DE1953196A1 - Flexible Kupplungsausbildung - Google Patents

Description

OR. MOLLER-BORß· DIPL-ING. GRALFS DR. MANITZ . Da DEUFEL

β MÖNCHEN 22, ROBEHT-KOCH-STR. 1

TELEFON 225110

München, den 22. Okt.1969 nn - V/ 1004

AXEL OHARLES WICKMAN, Sai'asota, Florida, U.S.A.

Flexible. Kupplungsausbildung

Die Srfinching bezieht sieh auf eine flexible Kupplungsausbildimg, die in einer Kraftubortragungaantriebeeinrichtung verwendet vrird und aich inöbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf ο ine Kraffceinheit für ein Kraftfahrzeug, anwenden läßt, welches ein hydrodynamischeo Pluidantriebselement aufweist.

Bei solch einem Kraftfahrzeug mit einem aelsttätigen Wechselgetriebe ist es Üblich, ein Antriebsvorhältnis durch Eingriff ' einer Reibkupplung oder einer Bandbremse herbeizuführen. Um den Eingriff abzufedern, ist es wünschenswert, in die Antriebsleitung eine Sorsionsflexibilltät einaufuhren; es ist jedoch oft schwierig, einen Raum für eine adäquat flexible Einrichtung zu finden,

ErfindungegemäS aoll eine kompakte flexible Kupplungseinrichtung geschaffen werden.

flach der Erfindung umfaßt eine flexible Kupplungseinrichtung Verwendung in einer Kraftübertragungsantriebsreihenanord-

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imng eine Schaufel aus flexiblem Material, wobei diese Schaufel im wesentlichen von spiralförmiger Gestalt iBt und ein Ende dieser Schaufel so ausgebildet ist» daß as eich mit einem Element dieser Antriebsreihenanordnung verbinden läßt und wobei das andere Ende dieser Schaufel so ausgebildet ist, daß es sich mit einem anderen Element der Antriebsreihenanordnung verbinden läßt, wodurch eine torsionsflexible Verbindung zwischen diesen Elementen geschaffen wird. Zweckmäßig ist ein Ende der Schaufel schwenkbar an einem dieser Elemente angebracht.

Vorteilhaft ist das Ende der Schaufel von teil-zylindrischer ' Gestalt und öo ausgebildet, daß es in eine entsprechende teilzylindrische Büchse im Element paßt»

Me Dexible Kupplungseinrichtung umfaßt wünschenswert eine Vielzahl dieser Spiralschaufeln, wobei jede zwischen diesen Elementen verbunden ist und diese Schaufeln im wesentlichen gleichen Abstand um die Achse dieser Elemente aufweisen.

Weiterhin umfaßt die flexible Kupplungseinrichtung zweckmäßig eine Reibraaterialmenge, die an einer Oberfläche befestigt ist» die im wesentlichen in radialer Richtung der oder einer der Schaufeln v/eist und so ausgebildet ist, daß sie gegen eine im wesentlichen radial ausgerichtete ΙΊΜοη© der oder einer anderen Schaufel greift, derart, daÄ eine Torsionsdämpfung herbeigeführt wird, wenn das Reibmaterial sich in Kontakt mit dieser gegenüberliegenden Fläche befindet.

! Alternativ kann die flexible Kupplungseinrichtung eine Länge federnden Materials aufweisen, welches an eine Fläche befestigt ist, die in im wesentlichen raaialsr Richtung der oder einer

] der Schaufeln v/eist und so ausgebildet ist, daß sie gegen eine gegenüberliegende im wesentlichen radial ausgerichtete Fläche der oder einer anderen Schaufel greift, derart, daß die 2or-Bionsflexibilität der Kupplungseinrichtung vermindert wird, wenn das federnde Material ei öl» in Kontakt mit dieser gegenüber-

liegenden Fläche befindet. Torteilhaft sind die Länge federnden Materials und die Reibmateriallänge durch die gleiche Materiallänge gebildet.

Bin Spalt ist wünschenswert zwischen dem federnden Material und dieser gegenüberliegenden fläche vorgesehen, wenn keinerlei Drehmoment durch die flexible Kupplungseinrichtung übertragen wird, wodurch die Torsionsflexlbilität niedriger wird, bis das federnde Material in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche Kommt. Vorzugsweise sind Anschlagaeinrlohtungen wirksam zwisohen diesen Elementen vorgesehen, um das durch die Sohaufol-übertragene Moment zu begrenzen.

Weiterhin ist die Kupplungseinrichtung aweekmäßig vorgewickelt und Anschlagseinrichtungen sind zwischen den beiden Elenenten vorgesehen, um ein Abwickeln der flexiblen Kupplungseinrichtung zu unterbinden, so daß eine Torsionsflexibilität nur dann vorhanden ist, wenn das bestimmte durch Vorwicklung erhaltene Moment überschritten wird.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann eine Antriebeeinheit eine beliebige der oben genannten flexiblen Kupplungseinrichtungen aufweisen. Für den Fall, daß die Krafteinheit eine Kurbelwelle und ein hydrodynamisches Antriebselement aufweist, ist die flexible Kupplungseinrichtung zweckmäßig wirksam zwischen der Kurbelwelle und dem hydrodynamischen Antriebselement angeordnet.

Eine beispielsweise Ausführungeform der Erfindung soll nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen Figur 1 ein leilschnitt durch ein Kraftfahr*eugweche*lgetriebe ist} Figur 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Figur 1; und Figur 3 ist eine ähnliche Darstellung wie Figur 2, aeigt jedoch eine alternative Aueführungsforau

Haob. den ßeiclinungen besitzt ein hydrodynaatischer Drehmomentwandler IO eine motorisch getriebene Pumpe 11, erste und

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zweite Turbinen 12 und 13 und erste.und zweite Reaktioneelemente 14 und 15. Die erste Turbine 12 ist zum Antrieb eines ersten Kraftabtriebelementes 16 durch einen ersten Freilauf 17 verbunden, und die zweite Turbine 13 ist so angeschlossen, daß sie ein ezweites Kraftabtriebeelement'18 antreibt. Die folgende Verbindung der ersten und zweiten Kraftabtriebseleraente 16, 18 bilden keinen Teil der Erfindung. Dae erste Reaktionselement 14 ist mit einer Reaktionshülse 19 durch einen Freilauf 20 verbunden, das zweite Reaktionselement 15 ist direkt auf die Reaktionshülse 19 aufgekeilt. Bin integral mit der Pumpe 11 ausgebildeter Außenmantel 21 1st ' an einer Vorderplatte 22 befestigt und bildet einen öldichten Behälter für das Arbeitsmedium. Ein Starterringeahnrad 23 ist zwischen Außeninantel 21 und Vorderplatte 22 befestigt.

Um Verluste im Drehmomentwandler 10 unter bestimmten Arbeitebedingungen zu vermeiden, ist eine Sperrkupplung vorgesehen« Die Kupplung umfaßt eine Antriebsscheibe 24, deren Mittelteil 25 gegen das erste Leistungsabtriebselement 16 verkeilt ist. Ein Zylinder 25 iet im Mittelteil der Vorderplatte 22 ausgebildet und ein ein Teil der Kupplungebetätigungsplatte bildender Kolben 26 kommt innerhalb des Zylinders 25 zur Wirkung. Der Umfang der Kupplungsbetätigungsplatte 27 steht in Keilverzahnungseingriff mit dem Außenmantel 21. Druckfluid wird längs einer Mittelbohrung 28 im ersten Kraftabtriebeelement 16 gefördert und in den Zylinder 25 gegeben, um den Kolben 26 und die Kupplungsbetätigungsplatte 27 gegen den Drehmomentwandler 10 zu drücken. Hierdurch wird die über die Kupplung angetriebene Platte 24 gegen eine Preßplatte 29 geklemmt, die auch am Umfang gegen den Außenmantel 21 verkeilt ist und gegen einen Seegerring 30 anliegt. Ein vorne auf der Platte ausgebildeter Bund 31 greift in eine Bohrung in einer Kurbelwelle 32 und sorgt für eine radiale Positionierung des Vorderteils des Drehmomentwandlers 10.

Lösen und Eingriff der Sperrkupplung oder Änderungen im Übersetzungsverhältnis im nicht dargestellten vom Drehmomentwandler 10 angetriebenen Wechselgetriebe, insbesondere wenn die

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Sperrku^plwng eingerückt ist, neigen dazu, Stöße am Drehmomentwandler hervorzurufen, die unangenehm sein können. Es ist wünschenswert, eine (Dorsionsflexibiiität awisohen. der ,_t .; Kurbelwelle und dem Ausgang des Wechselgetriebe© einauführea.» _v um solche Stöße abzufedern und eine beliebige andere Tor- : ..; sionsschwingung, die vorhanden sein kann, abzuschwächen» Wird solch eine Flexibilität hinter dem Wechselgetriebe eingeführt, so wird ,jedes flexible Element dam motorischen Drehmoment multipliziert mit dem Drshmomentsumwandlungsfaktor des Örehmomentv/andlers und dem Öeschwindigkeitswecheelgetriebeverhältnia aiisgesetzt. Diese Anordnung erfordert aber leicht ein Behr platsraubendes und unter hohen Beanspruchungen stehendes flexibles Element. Obwohl das Einführen der Flexibilität awiöohsn Drehmomentwandler und Wechselgetriebe einen Seil dieses Problems überwindet> so ist dies in Praxis oft sehr schwierig psu verwirklichen« Bei don erflndungegemäßen Aueftihrungsformen wird daher die Federung zwischen Kurbelwelle 32 und Drehmomentwandler 10 eingeführt.

Insbesondere nach den Figuren 1 und 2 besitzen drei gleiche lederstahlschaufeln 33 von Spiralgestalt teil-zylindrische Üeilo 34, 35, die an ihren inneren und äußeren Enden jeweils integral ausgebildet sind. Ein Plansch 136 ist integral mit der Kurbelwelle 32 ausgebildet und mit drei im gleichen. Abstand angeordneten teil-zylindrischen Sitzen 36 ausgebildet» ' in deren jeden einer der teil^zylindrlschen Teile 3-f der Schaufeln 33 schwenkbar für eine begrenzte Winka.lbewegung greift. In ähnlicher Weise greifen die äußeren teil-eylindrischen Teile 35 der Schaufeln in entsprechende.teil-aylindrische Sitze 37, die in einem Ring 38 ausgebildet aind, der an die Vorderplatte 22 geschweißt ist. Wird Drehmoment zwischen Kurbelwelle 32 und Drehmomentwandler. 10 UbartrBigen, βο werden die Schaufeln 33 unter Biegung abgelenkt und sorgen, für die gewünschte Flexibilität. Vorzugsweise können die Baden der Schaufeln 33 steif am Kurbelwellenflanach 136 oder: de« Ring 36 befestigt sein.

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Figur 3 zeigt eine ähnliehe Ausführungsform, bti der die Schaufeln 33 an ihren Enden umgebogen und an Stiften 39 schwenkbar sind, die fest im flansch 136 der Kurbelwelle und im Ring 38 sitzen. Ein Streifen ölbeständigen Kauteohuka 40 (oil-resilient) ist an die Innenfläche jeder Schaufel 33 gebunden, jedoch so angeordnet, daß er sich frei von der Außenfläche der radial innen gelegenen Schaufel befindet, wenn kein Drehmoment zwischen Kurbelwelle 32 und Drehmomentwandler 10 übertragen wird. Bei steigendem Antriebsmoment jedoch ziehen sieh die Schaufeln radial naoh innen zusammen, bis die Kautsohukstreifen 10 in Kontakt mit der radial innen gelegenen Sohaufel 33 kommen. Eine Vibration oder andere Drehaomentänderungen sorgen hernach dafür, daß die Kautschukstreifen 40 auf der Außenfläche der Schaufel 33 reiben, was zu einer günstigen Dämpfungswirkung führt. Weiterhin beginnt jedes Antriebsmoment, die Kautschukstreifen 40 zu komprimieren und sorgt aiACh dafür, daß diese unter Scherung abgelenkt werden, so daß die TorBionsflexibilität zwischen Kurbelwelle 32 und Drehmomentwandler 10 abnimmt»

Falls es nicht notwendig 1st, für die Dämpfungseigenschaft zu sorgen, können die Kautschukstrelfen 40 an jede radial innen und radial außen befindliche Schaufel 33 gebunden werden«

Obwohl die Schaufeln 33 nach Pigur 2 so dargestellt sind, daß sie sich unter einem vergrößerten Moment dehnen» während die nach Figur 3 sichtbar vergrößertem Moment zusammenziehen, kann doch jede Ausführungsform so auegebildet sein, daß sie in entgegengesetzter Richtung wirkt. Wird es als notwendig erachtet, das durch die Sohaufeln 33 oder die Kautschukstreifen 40 übertragene Drehmoment zu begrenzen, ep kann "ein geeig neter Anschlag zwischen der Kurbelwelle 32 und Drehmomentwandler 10 engeordnet sein, eo daß, wenn ein bestirntea Drehmoment überschritten wird* das vergrößerte Moment durch die Aneohlageeinriohtung übertragen wird. In ähnlicher Weise kann eine Anechlagselnriohtung angeordnet sein, um das Drehmoment

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in der entgegengesetzten Richtung zu übertragen, beispielsweise bei eine» Ubersohußmoment, und vorzugsweise kann die letztgenannte Anschlageeinrichtung so angeordnet sein, daß sie die Schaufeln 33 im vorgewickelten Zustand hält.

Weiterhin können die Schaufeln torsionsmäßig vorbelastet sein; die Anschlagseinrichtung kann sie am Abwickeln hindern, so daß die Flexibilität nur dann zum Tragen kommt, wenn ein bestimmtes Moment überschritten wird.

Obwohl nach der Darstellung die Erfindung zwischen einer Kurbelwelle .und einem Drehmomentwandler zur Anwendung kam, ist sie natürlich genauso in einer beliebigen Krafttibertragungsantriebsanordnung benutzbar oder .einsetzbar.

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Claims (10)

1. - 8 Patentansprüchet

   Flexible Kupplungseinrichtung zur Verwendung in einer Kraft übertragenden Antriebsanordnung, gekennzeichnet durch eine Schaufel aus flexiblem Material, wobei die Schaufel im wesentlichen epiralförmige Gestalt aufweist und ein Ende (34) dieser Schaufel so auegebildet let, daß es mit einem Element (156) der Antriebsanordnung verbindbar ist, und wobei das andere Ende (35) dieser Schaufel sich mit eirfem anderen Element (58) der Antriebaan- Ordnung verbinden läßt, wodurch eine torsionsflexible Verbindung zwiochen diesen Elementen herstellbar let.
2. 2. Flexible KupplungBeinriohtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Schaufel schwenkbar an eines dieser Elemente angelenkt 1st.
3. 3. Flexible Kupplungseinrichtung nach Anepruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß daa Ende der Schaufel von teil-zylindrieoher Form derartiger Ausbildung ist, daß es in eine entsprechende teil-zylindrische Büchse (36 oder 37) im Element paßt.
4. 4. Flexible Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl dieser Spiralschaufeln jeweils zwischen diesen Elementen angeschlossen ist, und daß diese Schaufeln im wesentlichen unter gleichem Abstand um die Achse dieser Elemente angeordnet sind.
5. 5. Flexible Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ©ine Länge aus Reibmaterial (40), die an eine im wesentlichen in radialer Richtung weisende Oberfläche der oder einer der Schaufeln (33) befestigt und so ausgebildet ist, daß sie gegen eine gegenüberstehende im wesentlichen radial ge-

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   richtete Fläche der oder einer anderen Schaufel greift, derart, daß eine l'orsionsdämpfung herbeigeführt wird, wenn das Reibmaterial aich in Kontakt mit dieser gegenüberstehenden Fläohe befindet.
6. 6. Flexible Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Längt federnden Materials (40), die an eine in im wesentlichen radialer Richtung der oder einer der Schaufeln weisende Fläche befestigt und so ausgebildet ist, daß eine gegenüberstehende im wesentlichen radial gerichtete Pläche der oder einer anderen Schaufel erfaßt wird, derart, daß die Toraionsflexibilität der Kupplungseinrichtung herabgeeetat wird, wenn das federnde Material sich in Kontakt mit dieser gegenüberstehenden Fläche befindet.
7. 7. Flexible Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge federnden Materials und die Lauge aus Reibmaterial durch die gleiche Materiallänge gebildet sind.
8. 8. Flexible Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt zwischen dem federnden Material und dieser gegenüberstehenden Pläche gebildet wird, wenn kein Drehmoment durch die flexible Kupplunge-. einrichtung übertragen wird, derart, daß die Torsionsflexibilität niedriger ist, bis das federnde Material in Kontakt mit der gegenüberstehenden Pläche kommt.
9. ο Flexible Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anschlageeinrichtungen, die zwischen diesen Elementen wirksam werden, um das durch die Schaufel Übertragene Moment zu begrenzen.
10. 10. Flexible Kupplungseinrichtung nach einem dsr vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible

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    ^.li&^,·; BAP ORKSiNAt

    Kupplungseinrichtung vorgewiokelt ist, und daß Anechlageeinrichtungen sswisohen den beiden Elementen vorgesehen sind» um ein Abwickeln der flexiblen Kupplungseinrichtung au verhindern, so daß eine Toreioneflexibilität nur dann vorhanden 1st, wenn das vorbaetimmte durch Vorwicklung erhaltene Moment Überschritten wird.

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