DE2742710A1

DE2742710A1 - Mehrscheibenkupplung mit einrichtung zum verhindern von scheibenvibrationen

Info

Publication number: DE2742710A1
Application number: DE19772742710
Authority: DE
Inventors: Joseph B Snoy
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1976-09-23
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1978-03-30
Also published as: JPS5340150A; US4068747A; DE2742710C3; JPS5545775B2; DE2742710B2; GB1548846A

Description

⁰AiENI ANWÄLTE

A. GRUNECKER

DtPLlNG.

H. KINKELDEY

OA-ING.

W. STOCKMAIR

DR ING. AeEfCMTEOt

K. SCHUMANN

DH RER NAT - CWU-PMYS

P. H. JAKOB

DtPL-tNG

G. BEZOLD

Dft RER NAT ■ OlPL-CHBVl

Twin Disc, Incorporated 1328 Racine Street Racine, Wisconsin 53402, USA

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSC 43

22. Sept. 1977 P 11 937

Mehrscheibenkupplung mit Einrichtung zum Verhindern
von Scheibenvibrationen

Das Flattern bzw. Vibrieren einer Kupplung tritt bei Mehrscheibenkupplungen auf und dieses Flattern kann sehr schädlich für die Kupplungsscheiben sein, einesteils aufgrund des Umstandes, daß örtlich Wärme erzeugt wird. Beim Flattern der Kupplungsscheiben werden die Scheiben, seien sie nun auf ihrer Innenseite oder auf ihrer Außenseite mit einer

Nutverzahnung befestigt, einzeln oder gruppenweise gekippt, und sie können in dieser schrägen Stellung aufgrund der auftretenden dynamischen Kräfte verklemmt werden. Somit können sie als schräg umlaufende Scheibe oder Taumelscheibe wirken. Der gegenüberliegende Satz Scheiben wird dann auch gezwungen, in Achsrichtung in ihren entsprechenden Keilnuten oder

8098 13/0915

TELEFON (OBS) aa3SS9

TELEX OS-3S38O

TEl-EaRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

über diese vor und zurück zu taumeln.

Das Problem des Flatterns oder Taumeins von Kupplungsscheiben ist in mehreren US-Patenten erörtert, beispielsweise US-PS 3 472 348, 3 446 323 und 3 482 668; insbesondere wird Bezug genommen auf das deutsche Patent 1 750 748 vom 31.5.1968, das dem Anmelder der vorliegenden Erfindung erteilt wurde.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Mehrscheibenkupplung mit Einrichtungen vor, die am Umfang der Kupplungsscheiben ausgebildet sind, die in der Wirkung als Nocken tätig sind, wenn die nebeneinanderliegenden Scheiben relativ zueinander umlaufen, und die das Abbrechen eines Flatterns derart bewirken, daß Flatter- bzw- Vibrationskräfte nicht unterstützt werden können. Die Drehung der nebeneinanderliegenden Scheiben, die derartige unterbrochene Umfangsoberflachen aufweisen, veranlaßt den Umfang der Scheiben, die wie Nocken wirken, die Platten in eine neutrale oder kraftfreie Stellung zu bringen. Die Erfindung zieht auch in Betracht, daß der rückwärtige Plattenabschnitt der Kupplungsnabe ebenfalls eine Reihe von Abflachungen aufweist, die rund um seinen Umfang derart ausgebildet sind, daß diese Abflachungen gegen die Kupplungsscheibe gedrückt werden, die neben dem rückwärtigen Scheibenabschnitt der Nabe angeordnet ist. Im einzelnen erstreckt sich die Erfindung auf eine Mehrscheibenkupplung mit unregelmäßig geformten äußeren Umfangsoberflachen an den Kupplungsscheiben, wobei die Abflachungen, die am Kupplungsseheibenumfang ausgebildet sind, eine ungerade Anzahl aufweisen und bei jedem Satz Scheiben eine unterschiedliche Anzahl aufweisen. Der Zweck dieser Unregelmäßigkeit in der Anzahl liegt darin, noch weiter von sonst idealen

809813/0915 - 3 -

Taumelscheibenbedingungen abzuweichen.

Im allgemeinen sieht die vorliegende Erfindung eine Mehrscheibenkupplung vor, bei der ausgearbeitete Abflachungen am äußeren Durchmesser der passenden Teile der Kupplungsteile ausgebildet sind, die relativ zueinander umlaufen, wobei die Flatterkräfte nicht bis zum Punkt des Ausfalls einer Platte unterstützt werden können.

Ein besonderer Gedanke der Erfindung liegt in einer Einrichtung zum Verhindern des Flatterns alternierend angeordneter Kupplungsscheiben einer Kupplung, die Kupplungsscheiben aufweist, deren Umfange als nicht kreisförmige Teile ausgebildet sind. Der äußere Umfang der Kupplungsscheiben ist mit flachen Abschnitten oder Stellen ausgebildet, die als Nocken wirken wenn nebeneinanderliegende Scheiben relativ zueinander umlaufen, wobei sie der Neigung zum Flattern^ widerstehen. Die Kupplungsscheiben sind derart ausgebildet, daß eine kontinuierliche kreisförmige Oberfläche am Umfang der Platten nicht länger vorliegt und der Wirkung nach eine Reihe von Nocken vorgesehen sind, die dazu neigen, die Kupplungsplatte in eine neutrale oder kraftfreie Stellung zu drücken.

Die obengenannten und andere Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung erscheinen nachfolgend beim Fortgang der Beschreibung, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird, in denen:
Fig. 1 ein Bruchstück eines Längsschnittes durch eine Mehrscheibenkupplung ist, die die vorliegende Erfindung verkörpert,

809813/0915 - ⁴ -

Fig. 2 ein Querschnitt ist, der im allgemeinen längs Linie 2-2 in Fig. 1 mit einem vergrößerten Maßstab vorgenommen wurde, und

Fig. 3 eine Explosionszeichnung in Perspektivansicht von den Teilen der Kupplung ist, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind.

In Fig. 1 wurde nur ein Teil einer Kupplung C gezeigt, wobei darauf hingewiesen wird, daß die Kupplung symmetrisch um ihre axiale Mittellinie aufgebaut ist. Die Kupplung umfaßt ein Zahnradteil G, das am Kupplungsgehäuse D befestigt ist, das Innennuten aufweist. Ein anderes

Kupplungsteil in der Form einer Welle S weist eine Kupplungsnabe H auf, die an der Stelle 3 formschlüssig aufgezogen ist. Die Kupplungsnabe weist einen Scheibenabschnitt 4 und einen Nabenabschnitt 5 auf, der seinerseits mit axialen Nuten 7 ausgebildet ist. Die Kupplung weist auch einen herkömmlichen, hydraulisch betätigten Kolben P auf, der dazu eingerichtet ist, in Achsrichtung verschieblich zu sein, um mit den alternativ angeordneten Kupplungsscheiben 15 und 16 auf bekannte Weise in Eingriff zu treten. Eine Feder 10 bewirkt das Wegschieben des Kolbens P von den Kupplungsscheiben, um ihre völlige Freigabe sicherzustellen und um ein Mitlaufen der Kupplung auszuschalten, wenn die Kupplung nicht in Eingriff sein soll.

Die an ihrer Außenseite mit einer Zahnung versehenen Scheiben 15 sind dazu eingerichtet, in die Innenvernutung der Trommel auf bekannte Weise einzugreifen. Die anderen, alternativ angeordneten Kupplungsscheiben 16 weisen ihre Zähne auf ihrem Innenumfang auf, und diese Zähne greifen in die Axialvernutung 7 der Nabe ein, um hiervon angetrieben zu

809813/0915

werden, was ebenfalls auf bekannte Weise geschieht. Die Kupplung ist in Fig. 1 in einer Stellung außer Eingriff gezeigt, in der keine Antriebskraft zwischen den alternativ versetzten Scheiben übertragen wird.

Wie in den oben erwähnten Druckschriften erläutert, neigen oft die entgegengesetzt umlaufenden Kupplungsscheiben dazu, zu wackeln oder als Taumelscheibe zu wirken, d.h.eine oder die andere von ihnen stellen sich schräg, d.h. sie nehmen eine Stellung ein, die nicht senkrecht zur Drehachse verläuft. Dieses Schrägstellen einer Scheibe wird letztlich angrenzende Scheiben veranlassen, ebenfalls eine schrägstehende oder wackelnde Stellung einzunehmen. Dieses Wackeln der Scheiben verursacht die Erzeugung von Wärme und anderer schädlicher Wirkungen, was zum möglichen Ausfall der Kupplung führt.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung v/urde eine Einrichtung am äußeren Umgang der Kupplungselemente vorgesehen, die die wackelnde Tätigkeit der Scheiben verhindert oder abbricht. Anders ausgedrückt, die Kupplungsscheiben 15 und 16 weisen flache Abschnitte 25 und 26 auf, die entsprechend rund um ihren Umfang ausgebildet sind, wodurch eine diskontinuierliche, kreisförmige Außenoberfläche der Kupplungsscheiben vorgesehen wird. In ähnlicher Weise sind flache Oberflächen 24 am Scheibenabschnitt 4 der Nabe derart ausgebildet, daß die Oberflächen 24 und ihre dazwischenliegenden, teilweise kreisförmigen Abschnitte 28 als Nockenteile beispielsweise gegenüber der angrenzenden Scheibe 15 dienen. In ähnlicher Weise wirken die flachen Oberflächen 26 der Kupplungsscheibe 16 gegen die danebenliegenden Scheiben 15, und wenn sie gegen die danebenliegenden Scheiben

809813/091 5

AO

274271Q

angedrückt werden, veranlassen sie die Scheiben, aufzulaufen oder einem Eingriff ausgesetzt zu sein, wodurch das Taumeln beseitigt wird, anstatt daß zugelassen wird, daß nebeneinanderliegende Scheiben fortlaufen, glatt gegeneinander anzulaufen, beispielsweise dann, wenn sie nicht unterbrochene Umfangsoberflachen hätten.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weisen die mit Außenverzahnung versehenen Kupplungsscheiben 15 eine ungerade Anzahl flacher Oberflächen 25 auf, die hieran ausgebildet sind, und zwar fünf Oberflächen. Es wird auch darauf hingewiesen, daß die mit Innenverzahnung versehenen Kupplungsscheiben 16 eine ungerade Anzahl flacher Oberflächen aufweisen, die rund um ihren Umfang ausgebildet sind, deren Zahl sich von der Zahl flacher Oberflächen an der Scheibe 15 unterscheidet und beispielsweise größer ist. Beispielsweise weisen die Scheiben 16 sieben flache Oberflächen rund um ihren Umfang auf. Die Verwendung einer ungeraden Anzahl flacher Oberflächen und auch die Verwendung unterschiedlicher Anzahl flacher Oberflächen zwischen nebeneinanderliegenden Scheiben ist, wie herausgefunden wurde, wirksam, um die Taumelbewegung der Scheiben abzubrechen und um zu verhindern, daß sich eine Taumelbewegung einstellt.

Bei der vorliegenden Erfindung weisen die äußeren Umfangsoberflächen der Scheiben keine kontinuierliche Oberfläche auf, und sie bilden statt dessen flache Abschnitte, die hieran ausgebildet sind, um als eine Reihe von Nocken zu wirken die dazu neigen, die Platten in eine neutrale oder kraftfreie Stellung zu treiben. Die Anzahl der Abflachungen ist ungeradzahlig, und es ist eine unterschiedliche Anzahl in jedem Satz Scheiben vorgesehen, was weiter von den idealen Taumelscheibenbedingungen abbringt, die sonst vorliegen würden.

809813/0915

^ΑΛ 27A271Q

Wenn diese Scheiben gegeneinanderdrücken, während sie in entgegengesetzten Richtungen umlaufen, werden sie veranlaßt, gegeneinander anzustoßen oder miteinander in Eingriff zu treten, und sie sind daran gehindert, einfach nur glatt gegeneinander anz-ulaufen, wie sie es sonst in einem Taumelbetrieb unternehmen würden.

809813/0915

Claims

Patentansprüche

1.) Mehrscheiben-Reibungskupplung, g e k e η η zeichnet durch alternierend angeordnete Kupplungsscheiben (15, 16), die in Achsrichtung zum Eingriff der Kupplung zusammengeklemmt oder zum Lösen der Kupplung freigegeben werden können und bei denen die Kupplungsscheiben Umfangsoberflachen aufweisen, durch Einrichtungen (25), die am äußeren Umfang der Scheiben ausgebildet sind, um die äußeren Umfangsflachen zu veranlassen, eine nichtkreisförmige Form aufzuweisen ,durch eine Xupplungsnabe (H) mit einem mit Nuten versehenen Abschnitt (5),auf dem einige der Scheiben (16) aufgenutet sind, wobei die Nabe auch einen rückwärtigen Scheibenabschnitt bzw. Gegenscheibenabschnitt (4) aufweist, der einen Umfang aufweist, und durch unregelmäßige Abschnitte, die am Umfang für die Berührung mit einer angrenzenden Scheibe ausgebildet sind.

809813/0915

TELEFON (OSS) 93»S9 TELEX Ο8-2Ο38Ο TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

ORIGINAL INSPECTED

2. Kupplung nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß ferner die Scheiben außen aufgenutete Scheiben (15) und danebenliegend innen aufgenutete Scheiben (16) umfassen., und daß die Einrichtungen, die am Umfang ausgebildet sind, im allgemeinen flache Stellen (25) aufweisen.

3. Kupplung nach Anspruch 2,dadurch gekenn zeichnet, daß ferner die flachen Stellen (25) ungeradzahlig sind.

4. Kupplung nach Anspruch 3,dadurch gekenn zeichnet, daß ferner die Anzahl der flachen Stellen (25) an den außen aufgenuteten Scheiben (15) unterschiedlich ist von der Anzahl der flachen Stellen an den innen aufgenuteten Scheiben (16).

5. Mehrscheiben-Reibungskupplung, gekennzeich net durch alternierend angeordnete Kupplungsscheiben (15, 16), die axial für den Kupplungseingriff zusammengeklemmt oder für das Lösen der Kupplung freigegeben werden können und Umfangsoberflachen aufweisen, und durch eine ungerade Anzahl flacher Stellen (25),die am Außenumfang der Scheiben ausgebildet ist, um die Außenumfänge zu veranlassen, eine nichtkreisförmige Form aufzuweisen und als eine Reihe von Nocken zwischen nebeneinanderliegenden· Scheiben zu dienen, um ein Flattern der Scheiben zu verhindern, wobei die Scheiben außen aufgenutete Scheiben (15) und danebenliegende innen aufgenutete Scheiben (16) umfassen, und wobei die Anzahl der flachen Stellen an den außen aufgenuteten Scheiben unterschiedlich ist von der Anzahl der flachen Stellen an den innen aufgenuteten Scheiben.

809613/0915 - 3 -

6. Kupplung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Kupplungsnabe (H) mit einem mit Nuten versehenen Abschnitt (5), auf den einige der Scheiben (16) aufgenutet sind, und mit einem rückwärtigen Scheibenabschnitt bzw. Gegenscheibenabschnitt (4), der einen Umfang aufweist, sowie unregelmäßige Abschnitte, die am Umfang zur Berührung mit einer danebenliegenden Scheibe (15) ausgebildet sind.

7. Mehrscheiben-Reibungskupplung, gekennzeichnet durch alternierend angeordnete Kupplungsscheiben (15, 16), die axial mit Kupplungseingriff zusammengeklemmt oder zum Lösen der Kupplung freigegeben werden können und Umfangsoberflachen aufweisen ,und durch eine Reihe flacher Abschnitte (25)., die am äußeren Umfang der Scheiben ausgebildet sind, um die äußeren Umfange zu veranlassen, eine nichtkreisförmige Gestalt aufzuweisen, und dazu zu neigen, das Taumeln der Scheiben zu unterbinden, wenn die Umfangsoberflachen gegen danebenliegende Scheiben angedrückt werden.

8. Kupplung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Scheiben außen genutete Scheiben (15) und danebenliegend innen genutete Scheiben

(16) umfassen , und daß die flachen Abschnitte (25) ungeradzahlig sind.

9. Kupplung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Anzahl der flachen Abschnitte (25) an den außen genuteten Scheiben (15) unterschiedlich ist von der Anzahl flacher Abschnitte an den innen genuteten Scheiben (16).

809813/0915

10. Kupplung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Kupplungsnabe (H) mit einem mit Nuten versehenen Abschnitt (5) , auf den einige der Scheiben (16) aufgenutet sind, und mit einem rückwärtigen Scheibenabschnitt bzw. Gegenscheibenabschnitt (4), der einen Umfang aufweist, sowie unregelmäßige Abschnitte, die am Umfang zur Berührung mit einer danebenliegenden Scheibe (15) ausgebildet sind.

11. Kupplung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Kupplungsnabe (H) mit einem mit Nuten versehenen Abschnitt (5), auf den einige der Scheiben (16) aufgenutet sind, und mit einem rückwärtigen Scheibenabschnitt bzw. Gegenscheibenabschnitt (4), der einen Umfang aufweist, sowie unregelmäßige Abschnitte, die am Umfang zur Berührung mit einer danebenliegenden Scheibe (15) ausgebildet sind.

809813/0915