DE1775184B1 - Hydrodynamische kupplung mit einer fliehkraftbetaetigten reibungskupplung zum ueberbruecken des hydrodynamischen arbeitskreises - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine der entgegengesetzten Seite der treibenden Welle 1 hydrodynamische Kupplung mit einer fliehkraft- gelagert sein.

betätigten Reibungskupplung zum Überbrücken des Die angetriebene Welle 2 ist über Schrauben 6 mit

hydrodynamischen Arbeitskreises. einer Halbschale 7 verbunden, die zusammen mit

Eine derartige hydrodynamische Kupplung ist in 5 einer entsprechend ausgebildeten weiteren HaIbder britischen Patentschrift 760 249 beschrieben und schale 8 einen mit der Welle 2 drehfest verbundenen weist eine Reibungskupplung auf, die mit Flieh- Gehäusekörper bildet. Die Halbschalen 7 und 8 sind körpern versehen ist, die bei Überschreiten einer be- miteinander unter Zwischenschaltung einer Dichtung stimmten Drehzahl mit einem mit dem getriebenen 10 durch am Umfang verteilte Schrauben 9 verbun- bzw. treibenden Kupplungsteil fest verbundenen ίο den (F i g. 1).

Außenring in Eingriff kommen und dadurch die stan- Die hydrodynamische Kupplung weist ein inneres

dige drehfeste Verbindung zwischen Antriebswelle Laufrad 11, welches mit dem Keil 12 auf einem und getriebener Welle bewirken. Innenabschnitt 1 α der treibenden Welle 1 befestigt

Diese bekannten hydrodynamischen Kupplungen ist, und ein äußeres Laufrad 13 auf, das in der Halbweisen jedoch den Nachteil einer allzu rauhen und 15 schale 7 ausgebildet ist und dem inneren Laufrad 11 plötzlichen Eingriffsphase zwischen den treibenden gegenüberliegt.

und dem getriebenen Kupplungsteil.der Reibungs- Auf dem Abschnitt la der treibenden Welle 1 ist

kupplung auf. Dies ,verursacht große Torsions- weiter mit dem Keil 12 eine Reibungsscheibe 14 bebeanspruchungen an den Arbeitswellen der Kupp- festigt, die am Umfang einen Außenring 14 α auflung, die sich den beim normalen Betriebe vorhan- 20 weist, der koaxial zur Achse der Scheibe selbst und denen Drehbeanspruchungen zufügen. Ferner ändert zur Achse der Welle 1 liegt (Fig. 1). Auf dem Endsich bei einem derartig plötzlichen Eingriff die Um- abschnitt 1 b der Antriebswelle 1 ist ein Kugellager drehungsgeschwindigkeit zu schnell, wodurch der Zu- 15 montiert, welches von einer Nutmutter 16 in seistand einer regelmäßigen Drehbewegung nicht ein- ner Lage gehalten wird und im Inneren eines Flangehalten werden kann. Schließlich entsteht an den 25 sches 17 liegt, der seinerseits in axialer Lage an der reibenden Flächen während der Eingriffsphase der Halbschale 8 mit Schrauben 18, die zugleich eine Ab-Fliehkörper eine durch die großen Flächen und deckplatte 19 halten, befestigt ist. Bei dieser Andie hohen zu übertragenden Drehmomente bedingte Ordnung kann der aus den Halbschalen 7 und 8 bestarke Wärmeerzeugung. stehende Gehäusekörper unter Zwischenschaltung der

Die Aufgabe der Erfindung ist die weitgehendste 30 Lager 3 und 15 auf der treibenden Welle 1 rotieren. Beseitigung der obenerwähnten Nachteile durch die Wie deutlich den Fig.2 und 3 zu entnehmen ist,

Schaffung einer hydrodynamischen Kupplung der er- weist die Halbschale 8 eine innere ringförmige Erwähnten Art, die einen;äußerst weichen und allmäh- hebung 20 auf, die mit radialen Flügeln 21 versehen liehen Eingriff im ,Reibungskupplungsteil zwischen ist. Diese Flügel 21 (in der Zeichnung sind es beitreibendem und getriebenem Teil ermöglicht, so daß 35 spielsweise vier) sind in regelmäßigen Abständen ankeine zu raschen Geschwindigkeitsübergänge auf- geordnet und begrenzen innere Hohlräume 22, in treten und die bei einer übermäßig großen Erwär- denen in Form von Sektoren ausgebildete Fliehmung der treibenden Teile auftretenden Nachteile körper 23 beispielsweise aus Weichstahl oder einem beseitigt werden. anderen Material in einem Ölbad angeordnet werden

Dies wird durch eine hydrodynamische Kupplung 40 können, welche sich auf Grund der Zentrifugalkraft der eingangs genannten Art erreicht, deren Flieh- bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl des körper erfindungsgemäß jeweils zumindest einen Gehäusekörpers 7,8 nach außen bewegen. In der Rollkörper an der dem Außenring zugekehrten Seite Montagestellung reichen die Flügel 21 bis in die aufweisen, der in einem in dieser Seite ausgebildeten Nähe der Innenfläche des Außenringes 14 α der Sitz vorspringend gelagert ist. 45 Scheibe 14.

Vorzugsweise sind die Fliehkörper in Form von Die Hohlräume 22 können nach innen mittels

Sektoren ausgebildet und die Rollkörper zwei von- eines Ringdeckels 24 abgeschlossen werden, der mit einander mit Abstand angeordnete Rollen, die in Schrauben 25, die im Bereich der Bohrungen 25 a in zylinderförmigen Sitzen gelagert sind. den Flügeln 21 vorgesehen sind, befestigt werden

Die Erfindung ist an Hand der folgenden Beschrei- 50 kann. Nach Anbringen des Deckels 24 auf die HaIbbung einer bevorzugten Ausführungsform einer er- schale 8 sind die Fliehkörper 23 in den Räumen 22 findungsgemäßen Kupplung, wie sie in der Zeichnung eingeschlossen, dargestellt ist, erläutert. Wie deutlich die F i g. 2 zeigt, weist jeder Flieh-

Es zeigt . körper 23 Rollkörper 23 α an der dem Außenring

F i g. 1 die Kupplung teilweise im Axialschnitt, 55 14 α zugekehrten Seite auf, welche Rollkörper in auf

Fig. 2 einen Innenteil der Kupplung in Vorder- dieser Seite ausgebildeten Sitzen 23 b vorspringend ansieht und . gelagert sind. Im dargestellten Beispiel sind die RoIl-

F i g. 3 die Reibungskupplung teilweise im Axial- körper zwei voneinander mit Abstand angeordnete schnitt und teilweise in Seitenansicht. Rollen 23 α, die in zylinderförmigen Sitzen gelagert

Gemäß der Zeichnung weist die Kupplung eine 60 sind. Letztere sind im Bereich von peripheren Vortreibende Welle 1 und eine getriebene hohle Welle 2 Sprüngen 23 c ausgespart, sie können aber auch auf, die koaxial drehbar um die treibende Welle 1 mit direkt in der zugehörigen Seite der Fliehkörper 23 Zwischenschaltung eines Wälzlagers 3 angeordnet ist. ausgebildet sein. Die Rollen 23 α bestehen beispiels-Auf der treibenden Welle 1 ist ein Blockierungsring 4 weise aus gehärtetem Stahl, wobei die Sitze 23 b geangeordnet, wogegen auf der getriebenen Welle 2 ein 65 härtet sind. Auf diese Weise können die Rollen 23 a Keil 5 für die Befestigung einer Riemenscheibe, eines in den Sitzen 23 b rotieren, ohne daß sich ein Ma-Zahnrades od. dgl. (nicht dargestellt) vorgesehen ist. terialabrieb bildet. Die getriebene Welle 2 kann jedoch auch koaxial an In der Halbschale 8 sind Löcher 26 vorgesehen,

die mit Stopfen 26 α verschließbar sind und durch welche das zum Betrieb der Kupplung erforderliche Öl eingefüllt werden kann. Weitere Löcher 27 für den Durchtritt des Öls können in der Halbschale 7 vorgesehen werden (F i g. 1).

In der Folge wird die Funktionsweise der Kupplung erläutert. Sobald sich die Antriebswelle 1 zu drehen beginnt, tritt in bekannter Weise die hydrodynamische Kupplung 9, bestehend aus den beiden Laufrädern 11 und 13, in Tätigkeit; wodurch die ge- ίο triebene Welle 2 allmählich mitgenommen wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 1 die Betriebsgeschwindigkeit erreicht oder sich dieser nähert, werden durch die den Halbschalen 7 und 8 mitgeteilte Drehung die Fliehkörper 23 auf Grund der Fliehkraft nach außen verschoben, so daß die Rollen 23 α gegen die Innenfläche des Außenringes 14 α der Reibungsscheibe 14 gedrückt werden.

Bei einer bestimmten Geschwindigkeit reicht die Fliehkraft aus, die direkte Ankupplung über die Fliehkörper 23 und die Rollen 23 α im Kontakt mit der Innenfläche des Außenringes 14 α herbeizuführen, wobei die Rollen 23 α infolge des durch die Fliehkraft ausgeübten Druckes in den jeweiligen Sitzen 23 b blockiert werden. Auf diese Weise wird zwisehen der Antriebswelle 1 und der angetriebenen Welle 2 ein Geschwindigkeitsverhältnis gleich 1: 1 erzielt.

Wenn das Widerstandsmoment im Vergleich zum Antriebsmoment sehr hoch ist oder wenn starke Drehmomente plötzlich verlangt werden, gestattet die Kupplung eine relative Bewegung zwischen den zu koppelnden Teilen, ohne daß ein starkes und dauerndes Streifen zwischen Fliehkörpern und Außenring wie bei den bekannten Kupplungen dieser Art stattfindet. Die Rollen können dann in ihren Sitzen so lange drehen, bis sie durch den Druck, der auf sie ausgeübt wird, festgesetzt werden und die relative Drehbewegung aufhört. Dadurch wird eine sanfte und regelmäßige Drehübertragung erzielt, auch im Fall von Änderungen von erheblichen Drehmomenten.

Ein Vorteil dieser Kupplung ist auch die geringe Abnutzung der wirkenden Kupplungsteile, da die Rollen 23 α und die Sitze 23 b wie gesagt aus entsprechend hartem Material hergestellt werden können. Dadurch ist die Bildung von durch den Verschleiß abgetrenntem staubartigem Material, wie dies bei den bekannten Kupplungen nach einer gewissen Betriebsdauer der Fall ist, praktisch auf ein Minimum herabgesetzt. Dies ist von besonderem Vorteil, da dieses staubartige Material sich mit dem Schmieröl mischen könnte und dadurch eine Art Paste mit diesem bilden könnte, die die Eigenschaften eines Schmieröls nicht mehr aufweist und als solches nicht benutzt werden kann. Die Herstellung aus gesondertem Material bildet jedoch kein kostspieliges Problem, da die zu härtenden Teile geringe Abmessungen besitzen.

Ferner muß bemerkt werden, daß die Anordnung der Rollen 23 α für eine Kupplung vorgesehen ist, bei der die zu koppelnden Teile, d. h. die Fliehkörper mit ihren Rollen 23 α und der Außenring 14, zum Eingriff erst dann veranlaßt werden, wenn die relative Drehgeschwindigkeit sehr gering ist. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Fliehkörper 23 an dem getriebenen Teil der Kupplung angebracht sind, so daß der Eingriff mit dem am treibenden Teil befestigten Außenring 14 a erst dann bewirkt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Arbeitsgeschwindigkeit nahekommt. Aus diesem Grund ist es möglich, einen guten Kontakt mit einer geringen Fläche herzustellen, ohne unzulässige Wärmeerzeugung.

Es ist nun offensichtlich, daß die beschriebene Kupplung eine äußerst zufriedenstellende Verbindung zwischen getriebener Welle und treibender Welle gewährleistet, wenn eine weiche und allmähliche direkte Einkupplung unter Verminderung der Abnutzung und der Wärmeerzeugung erreicht werden soll.

Die gleichen genannten Vorteile können jedoch auch anstatt durch zylindrische Rollen durch kleine Kugeln erzielt werden, die in entsprechende sphärische Sitze der Fliehkörper eingesetzt sind.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrodynamische Kupplung mit einer fliehkraftbetätigten Reibungskupplung zum Überbrükken des hydrodynamischen Arbeitskreises, deren Fliehkörper bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl mit einem mit dem getriebenen bzw. treibenden Kupplungsteil fest verbundenen Außenring in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkörper (23) jeweils zumindest einen Rollkörper (23 a) an der dem Außenring (14 ä) zugekehrten Seite aufweisen, der in einem in dieser Seite ausgebildeten Sitz (23 b) vorspringend gelagert ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkörper (23) in Form von Sektoren ausgebildet und die Rollkörper zwei voneinander mit Abstand angeordnete Rollen (23 a) sind, die in zylinderförmigen Sitzen (23 b) gelagert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen