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Kupplung mit Drehmomentbegrenzung Die Erfindung betrifft eine Kupplung
mit Drehmomentbegrenzung, bei der die Größe des höchsten übertragbaren Drehmoments
in beiden Drehrichtungen verschieden ist und die zur Kraftübertragung dienenden
Reibkörper in der Drehrichtung, in der das größere Drehmoment übertragen werden
soll, eine stärkere Wirkung haben.
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Bei einer bekannten Kupplung dieser Art sind die beiden Kupplungshauptteile
als konzentrisch mit Umfangsabstand angeordnete Trommeln ausgebildet. Zwischen den
Trommeln ist ein Bremsband angeordnet, das an einem Ende fest mit dem Umfang der
inneren Trommel und am anderen Ende unter Zwischenschaltung einer Spiralfeder mit
der inneren Trommel verbunden ist. Diese bekannte Kupplung hat einen großen Platzbedarf.
Sie besitzt ferner wegen ihrer Größe auch ein erhebliches Trägheitsmoment bezüglich
der Antriebswelle. Ferner ergibt sich durch die Spiralfeder eine radial auf die
Welle - wirkende Kraftkomponente, die unter Umständen zu Schwingungen Anlaß
geben kann. Ferner läßt sich die Größe der übertragbaren Drehmomente nur durch das
Einsetzen einer anderen Feder verändern.
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Es ist außerdem eine federbelastete Sicherheitsreibungskupplung bekannt,
bei der jedoch in beiden Drehrichtungen ein gleich großes Grenzdrehmoment übertragbar
ist.
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Schließlich ist eine nur in einer Drehrichtung ein Drehmoment übertragende
Freilaufkupplung in Form einer Reibungskupplung bekannt, deren Kupplungshälften
mittels einer Hilfseinrichtung gegeneinander verstellbar sind. Die Hilfseinrichtung
besteht aus einem Gewinde, auf dem sich die eine Kupplungshälfte gegenüber dem treibenden
Teil verschrauben kann und einer Feder, die diese Verschraubung im Sinne des Einkuppelns
einleitet.
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Zweck der Erfindung ist es, die angegebenen Nachteile der bekannten,
in beiden Drehrichtungen verschieden große Grenzdrehmomente übertragenden Kupplungen
zu beseitigen. Dies wird erreicht, indem eine an ihrem Umfang mit Belägen versehene
Scheibe auf einer Nabe der getriebenen Welle frei drehbar angeordnet ist und konzentrisch
zu den Belägen einen weiteren Satz Beläge trägt, welche zwischen drei Platten einklemmbar
sind, von denen eine Platte auf einer Seite der Scheibe angeordnet und fest mit
der Nabe verbunden ist, während die beiden anderen Platten auf der anderen Seite
der Scheibe konzentrisch zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden
sind, wobei die innere Platte in an sich bekannter Weise durch eine Schraubenführung
mit der Nabe verbunden und in axialer Richtung beweglich ist und die äußere Platte
in an sich bekannter Weise durch Federkraft dauernd gegen den Belag der Scheibe
angedrückt ist.
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Die Kupplung gemäß der Erfindung hat einen geringen Platzbedarf und
kann da-her an Stelle einer üblichen Reibscheibenkupplung mit einem in beiden Drehrichtungen
gleich großen Drehmoment eingesetzt werden. Infolge ihres geringen Gewichtes gegenüber
vergleichbaren Kupplungen übt sie ferner auf die Welle ein kleines Trägheitsmoment
aus. Radiale Kraftkomponenten sind vollständig vermieden. Schließlich läßt sich
die Größe der in beiden Drehrichtungen übertragbaren Drehmomente leicht einstellen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Kupplung gemäß der Erfindung im Längsschnitt und Fig.
2 eine Teilansicht zweier Bestandteile der Kupplung im Aufriß.
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Bei der gezeichneten Ausführungsform ist nur die eigentliche Kupplungsscheibe
dargestellt. Sie besteht in bekannter Weise aus einer flachen Metallscheibe
1,
welche auf jeder Seite an ihrem Umfang Reibbeläge 2 trägt. Diese Scheibe
ist auf einer Nabe 3 frei drehbar, deren Bohrung mit einer Innenkeilverzahnung
4 versehen ist, mittels welcher sie drehfest mit einer nicht dargestellten getriebenen
Welle verbunden werden kann.
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Die Scheibe 1 trägt ein zweites Paar Reibbeläge 5, welche in
dem Ausführungsbeispiel als selbständige, von den Belägen 2 getrennt angeordnete
Beläge gezeigt
sind, die jedoch auch als Verbreiterung der Beläge
2 nach der Mitte der Scheibe zu ausgebildet sein können.
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Die Beläge 5 liegen einerseits an einer, einen Teil der Nabe
3 bildende Platte 6 und andererseits an zwei konzentrischen Platten
7 und 8 an, welche gegeneinander und in bezug auf die Nabe
3 beweglich sind.
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Die innere Platte 7 ist auf der Nabe 3 mittels einer
Schraubenführung gelagert, die beispielsweise als mehrgängiges Gewinde mit verhältnismäßig
starker Steigung ausgebildet ist. Wenn die Kupplung gemäß der Erfindung in der Kraftübertragung
eines Kraftfahrzeuges verwendet wird, dessen Motor auf der rechten Seite von Fig.
1 angeordnet ist und in Richtung auf die Kupplung gesehen in üblicher Weise
im Uhrzeigersinn dreht, muß das die Teile 3 und 7 miteinander verbindende
Gewinde ein Linksgewinde sein.
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Die axiale Bewegung der Platte 7 in Richtung auf die Platte
6 wird dadurch begrenzt, daß sie gegen den Belag 5 zur Anlage kommt.
Ihre Bewegung in entgegengesetzter Richtung wird axial durch einen Anschfagring
9 begrenzt, welcher durch beliebige geeignete Mittel auf der Nabe
3 befestigt ist. Zwischen diesen beiden Anschlägen ist die Platte
7 in axialer Richtung um einen geringen Betrag verschiebbar, was einer gewissen
Winkelverlagerung in bezug auf die Nabe 3
entspricht.
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Auf dem Umfang der Platte 7 ist, drehfest mit dieser verbunden,
jedoch in axialer Richtung frei beweglich, die äußere Platte 8 angeordnet.
Eine Ausführungsform der Verbindung zwischen diesen beiden Platten ist in Fig. 2
in Form einer Keilverzahnung dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß auch jede
beliebige andere gleitende Keilverbindung Verwendung finden kann, ohne dabei den
Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Eine in einem Stück mit der Platte 7 ausgebildete Halterung
7 a trägt eine Feder 10, welche sich an der inneren Platte
7 abstützt und die äußere Platte 8
gegen den Belag 5, d. h.
nach rechts in Fig. 1 zu drücken sucht. Die Feder 10 ist als Tellerfeder
dargestellt, die sich mit ihrem Innenrand über ein Anschlagstück 11 gegen
die Halterung 7a und mit ihrem äußeren Rand unmittelbar gegen die Rückseite der
äußeren Platte 8 abstützt. Es versteht sich, daß diese bevorzugte Ausbildung
der Feder nicht die einzig mögliche Ausführungsform darstellt, sondern im Rahmen
der Erfindung ebensogut jedes andere bekannte elastische Mittel verwendet werden
kann, das den gleichen Zweck erfüllt. Die Vorrichtung arbeitet wie f olgt: Wenn
man von der Annahme ausgeht, daß die Kupplung in die Kraftübertragungseinrichtung
eines Kraftwagens eingebaut ist, wird, von der rechten Seite der Fig.
1 aus gesehen, das Motordrehmoment im Uhrzeigersinn über die Beläge 2 auf
die Kupplungsscheibe 1 übertragen.
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Das so auf die Scheibe eingeleitete Drehmoment hat das Bestreben,
die Scheibe 1 und ihre Beläge 5 im gleichen Sinn zu drehen, der nachfolgend
im Interesse größerer Klarheit als ">positiver Drehsinn« bezeichnet wird.
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Auf Grund des durch die Feder 10 ausgeübten Druckes -übertragen
die Beläge 5 durch Reibschluß ein gewisses Drehmoment einerseits auf die
Platte 6
und somit auf die Nabe 3 und die Abtriebswelle und andererseits
auf die äußere Platte 8. Letztere wird mit-genommen und erteilt ihrerseits
der inneren Platte 7
eine Drehbewegung. Aut Grund der Schraubverbindung zwischen
der Platte 7 und der Nahe 3 wird erstere mit einer sehr großen Kraft
gegen die Beläge 5 angedrückt. Die Anpreßkraft hängt vom Reibungskoefflzienten
zwischen der Platte 8 und dem Belag 5 und vom Steigungswinkel des
die Platte 7 und die Nabe 3
verbindenden Gewindes ab.
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Die gesamte Kupplungsscheibe überträgt somit im positiven Drehsinn
ein Drehmoment mit einem hohen Grenzwert. Wenn sich die Drehrichtung ändert, wird
die äußere Platte 8 durch die Beläge 5 in bezug auf die Nabe
3 im negativen Drehsinn mitgenommen. Die auf diese Weise angetriebene Platte
7 entfernt sich auf Grund ihrer Schraubverbindung mit der Nabe
3 vom Belag 5, so daß sie nicht mehr in kraftschlüssiger Verbindung
mit diesem steht und kommt schließlich gegen den Anschlagring 9 zur Anlage.
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Die unter dem Druck der Feder 10 stehende äußere Platte
8 übt weiterhin einen Druck auf den Belag 5
aus und die Kupplungsseheibe
überträgt unter diesen Bedingungen ein Drehmoment, welches durch die Kraft der Feder
10 und den Reibungskoeffizienten zwischen dem Belag 5 und der Platte
8 bestimmt wird. Die gesamte Kupphingsscheibe überträgt somit im negativen
Drehsinn ein Drehmoment, dessen Grenzwert wesentlich niedriger liegt als der Höchstwert
des im positiven Drehsinn übertragenen Drehmoments.