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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Kupplungsmechanismus nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiger Kupplungsmechanismus umfasst einem Deckel, der geeignet
ist, an eine Schwungscheibe befestigt zu werden, eine Anpressplatte,
eine Federscheibe, beispielsweise eine Membranfeder, die zwischen
dem Deckel und der Anpressplatte wirkt, um eine Reibscheibe zwischen
der Schwungscheibe, die eine Gegendruckplatte bildet, und der Anpressplatte
einzuklemmen bzw. zu lockern. Der Kupplungsmechanismus hat ferner
eine von einer sogenannten Antriebswelle, die vorzugsweise durch
die Schwungscheibe gebildet wird, ausgehende Antriebsvorrichtung
einer sogenannten Zapfwelle, wobei diese Antriebsvorrichtung ein
Eingangselement umfasst, das dazu bestimmt ist, mit einer Antriebswelle
verbunden zu werden, und ein Ausgangselement, das dazu bestimmt
ist, die Zapfwelle anzutreiben.
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Eine Fehlausrichtung zwischen der
Achse der Antriebswelle und der Achse der Zapfwelle kann zum vorzeitigen
Verschleiß oder
gar zum Bruch der Zapfwelle oder zumindest bestimmter Bestandteile davon
führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, einen konstruktiv einfachen und preiswert herzustellenden
Kupplungsmechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, der
diese Nachteile nicht aufweist und der auch bei nicht exakt ausgerichteten Achsen
der Antriebswelle und der Zapfwelle nicht zu vorzeitigen Verschleiß, zu Beschädigungen
oder sogar zum Bruch der Zapfwelle oder von Teilen der Zapfwelle
führt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
es, dass zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement sowohl
Radialspielmittel, die ein bestimmtes radiales Spiel zwischen diesen beiden
Elementen zulassen, als auch Axialspielmittel vorgesehen sind, die
ein bestimmtes axiales Spiel zwischen diesen beiden Elementen zulassen.
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Der Hauptvorteil liegt dabei darin,
dass es auch bei Ausrichtungsfehlern der Achsen der Antriebswelle
und der Zapfwelle nicht zu vorzeitigen Verschleiß, zu Beschädigungen oder sogar zum Bruch
der Zapfwelle oder von Teilen der Zapfwelle kommt. Der erfindungsgemäße Aufbau
erlaubt stets eine perfekte Übertragung
des Drehmoments.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen einfachen Konstruktion
kann der Kupplungsmechanismus kostengünstig gefertigt und montiert
werden.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei,
wenn das Eingangselement eine Flanschscheibe und das Ausgangselement
eine Nabe ist.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei
ferner, wenn die Flanschscheibe relativ zur Nabe axial versetzt
ist.
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Die Flanschscheibe kann vorteilhafterweise durch
Riffelungen drehfest mit der Nabe verbunden sein.
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Dabei ist es weiterhin besonders
vorteilhaft, wenn die Nabe an ihrem Außenumfang eine Riffelung aufweist,
die mit einer Riffelung zusammenwirkt, die am Innenumfang der Flanschscheibe
vorgesehen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner,
wenn die innere und äußere Riffelung
so vorgesehen sind, dass ein bestimmtes radiales Spiel zwischen
der Flanschscheibe und der Nabe zugelassen wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass ein elastisches Mittel, vorzugsweise
eine Federscheibe, und die Flanschscheibe axial zwischen zwei Sicherungsringen
angeordnet sind, die auf der Nabe befestigt sind. Dank dieser Anordnung
werden im drehmomentlosen Betrieb die Bestandteile der Vorrichtung gehalten.
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Eine gezahnte Scheibe, die ohne Spiel
in die äußere Riffelung
der Nabe eingreift, kann vorteilhafterweise axial zwischen der Flanschscheibe
und der Federscheibe angeordnet sein.
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Eine gezahnte Scheibe, die ohne Spiel
in die äußere Riffelung
der Nabe eingreift, kann vorzugsweise jedoch auch axial zwischen
der Federscheibe und einem Sicherungsring angeordnet sein.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner,
wenn das Eingangselement der Antriebsvorrichtung drehfest mit der
Anpressplatte und/oder dem Deckel verbunden ist.
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Die Anpressplatte und der Deckel
sind vorzugsweise durch tangentiale Laschen drehfest miteinander
verbunden. Dabei wird weiterhin vorgeschlagen, das Eingangselement
ebenfalls durch die Befestigungsmittel am Deckel zu befestigen,
die die tangentialen Laschen am Deckel befestigen.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner,
wenn das Eingangselement der Antriebsvorrichtung drehfest durch
eine Verbindungsplatte mit der Anpressplatte und/oder dem Deckel
verbunden ist.
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Die Verbindungsplatte kann vorteilhafterweise
Lüfturngsflügel tragen.
Dadurch kann die Lüftung des
Inneren des Mechanismus verbessert werden.
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Die Federscheibe kann vorzugsweise
doppelkegelförmig
ausgeführt
sein.
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Der Kupplungsmechanismus kann vorteilhafterweise
eine gedrückte
Kupplung.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei,
wenn die Federscheilbe durch Bolzen gelenkig am Deckel befestigt
ist.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei
ferner, wenn die Verbindungsplatte mit Öffnungen versehen ist, die
vor den Bolzen angeordnet sind, wobei diese Öffnungen die Bolzen teilweise
aufnehmen.
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Als Variante kann der Kupplungsmechanismus
in vorteilhafter Weise auch als gezogene Kupplung ausgeführt sein.
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Zum besseren Verständnis des
Gegenstands der Erfindung werden nun beispielhaft, rein zur Veranschaulichung
und auf nicht einschränkende Weise
Ausführungsformen
beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.
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In diesen Zeichnungen:
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ist 1 eine
Draufsicht, mit partiellem Ausriß, einer Kupplung, die mit
einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung
versehen ist;
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ist 2 eine
Schnittansicht der Kupplung von 1;
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ist 3 eine
Schnittansicht, die nur die Antriebsvorrichtung zeigt;
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ist 4 eine
Teilansicht, die den Eingriff von Riffelungen mit radialem Spiel
zeigt;
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ist 5 ein 2 entsprechendes Schema,
das eine Variante des Mechanismus zeigt, der mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet
ist;
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ist 6 eine
partielle Seitenschnittansicht von 1;
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sind 7 und 8 Ansichten, die 3 entsprechen und jeweils
eine Variante zeigen.
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Zuerst wird auf 1 bis 4 Bezug
genommen, die eine Anwendung im Falle einer Tellerfederkupplung
betreffen, die mit einer Zapfwelle versehen ist und die insbesondere
dazu bestimmt ist, an einer landwirtschaftlichen Maschine, einer
Baumaschine, einem Müllauto,
einem Bus, einem Versorgungsfahrzeug oder anderem eingesetzt zu
werden.
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Der Kupplungsmechanismus umfasst
einen Deckel 10, der geeignet ist, zum Beispiel durch Schrauben 12 an
eine Schwungscheibe 11 befestigt zu werden. Eine Anpressplatte 13 ist
so am Deckel befestigt, dass sie sich mitdreht und axial verschiebbar
ist. Die Platte 13 ist zum Beispiel durch tangentiale Kupplungslaschen
mit dem Deckel 10 verbunden, insbesondere durch Laschen
wie die Laschen 14.
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Eine Reibscheibe 15 umfasst
eine Nabe 16 zum Ankuppeln einer ersten Welle. Die Scheibe 15 ist
dazu bestimmt, zwischen der Schwungscheibe 11, die eine
Gegendruckplatte bildet, und der Andruckplatte 13 angezogen
zu werden, oder zum Ausrücken gelockert
zu werden. 18 zeigt einen Federteller an, der am Deckel 10 befestigt
ist und mit der Anpressplatte 13 zusammenwirkt, um diese
so zu betätigen, dass
die Reibscheibe 15 angezogen oder gelockert wird.
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D.h., die Federscheibe 18 weist
allgemein die Form eines ringförmigen
Tellers auf, dessen Umfang 19 durchgehend ist und eine
gewölbte
Tellerfeder bildet, während
der zentrale Abschnitt eine Reihe von radialen Schlitzen aufweist,
um Ausrückfinger 20 zu
definieren.
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Die Federscheibe 18 ist
durch eine kreisförmig
angeordnete Reihe von Bolzen 21 am Deckel 10 befestigt.
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Im Beispiel von 1 und 2 liegt
die Federscheibe 18 gegen den Deckel 10 an, wobei
er auf einem Vorsprung dieses letzteren aufliegt, der die Form eines
kreisförmigen
Wulstes 22 aufweist, während
auf der anderen Seite der Federscheibe 18 eine Scheibe 23 vorgesehen
ist.
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Die Federscheibe 18 wirkt
mit der Anpressplatte 13 zusammen, indem die gewölbte Tellerfeder 19 gegen
mehrere Vorsprünge 24 der
Platte 13 anliegt.
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Wenn die Finger 20 ungenutzt
sind, bewirkt die Tellerfeder 19 einen elastischen Schub
auf die Platte 13, wodurch die Scheibe 15 eingeklemmt
wird. Um die Kupplung auszurücken,
wirkt eine Ausrücksteuerung,
zum Beispiel ein Ausrücklager 25,
in axialer Richtung auf die Finger 20 nach links in 2, wodurch die Finger umgekippt
werden und der Schub der Tellerfeder 19 auf der Platte
aufhört.
Dies hat die Lockerung der Flanschscheibe 15 zur Folge.
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Die Kupplung ist mit einem Zapfantrieb
am Deckel 10 versehen, wobei dieser Zapfantrieb keine erhebliche
Modifikation des soeben beschriebenen Aufbaus erfordert.
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Der Zapfantrieb umfasst eine Nabe 26,
die neben der Nabe 16 angeordnet ist die zum Ankuppeln
einer zweiten Welle vorgesehen ist, die konzentrisch zur ersten
Welle ist. Die Welle 26 ist durch eine Verbindungsplatte 28 mit
dem Deckel 10 fest verbunden. Diese Verbindungsplatte weist
eine allgemein ringförmige
Form auf und umfasst insbesondere einen inneren Abschnitt zur Befestigung
der Nabe 26 und einen äußeren Umfangsabschnitt
zur Befestigung am Deckel 10, der an den Befestigungspunkten 40 der
tangentialen Laschen 14 an dieser befestigt ist, die ihrerseits
durch Bolzen 43 an der Anpressplatte 13 befestigt
sind, wie in 6 gezeigt.
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Die Verbindungsplatte 28 kann
mit Öffnungen
versehen sein, die vor den Bolzen 21 angeordnet sind, wobei
diese Öffnungen
die Bolzen zum Teil aufnehmen: Diese Anordnung trägt dazu
bei, den axialen Raumbedarf zu reduzieren.
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Wie in 2 gezeigt,
ist die Verbindungsplatte 28 zwischen der Anpressplatte 13 und
der Federscheibe 18 angeordnet. Die Aufeinanderfolge in axialer
Richtung ist die folgende: Schwungsscheibe oder Gegendruckplatte 11,
Reibscheibe 15, Anpressplatte 13, Verbindungsplatte 28,
Federteller 18 und Deckel 10.
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Im dargestellten Beispiel ist der
innere Abschnitt der Verbindungsplatte 28 durch Nieten 32 an der
Nabe 26 befestigt, über
eine elastische Verbindung, die nachstehend beschrieben wird.
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Der äußere Umfangsabschnitt der Verbindungsplatte 28 ist
geeignet, durch Befestigungsmittel am Deckel 10 befestigt
zu werden, die ihrerseits dazu dienen, den Deckel 10 an
der Anpressplatte 13 zu befestigen; zu diesem Zweck weist
die Verbindungsplatte 28, wie in 1 gezeigt, radiale Arme 29 auf, die
durch die Nieten 40 am Deckel 10 befestigt sind, die
die tangentialen Laschen 14 daran befestigen.
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Diese letztere Anordnung erlaubt
es, den Aufbau erheblich zu vereinfachen und gewährleistet eine extreme Robustheit
des Aufbaus, wobei sie den Zusammenbau erleichtert.
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Die Verbindungsplatte 28 ist
vorteilhafterweise mit Flügeln 48 versehen, 6, die die Lüftung des
Inneren des Mechanismus gewährleisten.
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Die Befestigung der Verbindungsplatte 28 am
Deckel 10 ist äußerst robust,
da sie ganz am Umfang des Deckels 10 angeordnet ist.
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Öffnungen 30,
die in regelmäßigen Abständen in
der Umfangsrichtung verteilt sind, sind in der Verbindungsplatte 28 vorgesehen
und werden von den Vorsprüngen 24 der
Anpressplatte 13 durchdrungen.
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Wie in 3 besser
zu erkennen ist, ist die Verbindungsplatte 28 durch die
Nieten 32 mit einer Flanschscheibe 31 verbunden.
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Die Flanschscheibe 31 ist über Riffelungen drehfest
mit der Nabe 26 verbunden: Die Nabe 26 trägt an ihrem
Außenumfang
eine Riffelung 33, die mit einer Riffelung 34 zusammenwirkt,
die am Innenumfang der Flanschscheibe 31 vorgesehen ist;
diese Riffelungen 33 und 34 sind so vorgesehen,
dass sie ein radiales Spiel zwischen der Flanschscheibe 31 und
der Nabe 26 zulassen, wie in 4 gezeigt,
wobei sie die Übertragung
des Drehmoments gewährleisten.
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Die Flanschscheibe 31 ist
vorteilhafterweise relativ zur Nabe 26 radial versetzt,
um die axiale Anordnung der Gesamtheit zu erleichtern. Die Flanschscheibe 31 ist
zudem auf elastische Weise axial mit der Nabe 26 so verbunden,
dass ein axiales Spiel der Flanschscheibe 31 relativ zur
Nabe 26 möglich
ist.
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Dazu ist eine Federscheibe 35 axial
zwischen zwei gezackten Scheiben 36 und 37 angeordnet,
die ohne Spiel in die äußere Riffelung 33 der Nabe 26 eingreifen;
zwei Sicherungsringe 38 und 39 fassen das Ganze
axial ein: Ein Sicherungsring 38 nimmt die gezackte Scheibe 37 axial
auf, und der andere Sicherungsring 39 nimmt die Flanschscheibe 31 auf,
die durch die Federscheibe 35 über die andere gezackte Scheibe 26 axial
in Auflage gegen die Flanschscheibe 31 gedrückt wird.
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Als Variante werden die zwei Scheiben 36 und 37 in 7 axial beiderseits der
Flanschscheibe 31 angeordnet, wobei die Scheibe 36 einen
Verschleiß der
Flanschscheibe 31 durch den Sicherungsring 39 vermeidet;
einer anderen Variante gemäß, 8, sind zwei Federscheiben 35 beiderseits der
Flanschscheibe 31 angeordnet, wobei jede zwischen einer
gezahnten Scheibe 36 oder 37 und einem Sicherungsring 38 und 39 vorgesehen
ist, was zu einer kugelgelenkartigen Verbindung der Flanschscheibe 31 mit
der Nabe 26 führt.
In jedem Fall ist die Flanschscheibe 31 durch elastischen
Anzug auf einem axialen Anschlag (oder mehreren Anschlägen) axial
mit der Nabe 26 verbunden, wobei dieser elastische Anzug
durch eine Federscheibe gewellten Typs, einen Federteller oder anders
erfolgt.
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Einer der Sicherungsringe kann natürlich auch
durch eine Schulter der Nabe 26 ersetzt werden.
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Die Kupplung gemäß 1 und 2 ist
vom gedrückten
Typ, d.h., um einen Ausrückvorgang durchzuführen, muss
in Richtung des Pfeils F in 2 auf
die Finger der Federscheibe 18 gewirkt werden; die Federscheibe 18 ist
vorteilhafterweise doppelkegelförmigen
Typs, wobei die Finger der Federscheibe relativ zu seinem Federscheibenabschnitt
geneigt sind, wodurch der axiale Raumbedarf des Mechanismus reduziert
werden kann.
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5 zeigt
die Anwendung auf eine Kupplung vom gezogenen Typ, d.h., um den
Ausrückvorgang
durchzuführen,
muss in Richtung des Pfeils F in dieser 5 auf die Finger der Federscheibe 18 gewirkt
werden.
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1 und 2 gemäß ist die Welle, die mit der Nabe 26 des
Zapfantriebs verbunden ist, eine Hohlwelle, die von der Eingangswelle
des Getriebes durchdrungen wird, die mit der Nabe 16 der
Reibscheibe verbunden ist und voll sein kann.
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5 entsprechend
ist die Welle, die mit der Nabe 26 des Zapfantriebs verbunden
ist, eine Vollwelle, die eine hohle Eingangswelle des Getriebes durchdringt,
die von der Nabe 116 der Reibscheibe angetrieben werden
kann.
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Hier weist die Kupplung einen Deckel 110 und
eine Anpressplatte 113 auf, die drehfest mit der Schwungscheibe 111 verbunden
sind, die Flanschscheibe 31 ist direkt mit der Schwungscheibe 111 verbunden.
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In allen Fällen erlaubt der erfindungsgemäße Aufbau
selbst im Falle einer Fehlausrichtung zwischen der Achse der Schwungscheibe
und der der Zapfwelle eine perfekte Übertragung des Drehmoments.
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Für
bestimmte Anwendungen kann die Verbindungsplatte 28 oder
die Flanschscheibe 31 einen Torsionsdämpfer umfassen.
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Mehrere Federscheiben können vorgesehen werden,
gewellte, vom Typ Federteller oder sonstiges.