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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenkupplung, bei der an einer
Welle ein ringförmiger, an seiner Außenfläche mit einer umlaufenden, V-förmigen
Nut versehener Bauteil und an der anderen Welle ein konzentrisch den ringförmigen
Bauteil umschließendes Kupplungsgehäuseteil starr befestigt sind und bei der innerhalb
der V-förmigen Nut mehrere elastische Bänder angeordnet sind, die in Reibungsschluß
mit den Wänden der V-Nut stehen und mit ihren außenliegenden Enden an dem Kupplungsgehäuseteil
befestigt sind.
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Es ist bereits eine Wellenkupplung dieser Art bekannt, bei der die
mit einem Loch versehenen Endabschnitte der Bänder in tangential verlaufenden Schlitzen
des Kupplungsgehäuses mittels eines eingesteckten Stiftes gehalten sind. Ferner
ist eine Wellenkupplung dieser Art bekannt, bei der die Bandenden über daran befestigte
Klötzchen in entsprechenden Taschen des Kupplungsgehäuses verankert sind. Diese
bekannten Befestigungseinrichtungen für die Bandenden machen die Montage derartiger
Wellenkupplungen relativ kompliziert. Sie erfordern auch eine sehr sorgfältige Vorbearbeitung
dieser Teile und die Einhaltung vorbestimmter Passungen. Bei starken Stoßbeanspruchungen
der Kupplung besteht außerdem die Gefahr, daß die Stifte oder die Bandlöcher ausreißen.
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Um diese Nachteile der bekannten Wellenkupplungen zu vermeiden, wird,
ausgehend von einer Wellenkupplung der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die Bänder an einem unter Bildung einer Rutschkupplung mit Preßsitz in das Kupplungsgehäuseteil
eingesetzten Ring zu befestigen. Bei solchen Wellenkupplungen, bei denen die Bänder
über Löcher mittels Zapfen am Kupplungsgehäuseteil befestigt sind, hat es sich ferner
als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Befestigungszapfen unmittelbar aus dem Ring
ausgeprägt sind. Zum Erleichtern des Einsetzens des Ringes kann dieser schließlich
noch geschlitzt sein.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Rutschkupplung zwischen den
Bändern und dem Kupplungsgehäuse verhindert eine überlastung der Kupplung. Außerdem
wird durch die erfindungsgemäße Befestigungsart ein sehr einfacher und schneller
Zusammenbau der einzelnen Kupplungsteile ermöglicht. Die Einzelteile können auch
sehr billig als Preß- und Stanzteile hergestellt werden.
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Bekanntlich werden Kupplungen ungewöhnlich stark beansprucht, wenn
man sie als überholkupplungen für die Anlasser von Kraftfahrzeugen verwendet. Zwar
liegt das durch eine solche Kupplung zu übertragende maximale Anlaßdrehmoment gewöhnlich
in der Größenordnung von etwa 1,4 bis etwa 2,1 mkg, doch kann gelegentlich ein außerordentlich
hohes wirksames Drehmoment auf die Kupplung aufgebracht werden. Beispielsweise kann
auf die Anlasserkupplung durch gelegentliches Zurückschlagen des Motors während
des Anlassens ein Drehmoment aufgebracht werden, das etwa 14 mkg beträgt und somit
das normale Anlaßdrehmoment um das Zehnfache überschreitet. Wenn eine solche Kupplung
zur Verwendung als Anlasserkupplung geeignet sein soll, muß sie daher einem gelegentlich
auftretenden Drehmoment von etwa 14 mkg standhalten.
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Bis jetzt müssen die bei Anlassern für Kraftfahrzeuge verwendeten
Kupplungen Drehmomente bis zu etwa 14 mkg aufnehmen können, ohne daß eine Beschädigung
eintritt. Wegen -dieser Forderung muß man eine Anlasserkupplung vorsehen, deren
Abmessungen größer sind, als es durch den normalen Anlaßvorgang bedingt sein würde.
Bei der gezeigten Ausbildungsform der Erfindung können sich jedoch die Gesamtabmessungen
der Kupplung nach der normalen Höchstbeanspruchung beim Anlassen richten, und es
ist nicht erforderlich, ein gelegentliches Zurückschlagen des Motors zu berücksichtigen.
Beispielsweise kann man die Teile so ausbilden, daß sie dem normalen Antriebsdrehmoment
des Anlassermotors zuzüglich eines Sicherheitsfaktors standhalten, wobei man z.
B. ein Höchstdrehmoment von etwa 7 mkg vorsieht. Dies kann geschehen, ohne daß die
Kupplungsteile durch eine gelegentliche überlastung beim Zurückschlagen des Motors
gefährdet werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Wellenkupplung;
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie IX-IX nach F i g. 1; F i g. 3 zeigt
in Draufsicht ein bei einer erfindungsgemäßen Kupplung verwendbares Kupplungsband.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Wellenkupplung sind besondere Maßnahmen
getroffen, um einen Betrieb der Kupplung bei hoher intermittierender Stoßbeanspruchung
zu ermöglichen.
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Die Kupplung ist zwischen der Antriebswelle 10
und der Kraftabgabewelle
11 .eines elektrischen Anlassermotors angeordnet. Die Kupplung umfaßt ein Gehäuse
130, das fest mit der Welle 10 verbunden ist. Das Abtriebsteil der Kupplung wird
durch ein Bauteil 21 mit einer V-Nut 22 gebildet. Die Seitenwände 23 der V-Nut arbeiten
mit mindestens einem und vorzugsweise mit mehreren Drehmomentübertragungsbändern
25 zusammen, die mit einem Krümmungsdurchmesser vorgebogen sind, welcher etwas kleiner
ist als der Durchmesser des Bodens 24 der V-Nut 22. Jedes Band 25 wird durch ein
federndes Metallstück von im wesentlichen konstanter Dicke gebildet, dessen -Breite
sich in Richtung auf sein freies Ende allmählich verringert. Wegen dieser Form kann
sich das freie Ende jedes Bandes 25 allmählich tiefer in die V-Nut 22 hineinbewegen,
wie es aus F i g. 2 ersichtlich ist, so; daß jedes Band annähernd einen Teil einer
Spirale bildet. Bei Kupplungskonstruktionen, bei denen nur ein einziges Band 25
vorgesehen-ist,-ordnet man--dieses Band so an, daß es sich selbst über den Umfang
des Kupplungsorgans 21 überlappt, um zur Stabilisierung des Bandes in der V-Nut
beizutragen.
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Jedes Band 25 ist mit einem breiten Befestigungsabschnitt 26 versehen,
dessen Gesamtbreite gemäß F i g. 3 annähernd doppelt so groß ist wie die Breite
des sich verjüngenden Bandabschnitts. Der Befestigungsabschnitt 26 weist zwei Öffnungen
27 und 28 auf, deren Breite etwa einem Viertel der Breite des Abschnitts 26 entspricht.
Es sei bemerkt, daß die Querschnittsfläche des Bandes an ihrem schwächsten Querschnitt,
d. h. in einem Querschnitt durch die öffnung 27 bzw. die Öffnung 28, wegen der größeren
Breite des Abschnitts 26 größer ist als die Querschnittsfläche des sich verjüngenden
Teils des Bandes, so daß der Befestigungsabschnitt 26 eine
größere
Festigkeit besitzt als der zur Drehmomentübertragung dienende, schmaler werdende
Teil des Bandes.
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Die Bänder werden durch Zapfen 29' in ihrer Lage gehalten, die Bestandteile
eines äußeren Ringes 33 bilden, welcher mit Preßsitz in ein Blechgehäuse 34 eingebaut
ist, das bei 35 mit dem Gehäuseteil 30 verschweißt ist. Alternativ könnten natürlich
das Blechgehäuse 34 und das Hauptgehäuse 130 durch ein einheitliches Schmiedestück
ersetzt werden, bei dem der dünnwandigere Teil 34 an das Gehäuse 130 angearbeitet
ist. Die Zapfen 29' sind mit Hilfe eines Prägevorganges an dem Ring oder Streifen
33 derart ausgebildet, daß an der Außenfläche des Ringes bei 36 eine entsprechende
Vertiefung vorhanden ist. Man kann den Ring oder Streifen 33 als einheitliches Bauteil
ausbilden, das kreisrund gebogen und mit Preßsitz in das Blechgehäuse bzw. eine
entsprechende Aussparung des Gehäuses 130 eingebaut ist. Natürlich könnte man den
einteiligen Streifen 33 auch durch zwei oder mehr Teile ersetzen, doch erweist sich
die einteilige Konstruktion als sehr zweckmäßig.
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Gemäß F i g. 3 ist die Öffnung 28 ein rundes Loch, das im wesentlichen
den gleichen Durchmesser besitzt wie der damit zusammenarbeitende Zapfen 29'. Die
Öffnung 27 des Bandes ist dagegen in einem geringen Ausmaß langgestreckt, damit
das Ende eines in Umfangsrichtung nächstfolgenden Zapfens 29' ungehindert hindurchtreten
kann. Gemäß F i g. 2 besitzt der Zapfen 29' in jedem Falle eine radiale Länge, die
etwa dem 1,75fachen der Dicke eines einzelnen Bandes 25 entspricht. Infolgedessen
kann der Zapfen 29' fest in die hintere Öffnung 28 des zugehörigen Bandes 25 eingreifen
und sich weiter nach innen durch das betreffende Band hindurch in die Öffnung 27
des nächstfolgenden Bandes hinein erstrecken, wobei der Zapfen locker in die Öffnung
27 eingreift. Da die Länge jedes Zapfens 29' etwas kleiner ist als die Gesamtdicke
von zwei Bändern 25, stößt kein Zapfen an das betreffende dritte Band, welches sich
unmittelbar unterhalb der betreffenden Öffnung 27 erstreckt.
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Beim Zusammenbau der Kupplung werden die Bänder 25 in die V-Nut des
Kupplungsteils 21 eingesetzt, und der Streifen 33 wird durch Aufspreizen seiner
Enden 33 a und 33 b so weit verformt, daß man die Zapfen 29' über
die Umfangsfläche des äußersten Bandes hinwegschieben und in die öffnungen 27 und
28 der verschiedenen Bänder hineinfedern lassen kann. Bei der Herstellung kann man
die Festigkeit des Preßsitzes dadurch regeln, daß man die Länge des Streifens 33
und die Wandstärke des Gehäuseteils 34 genau festlegt. Hierbei können die Toleranzen
ziemlich groß sein, da das beim Anlassen normalerweise aufgebrachte größte Drehmoment
etwa 2,1 mkg beträgt, während die konstruktiv vorgesehene Höchstbeanspruchung gemäß
der vorstehenden Beschreibung bei etwa 7 mkg liegt. Unter diesen Umständen wählt
man den Preßsitz vorzugsweise so fest, daß jede Drehbewegung zwischen dem Streifen
33 und dem Gehäuse 34 unterhalb von etwa 3,5 mkg verhindert wird, während oberhalb
dieses Wertes ein Durchrutschen der Kupplung möglich ist. Bei dieser Anordnung führen
die beim Zurückschlagen des Motors auftretenden Drehmomente nicht zu einer Beschädigung
von Teilen der Kupplung, so daß man die Kupplung im Vergleich zu den bis jetzt gebräuchlichen
Kupplungen erheblich leichter ausbilden und mit geringeren Kosten herstellen kann.