DE2749177A1

DE2749177A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE2749177A1
Application number: DE19772749177
Authority: DE
Inventors: Thomas Edward Gebauer; Larry Gene Mcmullen
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1976-11-19
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1978-05-24
Also published as: IT1090830B; DE2749177B2; CA1074594A; FR2371603A1; DE2749177C3; FR2371603B1; US4092837A; GB1554678A

Description

DEERE & COMPANY

european office (Case No. 11117 GFR)

- 4 Kupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene Kupplung.

Es ist eine Kupplung zwischen zwei Wellenteilen bekannt (US-PS 3 199 313), die aus einem elastischen Kupplungskörper besteht, der einenends über eine Buchse und einen Schraubenbolzen an einem Ringflansch und anderenends über einen tassenförmigen Aufnahmeteil und einen Schraubenbolzen mit einem weiteren Ringflansch verbunden ist. Die Ringflansche sind auf den beiden Wellenteilen drehfest gelagert. Das Kupplungselement ist als Kegelstumpf ausgebildet, so daß es in den tassenförmigen Aufnahmeteil in einem bestimmten Bereich radial verstellt werden kann, und zwar so lange, bis die Oberfläche des Kupplungskörpers gegen die Innenwand des Aufnahmeteils zur Anlage kommt« Da aber etwa ein Drittel des unteren Teiles des Kupplungskörpers bereits gegen die Innenwand des Aufnahmeteils anliegt, ist der Stellbereich des Kupplungskörpers begrenzt. Liegt die gesamte Oberfläche des Kupplungskörpers gegen die sich axial erstreckende Innenwand des Aufnähmeteils an, so ist keine weitere Verstellung des Kupplungskörpers möglich. Der Kupplungskörper ist also für ein bestimmtes Drehmoment ausgelegt, so daß bei einem noch größeren Drehmoment keine gegenseitige Verstellung der Wellenteile mehr möglich ist. Liegt also der Kupplungskörper ganz flächig gegen die Innenseite des Aufnahmeteils an, so werden Schwingungen bzw. Schläge oder Stöße des einen Wellenteils über das Kupplungselement auf den anderen Wellenteil übertragen.

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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kupplungselemente und deren Aufnahmeteile derart auszubilden, daß auch bei erhöhtem Drehmoment eine gegenseitige Verstellung der zu verbindenden An- und Abtriebsteile möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die besondere Ausbildung und Anordnung des Kupplungselementes ist es erstmals möglich, zwei Wellenteile derart miteinander zu verbinden, daß über einen sehr großen Bereich eine gegenseitige Verstellung der beiden Teile möglich ist. Bei einem normal auftretenden Drehmoment kann beispielsweise das Kupplungselement gegen die Innenseite der sich axial erstreckenden Anschläge bzw. Rippen zur Anlage gebracht werden. Dies wird durch den etwas kleineren Durchmesser des Kupplungselementes mit Bezug auf den Aufnahmeteil begünstigt. Durch diese Ausbildung ist also eine Verstellung des Kupplungselementes im Aufnahmeteil möglich, wobei das Kupplungselement lediglich auf Biegung beansprucht wird. Schwingungen, Stöße bzw. sonstige Erschütterungen, die von dem einen Wellenteil ausgehen, werden bei einer derartigen Ausbildung und Anordnung des Kupplungselementes nicht auf den nachgeschalteten Wellenteil übertragen. Erhöht sich bei Anlage des Kupplungselementes gegen die Innenseite des Aufnahmeteils das Drehmoment weiterhin, so ist auch eine zusätzliche gegenseitige Verstellung beider Wellenteile möglich, da das Kupplungselement über die äußere Begrenzung des Aufnahmeteils hinaus verstellt werden kann. Bei einer derartigen Verstellung wird das Kupplungselement auf Biegung und teilweise auch auf Zug beansprucht. Das Kupplungselement wird also aus dem Bereich der ersten Federkennlinie in den Bereich der zweiten Federkennlinie des Kupplungselementes verstellt.

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Um ein Abscheren des Kupplungselementes zu vermeiden, sind die Austrittskanten der Aufnahmeteile abgerundet bzw. dem zu verformenden Teil des Kupplungselementes angepaßt, so daß der Innenradius des zu verformenden Teiles des Kupplungselementes gleich dem Außenradius der Austrittskante des Aufnahmeteiles ist. Somit kann das Kupplungselement ohne weiteres über die Austrittskante gebogen und darüber hinaus auch auf Zug beansprucht werden.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die elastisch ausgebildeten bzw. gummiartigen Kupplungselemente das mit der Verbrennungskraftmaschine verbundene Schwungrad mit der Eingangswelle verbinden. Somit können die von der Verbrennungskraftmaschine ausgehenden Schwingungen durch die Kupplungselemente ohne weiteres absorbiert werden. Durch die vorteilhafte Anordnung der Kupplungselemente innerhalb des Ringflansches des Schwungrades erhält man eine platzsparende Anordnung der gesamten Vorrichtung.

Die letzteren und weiteren Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel eines Kraftübertragungselementes nach der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Kraftübertragungselementes,

Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Schwingungsisolierungselementes,

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Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 3, wobei Teile des Schwingungsisolierungselernentes gegeneinander verschoben sind.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Kraftübertragungselement bzw. eine formschlüssige Kupplung bezeichnet, die im Kraftfluß gesehen hinter einer in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine eingebaut wird und die ein Schwungradgehäuse 12 sowie einen ringförmigen Deckel 14 aufweist, der über zahlreiche Schraubenbolzen 16 mit einem Flansch des Schwungradgehäuses 12 verbunden ist. In dem Schwungradgehäuse 12 befindet sich ein Schwungrad 18, das mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Zapfwelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden sein kann. Eine Eingangswelle 20 eines Getriebes erstreckt sich einenends durch den Deckel 14 und ist mit seinem linken Ende mittels eines ersten Lagers 22 im Schwungrad 18 drehbar aufgenommen. Ein zweites Lager 24 dient zur drehbaren Aufnahme der Eingangswelle 20 im Deckel 14.

Zwischen der Eingangswelle 20 und dem Schwungrad 18 befindet sich ein Schwingungsisolierungselement bzw. eine Torsionskupplung 30, die eine runde Antriebsplatte 32 aufweist, die über zahlreiche Schraubenbolzen 34 an das rechte Ende eines Ringflansches 36 angeschlossen ist. Die Torsionskupplung 30 weist ferner eine Abtriebsplatte 38 auf, die über eine eine Keilverzahnung aufweisende Nabe 40 mit dem eine Keilverzahnung aufweisenden Wellenteil der Eingangswelle 20 verbunden ist. Die Torsionskupplung 30 wird teilweise von dem Ringraum des Ringflansches 36 aufgenommen. Die Antriebsplatte 32 und die

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Abtriebsplatte 38 sind mit zahlreichen, einen gleichmäßigen Abstand untereinander aufweisenden Bohrungen 4 4 und 46 ausgerüstet, die mit gleichem Abstand zur Eingangswelle 20 angeordnet sind. Zwischen der Antriebsplatte 32 und der Abtriebsplatte 38 befinden sich zahlreiche elastische und zylinderförmig ausgebildete Kupplungselemente 48, die endseitig mit in der Zeichnung nicht dargestellten Platten ausgerüstet sein können, an denen Zapfschrauben 50 befestigt sind, die koaxial zu den Kupplungselementen 48 ausgerichtet sind. Die Zapfschrauben 50 eines jeden Kupplungselementes 48 erstrecken sich in die Bohrungen 44 und 46 und sind mittels Muttern 52 gesichert, so daß die Kupplungselemente 4 8 einen gleichmäßigen Winkelabstand um die Eingangswelle 20 beibehalten. Damit die Zapfschrauben 50 sich nicht in den Bohrungen 4 4 und 46 drehen können, sind an den in der Zeichnung nicht dargestellten Platten der Kupplungselemente 48 Arretierungselemente 54 vorgesehen, die sich in in der Antriebsplatte 32 und der Abtriebsplatte 38 vorgesehene öffnungen 56 und 58 erstrecken.

Um den automatischen Wechsel der Federkennlinie der Kupplungselemente 48 in Abhängigkeit der Drehkräfte der Eingangswelle zu begrenzen, sind zwei ähnlich ausgebildete Dämpfungselemente bzw. Anschläge 60 und 62 an der Antriebsplatte 32 und der Abtriebsplatte 38 gegenüberliegend angeordnet. Die Anschläge 60 und 62 weisen zahlreiche Rippen 64 und 66 auf, die sich axial erstrecken und mittels inneren und äußeren kreisförmig angeordneten Nieten 68 und 70 sowie ebenfalls inneren und äußeren kreisförmig angeordneten Nieten 72 und 74 befestigt sind. Die Rippen 6 4 bilden zahlreiche Aufnahmeteile bzw. Kappen 76, die gemäß Fig. 2 3/4 des Kreisumfanges des rechten Endteiles des Kupplungselementes 48 umgeben, so daß nur

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1/4 eines jeden Kupplungselementes 48 nicht von Rippen 64
umgeben ist. Die Rippen 66 bilden ebenfalls zahlreiche Aufnahmeteile bzw. Kappen 78, die 3/4 des linken Endteiles des Kupplungselementes 48 umgeben.

Tritt nur ein kleines Drehmoment auf, das durch die Torsionskupplung 30 übertragen wird, so bleiben die Antriebsplatte und die Abtriebsplatte 38 in ihrer ursprünglichen Stellung, so daß die Kupplungseleraente 48 nicht gebogen und gedehnt
werden und die Kappen 76 und 78 axial zu den Rippen 64 und
66 gemäß Fig. 1 ausgerichtet bleiben. Wenn das durch die
Torsionskupplung 30 übertragene Drehmoment einen bestimmten oberen Wert erreicht, so werden die Antriebsplatte 32 und
die Abtriebsplatte 38 in einem bestimmten Winkelgrad gegeneinander gedreht, so daß die Aufnahmeteile 76 eine Lage vor den Aufnahmeteilen 78 einnehmen, wobei die Kupplungselemente derart gedehnt werden, daß sie gegen Austrittskanten 80 und der Rippen 64 und 66 (siehe Fig. 2) zur Anlage kommen. Die
Kanten 80 und 82 sind abgerundet, um Beschädigungen der Kupplungselemente 48 zu vermeiden. Die Dehnung bzw. seitliche
Ausbiegung der Kupplungselemente 48 bei der gegenseitigen
Verstellung der Antriebsplatte 32 und der Abtriebsplatte 38 aus ihrer Ausgangsstellung in eine Zwischenstellung erfolgt zwischen den Enden der Kupplungselemente gleichförmig (siehe Fig. 3). Tritt bei noch größer werdendem Drehmoment eine
noch größere seitliche Ausbiegung der Kupplungselemente 48
auf, so legen sich die inneren Teile 84 und 86 der Kanten und 82 gegen die Oberfläche der Kupplungselemente 48 an und verformen diese S-förmig, so daß sie eine Lage gemäß Fig. 4 einnehmen. Dabei kann eine Längendehnung der Kupplungselemente 48 auftreten. Die seitliche Ausbiegungsrate der Kupp-

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lungselemente 48 hängt von dem Abstand zwischen dem inneren Teil 84 und 86 der Kanten 80 und 82 ab. Wird für die Kupplungselemente 48 eine andere Federkonstante gewählt, so können die Dämpfungselemente bzw. Anschläge 6 0 und 62 bzw. die Kappen 76, 78 durch andere ersetzt werden, so daß zum Beispiel ein höheres Drehmoment übertragen werden kann.

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Leerseite

Claims

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european OFf₁CE (Case No. 11117 GFR)

Patentansprüche

.)Kupplung mit einem antreibbaren, an die Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine anschließbaren Teil, der über elastische Kupplungselemente an einen getriebenen Teil anschließbar ist, wobei die Kupplungselemente mindestens einenends in tassenförmigen Aufnahmeteilen aufgenommen und über Schraubenbolzen mit den beiden Teilen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (48) beiderseits in je einem tassenförmigen Aufnahmeteil (76 und 78) befestigt sind, der eine derartige Höhe aufweist, daß sie bei einem drehmomentenabhängigen, nachgiebigen Widerstand zwischen dem antreibbaren Teil und dem getriebenen Teil in einem ersten Bereich, in dem die Oberfläche des Kupplungselementes gegen den Aufnahmeteil anliegt, und über diesen Bereich hinaus in einem zweiten Bereich verstellbar sind, in dem auch bei vollständiger Anlage des Kupplungselementes gegen den Aufnahmeteil eine Verstellung des einen Teils gegenüber dem anderen Teil möglich ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibbare Teil eine mit ihm verbundene Antriebsplatte (32) und der getriebene Teil eine mit ihm verbundene Abtriebsplatte (38) aufweist, die zur Aufnahme der zahlreichen Kupplungselemente (48) die Aufnahmeteile (76, 78) tragen, die nur bei einer

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ORIGINAL INSPECTED

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Drehmomentenübertragung zwischen dem antreibbaren Teil und dem getriebenen Teil gegen den äußeren Umfang der Kupplungselemente (48) anliegen.
3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gummiartigen Kupplungselemente (48) zylinderförmig ausgebildet sind und die Aufnahmeteile (76, 78) Dämpfungselemente bzw. Anschläge (60, 62) aufweisen, die mit der Antriebsplatte (32) und der Abtriebsplatte (38) fest verbunden sind, wobei an den Anschlägen sich axial erstreckende Rippen (6 4, 66) vorgesehen sind, deren Endteile die Kupplungselemente zumindest teilweise umgeben.
4. Kupplung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsplatte (32) mit dem Schwungrad (18) und die Abtriebsplatte (38) mit der Eingangswelle (20) verbunden ist.
5. Kupplung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6 4, 66) die tassenförmigen Aufnahmeteile (76, 78) bilden, deren sich axial erstrekkenda Austrittskanten (80, 82) abgerundet bzw. dem zu verformenden Teil angepaßt sind.

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6. Kupplung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser der Aufnahmeteile (76, 78) etwas größer ist als der äußere Durchmesser der Kupplungselemente (48).
7. Kupplung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (18) einen sich axial erstreckenden Ringflansch (36) aufweist, dessen stirnseitiger Endteil mit der Antriebsplatte (32) verbunden ist, wobei die Eingangswelle (20) einen Endteil aufweist, der drehbar im Schwungrad aufgenommen ist, während die Abtriebsplatte (38) an der Stelle mit der Eingangswelle verbunden ist, die von dem Schwungrad umgeben ist.
8. Kupplung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Stirnflächen der Aufnahmeteile (76, 78) in etwa 1/6 der Höhe des Kupplungselementes (48) und/oder 1/6 des Durchmessers des Kupplungselementes beträgt.