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Gelenkwellenanschluß Die Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkwellenanschluß
an Brennkraftmaechinen insbesondere für einen Antrieb mit einem hydrodynamischen
Getriebe, bei dem ein Ende der Gelenkwelle über eine drehelastische Kupplung mit
dem Schwungrad der Brennkraftmaschine verbunden ist. Gelenkwellen werden an Verbrennungsmotoren
in der Regel unter Zwischenschaltung einer drehelastischen Kupplung angeschlossen.
Die handelsüblichen Ausführungen drehelastischer Kupplungen und Gelenkwellen ergeben
eine große Baulänge, so daß der Abstand vom letzten gurbelwellenlager bis zum Gelenkkopf
und damit das entsprechende Biegemoment sehr groß sind. Außerdem wird der Beugewinkel
der Gelenkwelle unnötig groß.
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Es ist ein Gelenkwellenanschluß bekannt (brit. Patentschrift 683 833),
bei dem der Gelenkwellenkopf von einem drehelastischen Element umgeben ist, über
daß das Drehmoment von dem antreibenden Teil zu dem getriebenen Teil übertragen
wird.
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Die kürzere Bauweise wird erkauft durch einen komplizierten Aufbau,
insbesondere in bezug auf die Verbindung zwischen
dem Gelenkwellenkopf
und dem drehelastischen Element. Ferner ist die Abetimmung des drehelastischen Elementes,
das hier als gummielastischer Körper ausgebildet ist, auf die Betriebsbedingungen
des Antriebes sehr schwierig, da es nicht nur für ein mittleres Drehmoment der Brennkraftmaschine,
sondern für die vielfach höheren Wechselmomente im Resonanzbereich bei niedrigeren
Drehzahlen ausgelegt werden muß.
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Es ist ferner eine Fliehkraftkupplung bekannt (deutsche Auslegeschrift
1 002 994), bei der auf der getriebenen Welle ein Trommelgehäuse vorgesehen ist
und auf der treibenden Welle Reibbacken federnd gelagert sind, wobei die Federn
der Reibbacke aus einem elastischen Werkstoff, wie Gummi und dergleichen, bestehen.
Die Reibbacke sind mit geringem radialen Spiel, das durch die Fliehkraft unter Dehnung
der gummielastischen Federn überbrückt wird, zum Trommelgehäuse gelagert. Die an
den Gummifedern grenzenden Haftflächen bilden mit der durch den Reibbackenumfang
gehenden Tangente einen spitzen Winkel, wodurch eine Schubdruck-Beanspruchung der
Gummifedern beim Fassen der Kupplung erreicht wird. Bei Leerlauf sind die Reibbacken
von dem Trommelgehäuse gelöst, während beim Steigen der Umdrehungszahl die Fliehkraft
unter Beanspruchung der Gummifedern auf Zug
und Schub das Anlegen
der Reibbacke an das Trommelgehäuse bewirkt. Durch den spitzen Winkel wird die Anpreßkraft
der Reibbacken an das Trommelgehäuse mit zunehmendem Drehmoment stärker. So können
bei verhältnismäßig kleinen Abmessungen große Kräfte schlupffrei übertragen werden.
Die Fliehkraftkupplung ist jedoch zur Aufnahme großer Wechselmomente nicht geeignet,
da sie sich in den beiden Drehrichtungen unterschiedlich verhält. Besonders in der
einen Drehrichtung, in der große Kräfte übertragen werden können, ist es leicht
möglich, daß die Gummifedern überbeansprucht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gelenkwellenanschluß
zu schaffen, der ein möglichst geringes Biegemoment auf die Kurbelwelle ausübt,
eine gedrängte Bauweise zuläßt, eine hohe Lebensdauer aufweist und die nachteiligen
Folgen größerer Wechselmomente ausschließt.
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Diese Aufgabe wird bei einem Gelenkwellenanschluß der eingangs beschriebenen
Art dadurch gelöst, daß in einer koaxialen Ausnehmung des Schwungrades die drehelastische
Fliehkraftkupplung angeordnet ist deren innerer am Schwungrad befestigter Ring am
äußeren Umfang gummielastische ELePiente trägt die ihrerseits
an
ihrem äußeren Umfang kreisbogenförmige mit einem Reibbelag versehene Backen aufweist,
die unter der Vorspannung der gummielastisohen Elemente und unter Einwirkung der
Fliehkraft an einem äußeren Sekundärteil anliegen, das mit einem stirnseitigen Schild
an einer im Schwungrad zentrierten Nabe befestigt ist, wobei in die Nabe das eine
Ende der Gelenkwelle mit einem Gelenkkopf eingesetzt ist der ein das Gelenk umgebendes,
zylindrisches Außenteil aufweist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Gelenkwellenanschlusses
wird der Abstand von dem letzten Kurbelwellenlager bis zum Gelenkkopf auf ein Minimum
reduziert. Die vom Gelenkwellenkopf auf die Kurbelwelle ausgeübten Biegemomente
sind daher äußerst gering. Ferner erreicht man durch die dem Gelenkwellenkopi umschließende
drehelastische Rutschkupplung das Drehmomentspitzen abgebaut werden, indem der Reibbelag
bei Überschreiten eines zulässigen Grenzwertes auf dem äußeren Sekundärteil rutscht.
Die Anpreßkraft und damit die Größe des übertragbaren Drehmoments wächst mit der
Drehzahl, nicht aber mit dem Drehmoment.
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Die gummielastischen Elemente werden so ausgelegt, daß die drehelastische
Kupplung ein mittleres Drehmoment der Brennkraftmaschine überträgt, jedoch bei Drehmomentspitzen,
wie sie vielfach infolge höherer Wechselmomente im Resonanzbereich bei niedrigeren
Drehzahlen auftreten, rutscht. Dadurch wird die Beanspruchung der gummielastischen
Elemente sowie der übrigen Antriebsteile wesentlich herabgesetzt und die Betriebssicherheit
und Standfestigkeit des Gelenkwellenanschlusses wesentlich verbessert.
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Um Toleranzfehler und ungewollte Änderungen der gummielastischen Elemente
während des Betriebes auszugleichen, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung
vorgeachlagen, daß die Backen in Umfangsrichtung durch Metallfederelementeverbunden
sind. Dadurch wird auf die Gummifederelementewährend ihrer gesamten Laufzeit ein
annähernd gleicher Druck durch die Metallfederelemente ausgeübt. Die Metallfederelemente
können in blicher Weise als Schraubenfedern-Biegefedern usw. ausgebildet sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Abb. 1 zeigt einen teilweisen Iängsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Gelenkwellenanschluß.
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Abb. 2 zeigt in perspektivischer Explosionsdarstellung die Einzelteile
des erfindungsgemäßen Gelenkwellenanschlusses.
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An einer Abtriebswelle 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine
ist ein Schwungrad 2 mit einem Anlasserzahnkranz 3 befestigt. In einer koaxialen
Ausnehmung 4 des Schwungrades 2 ist eine drehelastische Fliehkraftkupplung angeordnet,
deren innerer am Schwungrad 2 befestigter Ring 5 am äußeren Umfang gummielastische
Elemente 6 trägt, die ihrerseits an ihrem äußeren Umfang kreisbogenförmige, mit
einem Reibbelag 7 versehene Backen 8 aufweist. Diese liegen unter der Vorspannung
der gummielastischen Elemente 6 und unter Einwirkung der Fliehkraft an einem äußeren
Sekundärteil 9 an, das mit einem atirnseitigen Schild 10 an einer im Schwungrad
2 zentrierten Nabe 11 befestigt ist, die außen mittels geteilter lagerschalen 12
im Ring 5 gelagert ist. In die Nabe 11 ist das eine Ende der Gelenkwelle mit einem
Gelenkkopf 13 eingesetzt, der ein das Gelenk 14 umgebendes zylindrisches Außenteil
15 aufweist. Ferner sind ein Anlaufring mit 16 und Befestigungsschrauben mit 17,
18 und 19 bezeichnet.
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Wie aus Abb. 2 hervorgeht, sind die Backen 8 in Umfangsrichtung durch
Metallfederelemente 20 verbunden.