DE1625849A1

DE1625849A1 - Reibungskupplung,insbesondere fuer Bootsgetriebe

Info

Publication number: DE1625849A1
Application number: DE19671625849
Authority: DE
Inventors: Siegfried Braun
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1967-12-01
Filing date: 1967-12-02
Publication date: 1970-08-20
Also published as: DE1625849C3; DE1625849B2

Description

Reibungskupplung, insbesondere für Bootsgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine ReibungBkupplungp insbesondere fUr Bootsgetriebe, mit einem auf einer zu kuppelnden Welle ortsfest gelagerten Schaltmuffenträger und einem mit einer Schaltmuffe axial verschiebbaren Reibring mit vorzugsweise kegeliger Reibfläche, der mit einer an der anderen Kupplungshälfte angeordneten Reibfläche zusammenwirkt, und der zur Erzeugung der Anpreßkraft bei begrenzter Drehung auf der Jelle an der der Reibfläche gegenüberliegenden Stirnfläche mit Keilflächen versehen ist, die zu dieser Stirnfläche in Hauptachsrichtung geneigt ausgebildet sind und sich an Gerlenflächen am Schaltmuffenträger abstützen, wobei mehrere in t'iusnehmungen des Schaltmuffenträgers von radial gerichteten und fest mit diesem verbundenen Achsen gehaltene, an den Keilfl;ichen des Reibringes bei der Relativdrehung auflaufende Anpreärollen angeordnet sind, nach`Patent ..... (Patentanmeldung Z 9309 XII/47c), und betrifft Maßnahmen zur Verbesserung der Funktion derartiger Kupplungen. .Nach Patent (Patentanmeldung Z 9309 XII/47c) sind bei einer Reibungskupplung mit einem auf einer zu kuppelnden gelle ortsfest gelagerten Schältmuffenträger und einem mit einer Schaltmuffe axial verschiebbaren Reibring mit vorzugsweise kegeliger Reibfläche, der mit einer an der anderen Kupplungshälfte angeordneten Reibfläche iusammenwirkt, und de.r zur Erzeugung der Anpreßkraft bei begrenzter Drehung auf der -Jelle an der der Reibfläche gegenüberliegenden-Stirnfläche mit Keilflächen versehen ist, die zu dieser Stirnfläche in Hauptachsrichtung geneigt ausgebildet sind und sich an Gegenflächen am Schaltmuffenträger abstützen, mehrere in Ausnehmungen des Schaltmuffenträziars von radial gerichteten und fest mit diesem verbundenen Achsen gehaltene, an den Keilflächen des Reibringes in an sich b.ekannter Weise bei der Relativdrehung auflaufende Anpreßrollen angeordnet. Die Keilflächen, wobei jeder Anpreßrolle jeweils zwei gegensinnig gerichteten Keilflächen zugeordnet sind, sind hierbei unter einem stet-s.
ichen ilfinkel in Hauptachsrichtung geneigt und die Neigungswinkel der Reibflächen und der Keilflächen sind derartig in Abhängigkeit voneinander gewählt, daß der Verstärkungsgrad vom Reibwert der Ruhe der Reibflächen abhängig ist.
Diese Ausführung einer Kupplung hat sich in der Praxis zwar gut bewährt, da sich jedoch insbesondere bei einer längeren Gebrauchs-zeit die Reibflächen glätten und-somit mit einem kleineren Reibwert gerechnet werden muß, wird, um demzu begegnen, das Winkelverhältnis entsprechend groß ausgelegt, wobei insbesondere der Winke 113 der Keilflächen groß gewählt wird. Die Folge ist zwangsläufig ein'sehr schnelles und:hartes Ansprechen der Kupplung, und die kurze-Schaltzeit führt zu gro-ßen Beschleunigungamcmenten, die wiederum oftmals einen Bruch eines Reibringes.oder.anderer Getriebeteile hervorrufen.
Aufgabe der Erfindung ist et, nunmehr, die Reibungskupplung nach Patent (Patentanme.Idung-Z 9309 XII/410 derartig.zu verbessern, daß diese Nachteile uhd-vor allem Beschädigungen, an Getriebeteilen vermieden werden-. Des weiteren soll erreicht werden, daß das Rutschmoment der Kupplung einstellbar und in seiner Größe von dem Reibwert der Reibflächen nahezu unabhängig- ist, so daß das, übertragbare Moment in seiner Höhe begrenzt ist und unerwünschte Schaltstösse nicht mehr auf treten können, Gemäß de# Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß diein- den Reibring, eingearbeiteten Keilflächen unter eine#m z-£.,--h sietig veränderndem Auflaufwinkel in Ha.uptachsrichtung geneigt s7ind und daß eines der Kupplungsglieder, vzw. die--mitder Gegenreib-(L,"läche versehene KupplungshÄlfte, beispiel-swe,ise-ei.n #.-it e4-ner kegeligen Gegenreibf I lächei versehenes 'Zahnrad-" u.nt§#r axial verschiebbar gelagert ist. Die Keilflächen des Reibringes können hierbei kreieförmigi parabelförmig oder nach einer geometrischen Kurvegekrümmt ausgebildet werden.
Des weiteren ist es vorteilhaft§ zur axialen Abstützung der mit dem Reibring zusammenwirkenden Kupplungshälfte Federelemente mit durch Anschläge od. dgl. begrenztem Federweg, beispielsweise Tellerfedern, vorzugehen.
Eine gemäß der-Erfindung ausgebildete Reibungskupplung zeichnet sich bei geringem Bauaufwand nicht nur durch ein gutes Betriebsverhalten aus, vor allem ist gewährleistet, daß Beschädiguh gen der-Reibringe und anderer Getriebeglieder auf -Gru nd eines zu hohen-von diesen zu übertragenden Drehmoments weitgehend ausgeschlossen werden. Dadurch, daß nämli ich die Keilflächen der Reibringe unter einem sich stetig verändernden Auflaufwinkel in Hauptachsrichtung geneigt sind und die andere Kupplungshälfte unter Last axial verschiebbar ist, so daß. bei einem Schaltvorgang-diegemeinsame Tangente im Berührungspunkt an die Anpressrollen-und die Keilflächen dem jeweiligen Auflaufwinkel entspricht, wird nämlich erreicht, daß das Hutschmoment der Kupplung' vom Reibwert nahezu unabbän.C#ig ist. In Ruhestellung ist somit der Auflaufwinkel sehr klein und es is . t nur-eine entsprechend geringe Einschaltkraft erforderlich, während sich bei zunehmendem Beschleunigungsraoment die zu kuppelnde Kunnliln-ac;hmlfte durch die Axialkomponente entgegen der Kraft der Federelemente axial verschiebt, bis zu dem Wert des Auflaufwihkels der keine Verstärkung mehr hervorruft. Das in diesem läetriebszustand Übertragene -Drehmoment entspricht dem Rütschmoment der Kupplung. Durch die Auslegung der auf die Kupplungshälfte einwirken&n Kraft der Federelemente ist-das Rutschrnoment, das somit von dem Reibwert der Reibflächen,nahezu, unabhäng ig-ist, auf einfache Weise einstellbar und gegebenenfalls veränderbar, In der Zeichnung ist ein Augführungsbeispiel der, gemäß der'Erfindung ausgebildeten Reibungskupplung" der weitere-Einzelheiten zu entnehmen-sin d, im Axialschnitt dargestellt.
.Die hierbei als Doppelkupplungausgebildete und Ait 1 bezeichnete Reibungskupplüng besteht aus einem auf einerWelle-2 axial unverschiebbar und drehfest gelagerten Schaltmuffenträger 9, der zur-kraftschlüssigen der, Welle 2 mit denbeiden, mittels-Lager 5 und-6.drehbar auf der Welle 2 an-, jyeordneten Zahnrädern 3 und 4 zusammenwirkt. Die Zahnräder 3 und 4 sind jeweils mit einer kegeligen Reibfläche 7 und 8-versehen, auf die die Reibringe 13 oder 14 mit i14ren Reibflächen 15 bzw. 16 gepresst werden können. Zum Anpressen der Ringe 13 und 14 auf die Reibflächen 15 bzw. 16 dienen auf radial gerichteten - 1 ichsen 17 drehbar gelagerte -Anpressrollen 18, die in Ausnehmungen der Reibringe 13-zund 1,4 angeordnet sind und auf den-diese Ausnehmungen begrenzendem Keilflächen 19 und 20 adfla-ufen. Die Zahnräder 3 und 4 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel axial verschiebbar auf der Welle 2 gelagert, und zwar bei einer Verschiebung nach links bzw. rechts beim Auflaufen derAnpressrollen 18 auf die Keilflächen 19 bzw. 20 entgegen,der Kraft der Tellerfedern 23 oder 24. Die Federn 23 oder 24 stützen sich einerseits an den Lagern 21 und-22 der Welle 2 und andererseits an dem Wellenbund 25 bzw. 26 ab, sv, daß die Federn 23 und 24 in ihrem Federweg begrenzt sind und in der Neutralstellung somit nicht auf die Zahnräder 3 und 4 einwirken können.
Um bei einer Terschiebung der auf dem Schaltmuffenträger 9 verschiebbar gelagerten Schaltmuffe 10,- wobei die Federrasten 12 ausrasten und in eine der Ausnehmungen_ 1-1 der Schaltmuf fe 10 je nach VerschiebErichtung eing:reifen, das Rutschmoment der Kupplung und damit das von dieser zu übertragenden Moment in Ab- hängigkeit von dem jeweiligen Beschleunigungsmoment zu wählen, sind Keilfläche n 19 und 20 der Reibringe 13 bzw. 14 unter einem stetig sich verändernden Auflaufwinkel in Hauptachsrichtung geneigt. Zu diesem Zweck können die Keilflächen 19 und 20 kreisförmig, parabelförmig oder nach einer anderen geometrischen Kurve gekrümmt ausgebildet sein.
Wird die Schaltmuffe 10, um beispielsweise eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Wälle 2 und dem Zahnrad 4 herzustellen, nach rechts verschoben, so wird der Reibring 9 Uber nicht dargestellte Zwischenglieder durch die Schaltmuffe IQ mit seiner Reibfläche 16 auf die Reibfläche 8 des Zahnrades 4. gedrUckt. Sobald durch eine Mitnahme des Reibringes 14 eine Relativverdrehung gegenüber dem Schaltmuffenträger 9 eintritt, -laufen die Anpreserollen 18 auf der Keilflävhe 20 auf so daß eine selbsttätige Verstärkung der Anpresskraft hervorgerufen wird. Das Zahnrad 4 wird dabei in Abhängigkeit von dem Beschleunigungsmoment geringfügig entgegen der Kraft der Federn 24 nach rechts verschoben, und zwar soweitt bis zwischen der Kraft der Federn 24 und der aus dem zugeordneten Auflaufwinkel der Keilfläche 20 erzeugten AnpreGskraft Gleichgewicht hergestellt ist. Das in diesem Betriebazustand übertragba#re Moment ist so--mit unabhängig von dem Reibwert der Reibflächen 8 und 16 und entspricht dem Rutschmoment der Kupplung 1, so daß.Be.9chädigungen auf Grund eine4 zu hohen zu-Ubertragenden Moments an dem Reibring'14 auf diese Weise vermieden werden.

Claims

P a t e n t a n s p r U c h e : 1. ReibungskuPP1ung, insbesondere für Bootsgetriebe, mit einem auf einer zu kuppelnden Welle ortsfest gelagerten Schaltmuffenträger und einem mit einer Schaltmuffe a'xial verschiebbaren Reibring mit vorzugsweis.e kegeliger Reibfläche, der-mit einer an der anderen Kupplungshälfte angeordneten Reibfläche zusammenwirkt, und der zur Erzeugung der Anpresskraft bei begrenzter Drehung auf der Welle an der der Reibfläche gegenüberliegenden Stirnfläche mit Keilflächen 'versehen ist, die zu-dieser Stirnfläche in HauptachsTichtung geneigt ausgebildet sind und. sich an Gegenflächen am-Sdhaltmugfenträger abstützen, wobei mehrere in'Aus-nehmungen des Schaltmuffenträgers von radial gerichteten und fest mit diesem verbund-enen.Achsen gehaltene, an den Keilflächen des Reibringes bei der-Relativdrehüng auflaufende Anpressrollen angeordnet sindl- nach Patent (Patentanmeldung-Z 9309 XII/470, dadurch gekennzeichnet, daß die in d:en Reibring (1-3, 14.)- eingearbeiteten Keilflächen (19, 20) unter einem sich stetig verändernden Auflaufwinkel in hauptachsrichtung g.eneigt-sind und daß eines der Kupplungsglieder, vzw. die mit der Gegenreibfläche#(7, 8) versehene Kupplungshälfte;(3, 4), beispielsweise,ein.mit einer kegQligen Gegenreibfläche versehenes Zahnrad, unter Last axial verschiebbar-gelagert ist.
2. Reibungskupplung nach A#nspruch 1, dadurch gekennzeich-net, daß die Keilflächen (19, 20) des Reibringes (13, 14) kreisförmig, parabelförmig oder nach einer anderen geometrischen Kurve gekrümmt ausgebildet sind. 3-. Reibungskup.plung nach Ansprüch-1 oder 2, da-durch gelkennzeichnet, daß zur axialen Abstätzung der mit dem Reibring (13, 14) zusammenwirkenden Zupplungshälfte (3,-4) Federelemente (23, 24) mit durch Anschläge (21, 25 bzw. 22, 26) od. dgl. begrenztem Federweg, beispielsweise Tellerfedern-" vorgesehen sind.