrenzungswände (12) der Kupplung (1). -3- AT 394 254 B
6. Elastische Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (10) aus einem Werkstoff besteht, der spezifisch leicht, gegen Abrieb, hohe Temperatur und, bei Vorhandensein eines Dämpfungsmediums innerhalb der Kupplung, gegen das Dämpfungsmedium widerstandsfähig ist sowie hohe Festigkeit bei guten Gleiteigenschaften aufweist. 10 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen