DE2719420A1 - Kupplungsanordnung - Google Patents
KupplungsanordnungInfo
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- DE2719420A1 DE2719420A1 DE19772719420 DE2719420A DE2719420A1 DE 2719420 A1 DE2719420 A1 DE 2719420A1 DE 19772719420 DE19772719420 DE 19772719420 DE 2719420 A DE2719420 A DE 2719420A DE 2719420 A1 DE2719420 A1 DE 2719420A1
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- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/16—Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type
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Description
T POSTFACH 246
77-S-2152
AI1R Γ0 197/
CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, 111. 61629, V.St.A.
Kupplungsanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsanordnung für eine abgestimmte schnelle Verbindung und Trennung.
Bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren ist es üblich, jeden der zusammengebauten Motoren mit einem Dynamometer zu verbinden,
und zwar über eine Verbindungskupplung, um verschiedene Prüfungen vor dem Einbau in Fahrzeugen vorzunehmen oder aber um sie für
industrielle Anwendungszwecke oder den Versand zum Kunden vorzubereiten.
Hersteller werden gelegentlich eine Familie oder Gruppe von verwandten Kotormodellen mit unterschiedlichen Nennleistungen
und/oder Betriebseigenschaften auf dem gleichen Band zusammenbauen.
Nachdem üblicherweise die Nachfrage nach einer speziellen Type fluktuiert, werdϊη häufig ein oder zwei Motortypen häufiger zusammengebaut
als an lere Motortypen. Wenn dies der Fall ist und wenn die Dynamometer ind Verbindungskupplungen derart aufgebaut sind,
daß sie nur eine Motortype verwenden können, so wären einige der Dynamometer wege ι des Fehlens des speziell für sie geeigneten
Motortyps unbenu:zt, während an andereι Dynamometern sich ein Stau
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von zu überprüfenden Motortypen aufbauen würde. Das Pr< i>lem,
eine spezielle Motortype mit einem speziellen Dynamometer verbinden zu müssen, wird, abhängig von der Verwendung, noch komplizierter,
wenn das gleiche Motormodell mit einem Schwungrad überprüft werden kann oder mit einem von mehreren Schwungradkons
truktiorien, angeordnet auf der Kurbelwelle, getestet werden kann. Es ist unwirtschaftlich, ein^n Vorrat vollständiger Kupplungen
für jede Motortype bei jedem Dynamometer vorzusehen.
Ein grundsätzliches Konstruktionsproblem bei der Konstruktion
einer Kupplung zur Verbindung eines Motors mit einem Dynamometer besteht darin, daß schädigenden Resonanzbelastunyen vermieden
werden müssen. Beispielsweise sind die Resonanzdrehmomentwerte häufig annähernd das achtfache des normalen Motorlastdrehmoments
und viele der derzeit verfügbaren Kupplungen besitzen eine Resonanzlebensdauer von nur 5 Minuten. Die Resonanzbelastungen
erzeugen auch Probleme in der mechanischen Verbindung zwischen der Kupplung und der Dynamometerwelle. Eine Versuchskupplung
der Anmelderin, die zur erfindungsgemäßen Kupplungskonstruktion führte, verwendete eine übliche Keil- und Keilnut-Antriebsverbindung
zwischen der Kupplung und der Dynamometerwelle. Die durch Keil und Keilnut laufenden Resonanzdrehmomentbelastungen
führen jedoch zu einer Zerstörung dieser Verbindung und machen Erneuerungen des Keils sowie Reparaturen an der Wellen sowie
den zusammenpassenden Elementen der Kupplung erforderlich.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine abgestimmte, eine schnelle Verbindung und Lösung gestattende Kupplungsanordnung vorzusehen,
die eine Universalkupplungsanordnung bildet, um mehrere Verbrennungsmotortypen schnell mit irgendeinem von mehreren
Dynamometern zu kuppeln. Das Ziel der Erfindung besteht 'larin,
eine Kupplungsanordnung vorzusehen, welche derart abgestimmt werden kann, daß die sinnvollerweise zu erwartenden Resonanzbelastungen
bei einer Betriebsdrehzahl auftreten, die selten verwendet wird, wenn der Motor mit dem Dynamometer gekuppelt ist.
Die Erfindung sieht ferner eine Kupplungsanordnung der beschriebenen Art vor, die in einfacher Weise trennbar ist, wobei der
größte Teil der Kupplung an der Dynamometerwelle befestigt ist und dazu dient, um einerL von mehr&reiv xelativ leichten Motorend-
adaptern in Eingriff aufzunehmen., welche zuvor mit dem Motor verbunden
sind,sodaß sofort dann, wenn ein Motor vom Dynamometer abgekoppelt
ist, ein weiterer Motor mit einem minimalen Zeitverlust mit dem Dynamometer gekuppelt werden kann. Die Erfindung sieht
ferner eine Kupplungsanordnung vor, welche eine semipermanente Verbindung zwischen einem Ende der Kupplung und der Dynamometerwelle
vorsieht, und zwar derart, daß über ausgedehnte Zeitperioden hinweg relativ hohen Resonan::helastungen widerstanden wird, ohne
daß bauliche Schäden auftreten.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgernäßen
abgestimmten, eine schnelle Verbindung und Trennung herstellenden Kupplungsanordnung, welche einen
Motor mit einem Dynamometer verbindet;
Pig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Kupplungsanordnung, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;
!•"ig. 4 einen Vertikalschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linien V-V der Fig. 4;
Fig. 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Verbindung
σ wischen der Kupplungsanordnung und dem Motor;
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6.
Ln der Zeichnung ist eire abgestimmte, eine schnelle Verbindung :ind Trennung gestattende erfindungsgemäße Kupplungsanordnung
>ei 10 dargestellt und dient zur Kupplung einer Kurbelwelle 11 ines Verbrennungsmotors 12 mit einer Antriebswelle 13 eines
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Dynamometers 14. Der Motor ist auf einer beweglichen Platte 16
während des Kuppeins und Entkuppeln': befestigt.
[ie Kupplungsanordnung 10 umfaßt, wie im einzelnen in Fig. 2 geneigt,
eine abgestimmte elastische Kupplungseinrichtung 17 befestigt an der Dynamometerantriebswelle 13 und einen Adapter 18, der entfernbar
an der Kurbelwelle 11 durch eine Vielzahl von Bolzen, von
denen einer bei 19 dargestellt ist, befestigt ist. Im dargestellten Kupplungszustand befinden sich di Wellen im wesentlichen in
Axialausrichtung und die Wellen und Kupplung^anordnung sind um
eine gemeinsame Längsachse drehbar. Die Kupplungsanordnung umfaßt ein langgestrecktes Drehmomentrohr 21 mit einem Paar von sich radial
nach aussen erstreckenden Flanschen 22 und 23, die beispielsweise curch Schweissen oder dgl. dscarr daran befestigt sind. Jeder der
Flansche besitzt ein Muster von 12 mit gleichem Abstand angeordneten, sich in Längsricntung erstreckenden mit Gewinde versehenen
Löchern, von denen e _nes bei 24 in jedem Flansch dargestellt ist
und die sich durch d^e Flansche hindurcherstrecken. Das Muster der
mit Gewinde versehenen Locher ist identisch zu dem in Fig. 4 gezeigten.
Eine Nabe 26 besitzt einen radial nach aussen sich erstreckenden Flansch 27 angeordnet benachbart zum Flansch 22 des Drehmcmentrohrs
21. Wxe man in Fig. 4 im einzelnen erkennt, besitzt der Flansch 27 zwölf mit gleichem Abstand sich longitudinal erstreckence
Löcher 28, die durch den Flansch verlaufen, wobei jedes Loch in Axialausrichtung mit einem der mit Gewinde versehenen Löcher 24
i.Ti Flansch 22 steht. Eine elastische Büchse 29 ist in jeaem von
neun der Löcher 28 angeordnet und in einem Muster der in Fig. 4 gezeigten Art derart angeordnet, daß kein Ungleichgewichtszustand
für die Nabe erzeugt wird. Jede der elastischen Büchsen umfaßt eine starre äußere Hülse 31, eine starre innere Hülse 32 und ein elastisches
Zwischenglied 33 angeordnet zwischen den Hülsen und ver— bunden mit diesen, wobei das Zwischenglied aus einem Gummimaterial
cder dgl. besteht. Ein Bolzen 34 erstreckt sich durch jede der inneren Hülsen der elastischen Büchsen und ist in die axial ausgerichteten
Gewindelöcher des Flansch? 22 eingeschraubt, um den Flansch des Drehmomentroiirs elastisch am Flansch der Nabe zu befestigen.
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Die Nabe 26 besitzt eine mitt ig angeordnete sich in Läncsrichtung
erstreckende,verjüngte Bohrung 36, welche die Dynanometerantriebswelle
13 umgibt und ein offenes Ende benachbart zum Dynamometer aufweist. Ein sich radial nach innen erstreckender
Flansch 37 ist am kleineren Ende der sich verjüngenden Bohrung angeordnet. Eine Viel ihl von mit gleichem Abstand angeordneten
Löchern 38 und eine Vielzahl von mit Gewinde versehenen Löchern 39 erstrecken sich durch den Flansch 37, wobei jedes der mit
Gewinde versehenen Löcher 39 zwischen einem Paar von benachbarten Löchern 38 angeordnet ist.
Eine Büchse 41 wird durch ein Paar von im wesentlichen symmetrischen
Hälftjn 42 und 43 gebildet und ist innerhalb der verjüngten Bohrung 36 der Nabe 2 6 angeordnet. Eine sich verjüngende Aussenoberflache
44 ist auf der Büchse ausgebildet, und zwar komplementär zur sich verjüngenden Bohrung 36. Eine sich in Längsrichtung
erstreckende Bohrung 45 wird durch die Büchsenhälft-η gebildet
und umfaßt keilartig die Dynamometerwelle. Jede d.r Büchsenhälften umfaßt eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden
Löchern 46, die sich hindurcherstrecken, wobei jedes Loch sich in Axialausrichtung mit einem der Löcher 38 im Flansch 37 befindet
und einen mit Gewinde versehenen Teil 47 darinnen aufweist. Eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden, mit Umfangsabstand
angeordneten Nuten 48 sind in der Bohrung der Büchse 41 ausgebildet, wobei die Bodenoberfläche jeder Nut im wesentlichen
parallel zur Aussenoberflache der Büchse verläuft. Eine Vielzahl von Bolzen 51 erstreckt sich einzeln durch die Löcher 38 im Flanscl
37 und diese Bolzen werden in den Gewindeteil 47 der Löcher 46 eingeschraubt, um die Hälften der Büchse in Axialrichtunc auf
den nach innen sich erstreckenden Flansch zu ziehen. Dies bewirkt, daß die Aussenoberflache in eine Keilgreifbeziehung mit d^r
verjüngten Bohrung gebracht wird, während gleichzeitig bewirkt wird, daß die Büchsen schrumpfen und die Dynamometerwelle fest
ergreifen. Wie im einzelnen in Fig. 2 dargettellt ist, sind eine Nut 52 und ein komplementärer Vorsprung 53 einzeln auf benachbarten
Kanten der Büchsenhälften cerar ausgebildet, daß die
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Axialbewegung der Büchsenhälfte 4 3 auf den nach innen sich erstreckenden
Flansch hi τ auch bewirkt, daß sich die Büchsenhälfte
42 zum nach innen sich erstreckenden Flansch bewegt. Eine ähnliche ebenfalls erfindungsgem'iße Nut- und Vorsprung-Anordnung ist auf
den entgegengesetzten Kanten, nicht gezeigt, ausgebildet, um eine gemeinsame Bewegung der Hälften dann sicherzustellen, wenn
die Büchsenhälfte 42 zum sich nach innen erstreckenden Flansch gezogen
wird.
Ein ringförmiger Ring 56 ist benachbart zum Flansch 23 angeordnet und besitzt zwölι ich längs erstreckende Löcher, von denen
eines bei 57 dargestellt ist, die sich durch den Ring hindurcherstrecken und in Axialausrichtung mit den mit Gewinde versehenen
Löchern 24 im Flansch 2 3 angeordnet sind. Das Lochmuster ist identisch zu dem in sich nach aussen erstreckenden Flansch 27
der Nabe 26, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Eine elastische Büchse 58 i-st in jedem von neun der Löcher angeordnet, und zwar
sind die Büchsen in einem Muster derart angeordnet, daß diese Büchsen keinen Ungleichgewichtszustand für den ringförmj gen Ring
erzeugen. Das spezielle Muster ist identisch zu dem in Fig. 4 gezeigten. Jede der elastischen Rüchsen umfaßt eine äußere starre
Hülse 59, die in einem entsprechenden Loch sitzt, eine innere starre Hülse 62 und ein elastisches Zwischenglied 62 sandwichartig
zwischen und verbunden mit den Hülsen, wobei das elastische Glied aus Gummi oder dgl. ausgebildet ist. Ein Bolzen 63 erstreckt
sich durch die innere Hülse jeder elastischen Büchse und ist in das axial ausgerichtete mit Gewinde versehene Loch im
Flansch 23 eingeschraubt, um den ringförmigen Ring 56 am Flansch 23 elastisch zu befestigen. Eine Innennutung (Keilnutung) 64
ist in einer mittig angeordneten Bohrung des ringförmigen Rings ausgebildet.
Obwohl das Lochmuster und das Muster der Büchse 68 als identisch beschrieben sind, so ist doch dieses Merkmal nicht kritisch
und die Größen des Flansches 23 und des ringförmigen Rings 56 können so zugeschnitten sein, daß sie einer speziellen Anforderung
entsprechen, solange nur sowohl der Flansch als aucn der Ring jeweils zwölf mit gleichem Abstand angeordnete Löcher aufweisen,
wobei die Loch r im Flansch in Axialausrichtung mit den
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Löchern im Ring angeordnet sind.
Der Adapter 18 besitzt eine im wesentlichen zylindrische Form und besitzt eine Aussennutung (Keilnutung) 66 ausgebildet am
Umfang des Adapters und steht mit der Innennutung 64 der Kupplungsanordnung 17 in Eingriff. Eine Führungsausnehmung 67 ist an
einer Endwand 68 des Adapters ausgebildet, um die Kurbelwelle 11 mit genauer koaxialer Iositionierung des Adapters aufzunehmen.
Eine Vielzahl von mit gleichem Abstand angeordneten Löchern, von denen eines bei 69 dargestellt ist, erstreckt sich durch das
Ende des Adapters,wobei jedes Loch sich in Axialausrichtung mit einem mit Gewinde versehenen Loch 71 in der Kurbelwelle befindet.
Die Bolzen 19 erstrecken sich dur· ι das Loch in dem Ende und sind
in die mit Gewinde versehenen Löcher eingeschraubt, um den Adapter an der Kurbelwelle zu befestigen.
Die Figuren 6 und 7 beschreiben ein alternatives Ausführungsbeispiel
zur Verbindung des Adapters 18 mit der Kurbelwelle 11 und zeigen die sandwichartige Anordnung eines Pendelgewichts 72
zwischen dem Ende 6 8 des Adapters und der Kurbelwelle. Am Pendelgewicht
ist ein Exzenterteil 73 ausgebildet, der eine Ausgleichswirkung auf den Motor ausübt. Das Pendelgewicht wird nur bei der
Prüfung bestimmter Motormodelle oder -typen verwendet, die ein in das Schwungrad eingebautes Kompensationsgleichgewicht aufweisen,
und wobei die Verwendung wahlweise dann an Stelle des Schwungrades erfolgt, wenn der Motor ohne auf der Kurbelwelle befestigtes
Schwungrad geprüft werden soll.
Es sei nunmehr auf die Arbeitsweise der Erfindung eingegangen. Die Hauptmasse der Kupplungsanordnung 10 ist in der Kupplungseinrichtung
17 enthalten, welche auf der Dynamometerantriebswelle 13 befestigt ist, und zwar durch die Keilwirkung erzeugt
durch die aufgespaltene Büchse 41 und die sich verjüngende Bohrung
36 der Nabe 26. Nachdem die Kupplungseinrichtung auf der
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Dynamometerantriebswelle 13 derart angeordnet ist, daß sich die Welle in die Bohrung 45 der Büchse hineinerstreckt/ werden
die Bolzen 51 in die Löcher 38 in dem sich nach innen erstreckenden Flansch 37 eingesetzt und in den mit Gewinde versehenen Teil
47 der Löcher 46, ausgebildet in den Büchsenhälften 42 und 43,
eingeschraubt. Das Anziehen der Bolzen 51 zieht die Büchse zum kleineren Ende der verjüngten Bohrung 36 und Flansch 37 hin, so
daß die äußere verjüngte Oberfläche 44 in die verjüngte Bohrung 36 hineingezogen wird, /as eine Keilgreifverbindung dazwischen
hervorruft. Ferner bewirkt die Reaktion der äußeren verjüngten Oberfläche und der verjüngten Bohrung das Schrumpfen der Büchse
und den festen Eingriff mit der Dynamometerantriebswelle, wodurch eine Antriebsverbindung zwischen der Nabe 26 und der Welle
erzeugt wird. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 48 gestatten den Bogensegmentteilen der Büchse zwischen den Nuten
in verstärktem Maße in die Wellenoberfläche bei extremen Drehmomentübertragungen
einzudringen, um die Drehmomentkapazität des durch die B· ^hse-Welle-Kombination vorgesehenen grundsätzlichen
Reibungsantriebs zu vergrößern. Die Nabe kann an der Dynamometerantriebswelle vor Befestigung des Drehmomentrohrs 21 an dem sich
radial nach aussen erstreckenden Flansch 27 der Nabe befestigt werden.
Wenn die Nabe 26 einmal an der Dynamometerantriebswelle 13 befestigt
ist, so bleibt sie dort normalerweise für eine unbeschränkte Zeit befestigt. Wenn es jedoch notwendig wird, die
Kupplungseinrichtung von der Dynamometerantriebswelle abzunehmen, so werden die Bolzen 51 aus dem mit Gewinde versehenen Teil 47
der Löcher 46 und den Löchern 38 im Flansch 37 entfernt und in die benachbarten mit Gewinde versehenen Löcher 39 im sich nach
innen erstreckenden Flansch eingeschraubt. Die Enden der Bolzen kommen dann erfindungsgemäß mit dem Ende der Büchse 41 in Berührung
und bewirken die Trennung gegenüber dem sich nach innen erstreckenden Flansch, wodurch die Verbindung zwischen Nabe,
Büchse und Welle getrennt wird.
Die Federkonstante der Kupplungseinrichtung 17 wird durch die
Anzahl der elastischen Büchsen 29 und 58 eingesetzt in die Löcher 28 und 57 des sich nach aussen erstreckenden Flansche 27 und
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ringförmigen Rings 56 bestimmt. Die Anzahl der mit dem sich nach aussen erstreckenden Flansch verbundenen elastischen Büchsen ist
gleich der Anzahl der dem ringförmigen Ring zugeordneten Büchsen. Die in sowohl dem sich nach aussen erstreckenden Flansch als auch
dem ringförmigen Ring ausgebildeten zwölf Befestigungslöcher sehen erfindungsgemäß ein Maximum an Variation der Federkonstanten derart
vor, daß die Kupplung so abgestimmt werden kann, daß sie in den für die Motoruntersuchungen verwendeten Drehzahlbereichen frei von
Resonanz ist. Bei zwölf Löchern können beispielsweise entweder zwei, drei, vier,sechs, acht, neun, zehn oder zwölf elastische
Büchsen verwendet werden, wobei die Kupplungseinrichtung in einem zentrifugal ausgeglichenen Zustand (Gleichgewichtszustand) gehalten
ist. Im vorliegenden Fall werden insgesamt neun elastische Büchsen verwendet, um die Kupplungsanordnung für eine spezielle
Motorenfamilie abzustimmen und die Resonanzfrequenz wird in Übergangsdrehzahlbereichen
angeordnet, wo die dort verbrachte Zeit bei hohen Drehmomentbelastungen der Resonanz minimal ist.
Der Adapter 18 besitzt verglichen mit dem Gewicht der Kupplungseinrichtung
17 ein relativ geringes Gewicht und kann leicht an der Kurbelwelle 11 des Motors 12 durch einen Mechaniker ohne
Zuhilfenahme eines Aufzugs befestigt werden. Nachdem der Adapter an der Kurbelwelle befestigt ist, wird die den Motor tragende
Platte 16 derart angeordnet, daß sich die Kurbelwelle im wesentlichen in Axialausrichtung mit der Dynamometerantriebswelle 13
befindet und die Platte 16 wird sodann zum Dynamometer derart hinbewegt, daß die Aussennutung 66 des Adapters mit der Innennutung
64 der Kupplungseinrichtung in Eingriff kommt. Dies kuppelt in wirkungsvoller Weise die Kurbelwelle des Motors mit der
Dynamometerantriebswelle. Nachdem die Untersuchungen am Motor durchgeführt wurden, wird die Platte 16 vom Dynamometer wegbewegt,
wodurch eine Trennung der Nutverbindung erfolgt. Normalerweise werden nicht gezeigte geeignete Führungsmittel verwendet, um
die Platte 16 genau bezüglich des Dynamometers während des Kupplungsvorgangs auszurichten. Die elastischen Büchsen gestatten
jedoch der Kupplungsanordnung eine leichte Fehlausrichtung zwischen der Kurbelwelle und der Dynamometerantriebswelle zu tolerieren.
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-Vf-
In einigen Fällen muß ein Motor mit einem in das Schwungrad
eingebauten Kompensationsgleichgewicht ohne das Schwungrad getestet werden. In solchen Fällen ist das Pendelgewicht 72 an
der Kurbelwelle 11 zwischen Adapter und Kurbelwelle als ein Ersatz
für das Schwungrad befestigt, um den Motor während der Untr nchung auszubalancieren.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich ohne weiteres, daß die Erfindung eine abgestimmte, eine schnelle Verbindung
und Trennung gestattende Kupplungsanordnung vorsieht, welche
es gestattet, ein einziges Dynamometer in einfacher Weise mit irgendeiner von verschiedenen Motortypen oder verschiedenen
Motormodellen zu verbinden. Dies wird derfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Masse der Kupplungsanordnung innerhalb der
Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, welche an der Dynamometerwelle
befestigt ist, während der entfernbar an der Kurbelwelle des Mote rs befestigte Adapter ein relativ leichtes Gewicht
besitzt und leicht durch einen Mechaniker gehandhabt werden kann. Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung ist mit einer Innennutung
versehen, die mit einer Aussennutung des Adapters in Eingriff kommt, um so die Verbindung zwischen Adapter und Einrichtung
vorzusehen. Um das gleiche Dynamometer für eine Anzahl von Motormodellen verwenden zu können, ist es somit lediglich erforderlich,
den Adapter für jede Motorkurbelwellenform mit einer Aussenvernutung derart vorzusehen, daß deren Größe mit der
Innennutung der Kupplungseinrichtung zusammenpaßt. Ferner können durch Verwendung identischer Kupplungseinrichtungen an jedem
von mehreren Dynamometern jedes der Dynamometer sodann zur Untersuchung eines beliebigen Motortyps aus verschiedenen Motortypen
vorwendet werden. Die Verbindung zwischen der Kupplungseinrichtung
und der Dynamometerwelle wird erfindungsgemäß durch die aufgeteilte Buchse erreicht, die eine äußere sich verjüngende
Oberfläche komplementär zu einer verjüngten Bohrung in der Nabe aufweist. Die Keilwirkung schrumpft die Buchse, welche die Dynamometerwelle
fest ergreift, wodurch die Möglichkeit von Spiel zwischen der Dynamometerantriebswelle und der Kupplung eliminiert
lst* ANSPRÜCHE
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Claims (8)
- Γ 1^Eine abgestimmte eine schnelle Verbindung und Trennung vorsehende Kupplungsanordnung für die antriebsmäßige Kupplung einer Verbrennungsmotorwelle mit einer im wesentlichen axial ausgerichteten Antriebswelle eines Dynamometers zur überprüfung der Leistungsabgabe des Motors und zur erfindungsgemäßen schnellen Verbindung und Trennung d<~>r Abtriebswelle miL der Dynamometerantriebswelle,
gekennzeichnet durch einen rohrförmigen Adapter (18) mit einer Aussenvernutung (66) an seinem Umfang und einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch (68), angeordnet an einem Ende zum Zwecke der lösbaren Befestigung an der Abtriebswelle des Motors, und eine abgestimmte elastische Kupplungseinrichtung (17) befestigt an der Dynamometerantriebswelle und mit einer Innenvernutung (64) zum Eingriff mit der Aussenvernutung (66) des Adapters (18) zur antriebsmäßigen Kupplung der Wellen miteinander für eine einheitliche Drehung um eine gemeinsame Längsachse, wobei die Kupplungseinrichtung (17) vom Adapter trennbar ist, um die Wellen voneinander abzukuppeln, und wobei die Kupplungseinrichtung (17) ferner folgendes umfaßt:einen ringförmigen Ring (56) mit der Innenvernutung (66), ein langgestrecktes Drehmomentrohr (21) mit einem Paar von radial sich nach aussen erstreckenden Flanschen (22, 23) befestigt an entgegengesetzten Enden,erste Mittel (58), welche dem ringförmigen Ring (56) mit einem (23) der Flansche des Drehmomentrohrs verbinden, eine Nabe (26) mit einem sich radial nach aussen erstreckenden Flansch (27) daran ausgebildet,zweite Mittel (29), die den sich nach aussen erstreckenden Flansch (27) der Nabe mit dem anderen Flansch (22) des Drehmomentrohrs (21) elastisch verbinden,und Befestigungsmittel, um die Nabe an der Dynamometerantriebswelle zur Drehübertragung zu befestigen, wobei diese Mittel folgendes umfassen:eine diametral sich verjüngende Bohrung (36) ausgebildet in der Nabe (26),mit der Dynailometerantr ebswelle (13) betriebsmäßig verbundene Mittel (41) ;ur Erzeugung einer äußeren sich verjüngenden Oberfläche (44) komplementär zur verjüngten Bohrung,709849/0709ORIGINAL INSPECTEDund Mittel (51) betriebsmäßig mit der Nabe verbunden, um die äußere verjüngte Oberfläche (44) axial in Keilgreifbeziehung mit der verjüngten Bohrung (36) zu bringen, um die Nabe (26) mit der Dynamometerantriebswelle (13) antriebsmäßig zu verriegeln. - 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung einer komplementären,äußeren,verjüngten Oberfläche auf der Dynamometerantriebswelle eine aufgeteilte Buche (41) umfassen, die innerhalb der verjüngten Bohrung (36) angeordnet ist und eine äußere verjüngte Oberfläche (44) darauf ausgebildet aufweist, und wobei eine Bohrung (45) sich hindurcherstreckt, und wobei ferner die Buchse auf dor Dynamometerantriebswelle (13) derart angeordnet ist, daß dann, wenn die äussere verjüngte Oberfläche in die verjüngte Bohrung hineingezogen wird, die Buchse schrumpft und festklemmend antriebsmäßig die Dynamometerantriebswelle ergreift.
- 3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die Aussenoberflache in Keilgreitbeziehung mit der verjüngten Bohrung ziehen, einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch (37) ausgebildet auf der Nabe und axial mit Abstand gegenüber dem Ende der Buchse aufweisen, und ferner eine Vielzahl von mit gleichem Abstand angeordneten Löchern (38) vorgesehen sind, welche sich durch den Flansch erstrecken, und wobei eine gleiche Anzahl von mit Gewinde versehenen Löchern (47) in der Büchse jeweils einzeln ausgerichtet mit den Löchern im Flansch (37) vorgesehen sind, und eine Vielzahl von Bolzen (51) einzeln in den Löchern (38) des Flansches aufgenommen und in die mit Gewinde versehenen Löcher (47) der Buchse eingeschraubt sind, um die Buchse in den sich radial nach innen erstreckenden Flansch zu ziehen.709849/0709
- 4. Kup, lungsanordnung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeteilte Buchse (41) eine Vielzahl von sich längs erstreckenden Nuten (48) ausgebildet in der Bohrung (45) aufweist, um eine begrenzte umfangsmäßige Biegung der Buchse zu gestatten, und wobei die Buchse durch ein Paar von im wesentlichen symmetrischen Hälften (42, 43) gebildet ist.
- 5. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,daß die ersten elastischen Mittel ein Muster aus zwölf mit gleichem Abstand angeordneten Löchern (57) aufweisen, die sich durch den ringförmigen Ring (56) erstrecken, eine gleiche Anzahl von mit Gewinde versehenen Löchern (24) ausgebildet in einem (23) Flansch des Drehmomentrohrs (21) und einzeln axial ausgerichtet mit den Löchern im ringförmigen Ring, wobei ferner eine vorgewählte Anzahl von elastischen Buchsen (68) einzeln in einigen der Löcher (57) im ringförmigen Ring angeordnet ist, wobei die Löcher, welche die elastischen Buchsen aufnehmen, derart ausgewählt sind, daß der ringförmige Ring in einem Gleichgewichtszustand gehalten wird, und wobei schließlich eine Vielzahl von Bolzen (63) sich einzeln durch eine Mittelbohrung (61) in den elastischen Buchsen erstreckt, um in die mit Gewinde versehenen Löcher,ausgebildet im Flansch, eingeschraubt zu sein.
- 6. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten elastischen Mittel ein Muster aus zwölf mit gleichem Abstand angeordneten Löchern (28) aufweisen, die sich durch den radial nach aussen erstreckenden Flansch (27) der Nabe (26) erstrecken, wobei ferner eine gleiche Anzahl von mit Gewinde versehenen Löchern (24) ausgebildet im anderen Flansch (22) des Drehmomentrohrs vorgesehen ist, die einzeln axial mit den Löchern im sich nach aussen erstreckenden Flansch ausgerichtet sind, und wobei eine Anzahl von elastischen Buchsen (29) einzeln in einigen der Löcher (28) angeordnet ist, wobei die Löcher, die die elastischen Buchsen aufnehmen so ausgebildet sind, daß die Nabe in einem Gleichgewichtszustand gehalten ist, und wobei die Anzahl der elastischen Büchsen gleich der Anzahl der elastischen Büchsen (58) ist, die im ringförmigen Ring (56) vorgesehen ist, und wobai schließlich eine Vielzahl von Bolzen (34) sich ei.izeln durch eine Mittelbohrung (32) in den elasti-709849/0709sehen Büchsen erstreckt und in die im anderen Flansch vorgesehenen, mit Gewinde versehenen Löcher eingeschraubt ist.
- 7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Pendelgewicnt (72), welches sandwichartigen zwischen Rohradapter (18) und der Abtriebswelle (11) des Motors (12) anordenbar ist, um einen Ausgleichseffekt auf den Motor während bestimmter Testvorgänge auszuüben (Fiq. 6,7).
- 8. Eine abgestimmte, eine schnelle Verbindung und Trennung vorsehende Kupplungsanordnung, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, für die antriebsmäßige Kupplung einer Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors (12) mit einer im wesentlichen axial ausgerichteten Antriebswelle (13) eines Dynamometer (14) zur Überprüfung der Leistungsabgabe des Motors und zur schnellen Verbindung der Abtriebswelle mit der Dynamometerantriebswelle (13) bzw. zur schnellen Trennung der genannten Wellen, wobei erfindungsgemäß die Kupplungsanordnung ferner gekennzeichnet ist durch:einen Rohradapter (18) mit einer äußeren Vernutung (66) ausgebildet am Umfang des Adapters und mit einem radial sich nach innen erstreckenden Flansch (68) angeordnet am einen Ende des Adapters zur lösbaren Befestigung an der Abtriebswelle (11) dos Motors, undeine abgestimmte elastische Kupplungseinrichtung (17) befestigt an der Dynamometerantriebswelle und mit einer Innenvernutung (64) zum Eingriff mit der Aussenvernutung (66) des Adapters (18) zur antriebsmäßigen Kupplung der wellen miteinander für eine gleichmäßige Verdrehung um eine gemeinsame Längsachse, wobei die Kupplungseinrichtung zum Entkuppeln der Wellen auch folgende Elemente umfaßt:ein langgestrecktes Drehmomentrohr (21) mit einem Paar von sich radial nach aussen erstreckenden Flanschen (22, 23) befestigt an entgegengesetzten Enden, wobei jeder der Flansche zwölf mit gleichmäßigsm Abstand angeordnete, mit Gewinde versehene Löcher (24) aufweist, die sich in Längsrichtung hindurcherstrecken, einen ringförmigen Ring (56) angeordnet benachbart zu ei nein (23) der Flansche des DrehmDmentrohrs und mit der Innenvernutang (64)709849/0709sowie mit einer Vielzahl von Löchern (57), die sich hindurcherstrecken und einzeln axial mit den mit Gewinde versehenen Löchern in einem Flansch des Drehmomentrohrs ausgerichtet sind, eine Vielzahl von elastischen Buchsen (58), die einzeln in einigen der Löcher (57) im ringförmigen Ring (56) angeordnet sind, wobei jede der Büchsen eine äußere starre Hülse (59), eine innere starre Hülse (61) und ein elastisches Zwischenglied (62) angeordnet zwischen inneren und äußeren Hülsen auf-W( ist,eine Vielzahl von Bolzen (63), die sich durch die innere Hülse (61) der elastischen Büchsen erstrecken und in die mit Gewinde versehenen Löcher (24) eines Flanschs eingeschraubt sind, eine Nabe (26) mit einem sich radial nach aussen erstreckenden Flansch (27) ausgebildet darauf und angeordnet benachbart zum anderen Flansch (22) des Drehmomentrohrs und mit einer Vielzahl von Löchern (28) , die sich hinc'urcherstrecken und einzeln axial mit den mit Gewinde versehenen Löchern (24) im anderen Flansch ausgerichtet sind,eine Vielzahl von elastischen Buchsen (29) einzeln angeordnet in einigen der Löchern (28) im Flansch (27) der Nabe, wobei jede der Buchsen (29) eine äußere starre Hülse (31), eine innere starre Hülse (32) und ein elastisches Zwischenglied angeordnet zwischen den inneren und äußeren Hülsen aufweist, eine Vielzahl von Bolzen (34), die sich durch die innere Hülse der elastischen Buchsen erstrecken und in die mit Gewinne versehenen Löcher (24) des anderen Flanschs eingeschraubt sind, und Befestigungsmittel für die Nabe an der Dynamometerantriebswelle mit Mitteln, welche eine sich in Längsrichtung erstreckende verjüngte Bohrung (36) in der Nabe (26) bilden, einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch (37) ausgebildet am kleineren Ende der verjüngten Bohrung (36), Mittel, welche eine Vielzahl von mit gleichem Abstand angeordneten Löchern (38) im Flansch (37) bilden, eine aufgespaltene zweiteilige Büchse (41) angeordneten der verjüngten Bohrung und mit einer äußeren verjüngten Oberfläche (44) ausgebildet darauf komplementär zur verjüngten Bohrung und mit einer Vielzahl von mit Gewinde versehenen Löchern (47) darinnen, die einzeln txial mit den Löchern (38) in dem sich nach innen erstreckenden Flansch ausgerichtet sind, wobe^ die709849/0709.DHI-.JIICl TiAWMAΓΜ3ΤΑΊ R3H0AVV H JHAXaufgeteilte Bohrung eine Mittelbohrung (45) darinnen ausbildet, durch welche sich die Dynamometerantriebswelle (13) erstreckt, und wobei eine Vielzahl von Bolzen (51) sich einzeln durch die Löcher in dem nach innen sich erstreckenden Flansch erstreckt und in die mit Gewinde versehenen Löcher (47) in der Buchse eingeschraubt sind, um die Buchse axial auf den sich nach innen erstreckenden Flansch (37) hin zu ziehen, um die äußere verjüngte Oberfläche (44) in Keilgreifbeziehung mit der verjüngten Bohrung (36) zu bringen, was das Schrumpfen der Buchse und den Klemmeinariff mit der Dynamometerantriebswelle (13) bewirkt.'.. ""'.,_·'/ν ίί/ului." Γ;ϋ^.TΛ.D7098A9/0709
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