DE2611986C3 - Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplung mit einem im Querschnitt rechteckig ausgebildeten ringförmigen Blähkörper zum Betätigen der Kupplung, wobei die am Außen- und ^Tnnenumfang des Blähkörpers angeordneten Wandungsteile gegeneinander in Richtung Blähkörpermitte einknickend ausgebildet sind.

Reibscheibenkupplungen sind in Kraftfahrzeugen und Maschinen in Anwendung. Bei diesen Kupplungen wird ein Reibbelag zur Übertragung von Kräften von einer zur anderen Welle mit einem zweiten Belag fest zusammengepreßt. Der Anpreßdruck kann durch Federn, hydraulische Kräfte oder andere Druckmittel erzeugt werden. Der Übertragung von Kräften mittels Reibscheibenkupplungen sind Grenzen gesetzt, wenn sich der Anpreßdruck bei vertretbarem Aufwand nicht mehr steigern läßt. Bei Überbelastung können die Reibbeläge aneinander vorbeigleiten und dadurch schnell zerstört werden.

Aus der GB-PS 547336 ist eine Reibscheibenkupplung der eingangs beschriebenen Art bekannt. Der in dieser Kupplung zum Druckaufbau in Achsrichtung der Wellen vorgesehene Blähkörper besteht aus Gummi, der mit dehnbaren Gewebeeinlagen verstärkt ist. Der Blähkörper kann sich unter dem Innendruck so verformen, wie dies die umgebenden Wände der metallischen Kupplungsteile zulassen. Der unter diesen Bedingungen entstehende Druck auf die Reibscheiben ergibt sich aus dem Produkt aus Luftdruck und der radialen Stützfläche des Blähkörpers.

Da dem Luftdruck in derartigen Blähkörpern und der Größe ihrer Stützfläche enge Grenzen gesetzt sind, ist auch die Größe der Kraftübertragung an eine enge obere Grenze gebunden,

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Reibscheibenkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher Gestaltung einen wesentlich höheren Anpreßdruck bei den Reibscheiben ermöglicht, ohne daß der Druck des Preßmediums und/oder der Kupplungsabmessungen vergrößert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist crfindiingsgemäß vorgesehen,daßa)dieaufdem Außen-und Innenumfang liegenden Wandungsteile des Blähkörpers jeweils in der Mitte ihrer axialen Erstreckung auf der Innenseite Kerben und in dem Übergangsbereich in die radial gerichteten Wandungsteile jeweils an den Außenseiten Kerben aufweisen, b) der Blähkörper aus Polyurethan mit einem Ε-Modul von mindestens 600 kp/cm- besteht.

Als Polyurethan kann ein Polyester- oder PoIy-

iii ätherurethan zur Anwendung kommen, Kunststoffe mit ähnlichen Eigenschaften können ebenfalls Anwendung finden, wenn sie eine hohe elastische Dehnung und große Härte mit einem hohen Ε-Modul verbinden.

is Durch die besondere Gestaltung des Blähkörpers ist es möglich, diesen unter Innendruck axial zu spreizen. Dabei wird ein weitaus höherer Druck in Achsrichtung erhalten, als dies nach der britischen Patentschrift möglich ist.

zn Die durch die Erfindung erhaltene Wirkung läßt < sich wie folgt verständlich machen: Infolge des PoIyurethanmateriais mit hohem Ε-Modul verformen sich die radial innen und außen liegenden Wände des Ringschlauches nur in den Knickzonen. Die dazwisehen liegenden Wandteile selbst gehen bei der Verformung nur von einer spitzwinkeligen Kegelform in eine stumpfwinkelige Kegelform über. Der hohe Modul und die daraus sich ergebende hohe Materialhärte verhindern eine wellige Verformung der Wandteile.

Nun liegt aber der Innendruck in dem Blähkörper überall senkrecht auf der Wandung auf, also auch an den radial innen und außen liegenden Wandabschnitten. Der Druck auf diese Wandabschnitte führt zu ihrer Streckung, die sich auf die an den Kupplungsflächen anliegenden Wandabschnitte überträgt. Mit zunehmender Streckung wird jedoch der durchschrittene Weg, den die auf den Kupplungsflächen aufliegenden Wandteile erzeugen, immer kleiner. Der infolge Druckanstieg erzeugte Verformungsvorgang an den radial innen und außen liegenden Wandungen des Blähkörpers wird also mit zunehmender Untersetzung an die an den Kupplungswandungen anliegende Schlauchwand weitergegeben. Dies ist aber gleichbedeutend mit einem zunehmenden Druckanstieg beim Strecken der radial innen und außen liegenden Wandungen. Dieser Druck überlagert sich noch dem Druck, der auf den Wandungen ruht, die an den Kupplungsteilen anliegen. Der zuerst genannte progressiv sich ändernde Druckanteil kann nach der britisehen Patentschrift nicht erhalten werden.

Nach der Erfindung kann also ein ganz beträchtlich hoher Druck aufgebaut und damit eine sehr hohe Kraft in der Kupplung bei gleicher Kupplungsgröße übertragen werden. Von ebenso großer Bedeutung dürfte es auch sein, daß die gleiche Kraft infolge des höheren Anpreßdruckes mit einer wesentlich kleineren Kupplung übertragen werden kann. Weiterhin ist nicht unwesentlich, daß infolge der Untersetzung jedem festgelegten Druck auch ein bestimmter Anpreß-

An druck in der Kupplung entspricht.

Ferner wird auch ein genau festgelegter Streckweg erreicht. Der axiale Abstand der Kupplungsreibscheibun kann also genau auf optimale Wirkung eingestellt werden.

Λ5 Der erfindungsgemäß ausgebildete Blähkörper kann in einer der radial verlaufenden Wände in Längsrichtung geteilt sein, damit eine einfache Fertigung möglich ist. Diese Teile können außerdem eine

zusätzliche Versteifungseinlage aufweisen, damit die auftretenden Zentrifugalkräfte im Betrieb nicht zu Verformungen in den eingeknickten Wandungsteilen führen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, bei dem Maß der Einknickung auf die auftretenden maximalen Zentrifugalkräfte dadurch Rücksicht zu nehmen, daß eine leicht unsymmetrische Gestaltung vorgesehen ist, die der Beanspruchung durch die Zentrifugalkraft entgegenwirkt.

Die Erfindung wird in Verbindung mit drei Abbildungen beispielsweise beschrieben. Diese zeigen schematisch den Aufbau der Kupplung. Dabei kommt den dargestellten Einzelheiten wesentliche Bedeutung zu.

Nach Abb. 1 sind die beiden Kupplungsscheiben 1 und 2 an den Achsen 3 und 4 befestigt. Eine Scheibe 5 mit einem Reibbelag 6 steht mit der Welle mittels Keil 7 in Verbindung. Zwischen dieser Scheibe 5 und der Kupplungsscheibe 1 ist der erfindungsgemäß ausgebildete Blähkörper 8 aus hartem Polyesterurethan angeordnet. Dieser Blähkörper weist radial verlaufende Wandteile 9 und 10 auf. Sie sind einstückig mit den annähernd axial verlaufenden Wandungen 11 und 12 ausgebildet. Diese Wandungen 11 und 12 sind nach innen aufeinander zu eingeknickt. Durch Preßluft oder ein hydraulisches Mittel, das durch die Leitung 4 gelangt, wird der Innenraum 13 untererhöhten Druck gesetzt, so daß die Wandungen 11 und 12 gespreizt werden. Dadurch wird die Scheibe 5 axial so verschoben, daß der Belag 6 fest gegen die Scheibe 1 gepreßt wird. Dieser Zustand ist in der kleinen Ausschnittszeichnung dargestellt. Der Abstand zwischen der Scheibe I und dem Reibbelag ist so bemessen, daß eine Berührung kurz vor dem Streckzusfand erreicht ist. In aiesem Zustand ist der Anpreßdruck besonders groß.

In den Abb. 2 und 3 sind die unterschiedlichen Zustände des erfindungsgemäßen Blähbalges vergrößert und Einzelheiten zeigend dargestellt. Abb. 2 zeigt den entspannten und Abb. 3 den gespreizten Zustand in des Blähkörpers im Querschnitt.

Nach Abb. 2 besteht der Blähkörper aus den beiden radial verlaufenden Wandteilen 9 und 10 und den knickbaren Wandungsteilen 11 und 12. Zur erleichterten Herstellung ist der Blähkörper in der Zone 14 ι? nach der Herstellung verklebt. Die Knickstellen bzw. Einkerbungen 15, 16, 17, 18, 19, 20 bewirken, daß sich die Verformung auf diese Bereiche beschränkt. Der Einknickzustand sollte ein Maß von ca. 90° nicht wesentlich übersteigen, weil sonst die Streckung unter 2(i Preßluft nicht mehr ohne weiteres eintritt. In Verbindung mit den Abb. 2 und 3 ist ferner wesentlich, daß auch der in waagerechter Ebene 21 halbierte Blähkörper die Wirkung der Erfindung ausführen kann, wenn dieser Teil in eine Ringnut eingesetzt ist. Dabei ist es erforderlich, daß der halbierte Teil 10 am Boden einer Nut befestigt ist und das freie Ende des Teils 14 am oberen Nutenrand fixiert ist, so daß der Raum unter dem Wandungsteil 12 luftdicht abgeschlossen ist und unter Preßluft gesetzt werden kann. Auch hieran bei erfolgt unter Streckung des Teils 12 eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den radialen Wandungsteilen 10 und 14.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplung mit einem im Querschnitt rechteckig ausgebildeten ringförmigen Blähkörper zum Betätigen der Kupplung, wobei die am Außen- und Innenumfang des Blähkörpers angeordneten Wandungsteile gegeneinander in Richtung Blähkörpermitte einknickend ausgebildet sind, dadurch ge kennzeichnet, daß

   a) die auf dem Außen- und Innenumfang liegenden Wandungsteile (11,12) des Blähkörpers (8) jeweils in der Mitte ihrer axialen Erstreckung auf der Innenseite Kerben (16) und in dem Übergangsbereich in die radial gerichteten Wandungsteile (9, 10) jeweils an den Außenseiten Kerben (15,17) aufweisen,

   b) der Blähkörper (8) aus Polyurethan mit einem Ε-Modul von mindestens 600 kp/cm² besteht.