DE2805086C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung für durch Druckmittel schaltbare Kupplungen zwischen einer treibenden und einer getriebenen Welle mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine solche Ausgleichsvorrichtung ist aus der US-PS 32 76 556 bekannt. Als Ver­ bindungselement zwischen den beiden Wellen ist ein zwischen deren Enden angeord­ neter Wellenstummel vorgesehen, der den Zwischenraum zwischen den Wellenenden überbrückt und der die beiden Naben jeweils über ein sich selbst ausrichtendes Lager miteinander verbindet. Jedes der beiden sich selbst ausrichtenden Lager ist von einer Schmiermittelkammer umgeben, die zwischen jeweils einem Ende des Wellenstummels und dem Inneren der Nabe begrenzt ist und durch einen außenliegenden Schmiernippel von außen zugänglich ist. Den beiden voneinander un­ abhängigen Schmiermittelkammern muß das Schmiermittel jeweils durch den zuge­ hörigen Schmiernippel von außen zugeführt werden.

Mit der bekannten Ausgleichsvorrichtung ist es möglich, die im wesentlichen in axialer Richtung aufeinanderfolgende treibende und getriebene Wellen über die Kupplung miteinander zu verbinden und die Wellen in axialer Richtung zu sichern und bei Eingriff der Kupplung eine Kraftübertragung zu gewährleisten, ohne daß dadurch die Fähigkeit der Kupplung beeinträchtigt wird, parallele oder winkel­ förmige Versetzungen der Wellen gegeneinander hinzunehmen.

Gegenüber dieser bekannten Vorrichtung ist es Aufgabe der Erfindung, eine solche Ausgleichsvorrichtung so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der Ausgleichsfunktion wesentlich dazu beigetragen wird, daß das Lager auch während langer Betriebszeiten und bei geringst möglicher Wartung zuverlässig arbeitet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im Fall der Ausgleichsvorrichtung gemäß der Eingangs genannten US-PS 32 76 556 ist das den Abstand zwischen den Naben überbrückende Verbindungsele­ ment als von den beiden Wellen unabhängiger Zapfen ausgebildet, der das oder jedes Lager trägt und mit dessen Außenumfang die Gleitdichtung der oder jeder Nabe zusammenwirkt, wobei die Gleitdichtung jeweils an der inneren Umfangsfläche eines das zugehörige Lager übergreifenden Flansches der betreffenden Nabe angeordnet ist.

Demgegenüber ist das Verbindungselement bei der Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung hohl ausgebildet und das bzw. jedes Lager ist im Inneren des Verbindungselementes angeordnet, wobei die oder jede Gleitdichtung zwischen der Nabe und dem Verbindungselement so wirksam ist, daß der das oder jedes Lager aufnehmende Innenraum des Verbindungselementes nach außen zu abge­ dichtet ist. Dadurch wird in dem Verbindungselement eine großvolumige Schmiermittelkammer gebildet, die dem selbstausrichtenden Lager bei nur einem solchen Lager oder beiden sich selbst ausrichtenden Lagern gemeinsam zugeordnet ist.

Es sind verschiedene, durch Druckmittel schaltbare Kupplungen zwischen einer treibenden und einer getriebenen Welle mit Möglichkeiten zur Schmierung des Lagers bekannt (vgl. US-PS′n 24 03 326, 27 22 302 und 28 53 860). Diese weisen jedoch keine Ausgleichsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 auf. Sie gehören daher einer anderen Gattung an. Bei der Kupplung nach der US-PS 24 03 326 ist ein inneres Zapfenlager in einer Kammer angeordnet, die durch eine Längsbohrung der Welle mit Schmiermittel versorgt wird. Bei der Kupplung nach der US-PS 27 22 302 ist die ganze Kupplung samt ihrer Lager in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet, das un­ mittelbar einen Schmiermittelsumpf enthält und an einen äußeren Schmier­ mittelzwangskreislauf angeschlossen ist. Keine dieser Druckschriften gibt dem Fachmann Hinweise dafür, um eine Ausgleichsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 in Richtung auf eine Lösung der oben angegebenen Aufgabe weiterzubilden.

Das hohle Verbindungselement sichert bei der Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung die gleiche Bewegungsfreiheit der miteinander zu kuppelnden Wellen wie der bei der gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß der US-PS 32 76 556 zu diesem Zweck vorgesehene frei schwimmend angeordnete Zapfen. Ohne die Raumbeanspruchung der Kupplung und/oder der Ausgleichsvorrichtung zu ver­ größern wird eine großvolumige Schmiermittelkammer für das oder die sich selbst ausrichtenden Lager erhalten. Dadurch wird ein reibungsarmer Betrieb auch ohne Wartung über lange Betriebszeiten zuverlässig aufrechterhalten.

Je nach den Erfordernissen an die relativen Bewegungsmöglichkeiten der beiden zu verbindenden Wellen kann die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Wenn nur ein einziges sich selbst ausrich­ tendes Lager benötigt wird, kann der Rohrförmige Abschnitt des Verbindungselementes zweckmäßigerweise nach Anspruch 2 ausgebildet sein.

Bei dieser Ausführungsform können nicht nur Ausrichtfehler in Winkelrichtung und ein Parallelversatz der Wellen sondern auch Verschiebungen der Wellen in ihrer Axialrichtung während des Betriebes aufgenommen werden.

Wenn der Nabe jeder der beiden Wellen ein sich selbst ausrichtendes Lager zugeornet ist, kann der rohrförmige Abschnitt des Verbindungselementes gemäß der Lehre nach Anspruch 3 ausgebildet sein. In diesem Fall wird die Schmiermittelkammer für beide Lager durch die gesamte Länge des rohrför­ migen Abschnittes und durch den Zwischenraum zwischen den sich mit gegen­ seitigem Abstand gegenüberliegenden Naben der Wellen gebildet. Dabei kann der rohrförmige Abschnitt über sein eines Ende starr mit der einen Nabe verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform werden in der Ausgleichsvorrich­ tung nur Ausrichtfehler in Winkelrichtung zwischen den beiden Wellen aufge­ nommen (vgl. Anspruch 5). Wenn dagegen der rohrförmige Abschnitt mit den beiden Naben jeweils nur über die beiden selbstausrichtenden Lager verbunden ist (Anspruch 4) können Ausrichtfehler in Winkelrichtung sowie ein Paralellver­ satz der Wellen (Radialversatz) zuverlässig aufgenommen werden.

Damit wird deutlich, daß die Lehre nach der Erfindung mit Vorteil unter Ver­ hältnissen mit unterschiedlichen Erfordernissen bezüglich der Ausgleichswirkung angewendet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht einen Motor, dessen Ausgangswelle über eine durch Druckmittel schaltbare Kupplung mit Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer getriebenen Einrichtung, z.B. einem Geschwindig­ keitsreduziergetriebe, verbunden ist.

Fig. 2 eine Seitenansicht der Kupplung nach Fig. 1 mit Ausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Kupplung in der oberen Hälfte der Figur im axialen Schnitt dargestellt ist.

Fig. 3 im größeren Maßstabe die Ausgleichsvorrichtung, wie sie in der Kupp­ lung nach Fig. 2 vorgesehen ist.

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3.

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung.

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI der Fig. 5.

Fig. 7 in ähnlicher Darstellung wie in den Fig. 3 und 5 ein weiter abge­ wandeltes Ausführungsbeispiel der Ausgleichsvorrichtung und

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII der Fig. 7.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 greift das Ende der Motorwelle 6 des Motors 1 in das Gehäuse der Kupplung 8, in das von der anderen Seite her die Eingangswelle 4 eines Geschwindigkeitsreduziergetriebes 2 ragt, dessen Aus­ gangswelle mit 94 bezeichnet ist. Die Kupplung 8 ist mit einer Ausgleichsvor­ richtung ausgerüstet, welche die Aufnahme von Ausrichtfehlern der Wellen in Winkelrichtung und einen Parallelversatz der Wellen ausgleichen soll. Der eigentliche Kupplungsteil 14 der Kupplung 8 ist hydraulisch betreibbar. Zu diesem Zweck ist eine Hydraulikleitung 82 über eine Drehverbindung 84 mit einem Druckmittelverteilersystem in der Welle 4 verbunden.

Die Kupplung 8 weist ein umlaufendes Gehäuse 22 auf, das über Bolzen 24 mit dem Flansch 11 einer Nabe 10 verbunden ist, die über eine Keilverbindung 12 drehfest mit der Welle 6 verbunden ist. Am freien Ende ist das Gehäuse 22 über Bolzen 30 mit einem auf der Innenseite verzahnten Ring 26 starr verbunden, der mit den außenliegenden Zähnen 32 einer Kupplungsscheibe 34 in Eingriff steht. Die Kupplungs- oder Reibscheibe 34 ist zwischen einem Wider­ lagerflansch 80 und einer ringförmigen Druckplatte 33 zusammenpreßbar, wobei der Flansch 80 mit der Welle 4 über eine Keilverbindung 20 antriebsmäßig verbunden ist. Mit der Nabe ist über Bolzen eine Stützplatte 16 verbunden, auf deren Innenseite ein durch das Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch 15 als Betätigungselement vorgesehen ist. Der Schlauch wirkt über das plattenförmige Element 13 auf die Druckplatte 33, die ihrerseits mit der Welle 4 drehfest verbunden ist und von Rückstellfedern beaufschlagt wird. Die in der Welle 4 vorgesehenen, teilweise (z.B. bei 87) verschlossenen Bohrungen 86, 88, 99 sind über Leitungsabschnitt 90, 92 und die Stützplatte 16 mit dem Schlauch 15 verbunden.

Wenn das Druckmittel dem Schlauch 15 zugeführt wird, wird die Kupplung angezogen und das volle Drehmoment zwischen den beiden Wellen 6 und 4 übertragen.

Um Ausrichtfehler in Winkelrichtung und/oder einen Parallelversatz der Wellen ohne Beeinträchtigung der Kupplungswirkung aufnehmen zu kännen, weist die Kupplung eine Ausgleichsvorrichtung auf, die für die Ausführung nach Fig. 2 im größeren Maßstabe und im Ausschnitt in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Ausgleichsvorrichtung weist ein hohlzylindrisches oder rohrförmiges Verbin­ dungselement 36 auf, das an seinen beiden Enden jeweils einen Verbindungs­ flansch 38 aufweist, mit denen über Bolzen 40 jeweils ein ringscheibenförmiger Teil 42 verbunden ist, in dessen zentraler Öffnung eine Gleitdichtung 62 angeordnet ist, und der einen in das Verbindungselement 36 eingreifenden rippenförmigen Abschnitt 60 aufweist, der zur Anlage des äußeren Laufringes eines selbstausrichtenden Lagers 46 dient, das in der anderen Richtung durch einen in eine Ringnut 58 des Verbindungselementes 36 eingesetzten Ring 53 gesichert ist. Der innere Laufring jedes sich selbst ausrichtenden Lagers liegt andererseits an einer Schulter 54 einer Nabe 58 an, die im Abstand von der Schulter eine Ringnut 52 zur Aufnahme eines Sicherungsringes 50 aufweist. Jede Nabe 48 weist einen außenliegenden Flansch 49 auf.

Die Außendurchmesser 56 der sich selbst ausrichtenden Lager sind dem Innen­ durchmesser des Verbindungselementes 36 angepaßt. Zwischen den einander mit Abstand zugewandten Stirnseiten der Naben 48, zwischen den Gleitdichtungs­ elementen 62 und innerhalb des Verbindungselementes 36 ist so eine beiden La­ gern zugeordnete Schmiermittelkammer 44 begrenzt, in die über einen Nippel 43 Schmiermittel eingefüllt werden kann und aus der über den Ablaß 45 das Schmiermittel bei Bedarf abgelassen werden kann. Der Ablaß 45 kann zugleich als Entlastungsventil ausgebildet sein.

Jeder Flansch 49 weist Bohrungen 51 für Gewindebolzen 68 bzw. 79 auf, die durch entsprechende Bohrungen 66 eines im Querschnitt winkelförmigen Halte­ ringes 64 ragen und in Gewindebohrungen 55 der Teile 10 bzw. 80 der Kupplung schraubbar sind. Der kragenförmige äußere Teil 70 bzw. 76 jedes winkelförmi­ gen Ringes 64 greift in eine entsprechende Ringnut 72 bzw. 78 der Teile 10 bzw. 80 der Kupplung ein. Aufgrund der Ausbildung kann die Kupplung Aus­ richtfehler in Winkelrichtung und einen radialen Versatz zwischen den Wellen aufnehmen. Dennoch wird stets eine volle Drehmomentübertragung sicher­ gestellt.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 sind die mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 übereinstimmenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4 bezeichnet. Die Ausgleichsvorrichtung bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 ist mit 108 bezeichnet.

Im Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 ist das rohrförmige Verbindungselement 136 an seinem in Fig. 5 rechts liegenden Ende starr mit dem Teil 80 der Kupplung 108 verbunden. Zu diesem Zweck ist der Flansch 138 am rechten Ende des Verbindungselementes 136 über Schrauben mit einem im Querschnitt winkelförmigen ringförmigen Teil 142 verbunden, der in seiner zentralen Bohrung die Gleitdichtung 62 trägt und der mit seinem außenliegen­ den Bereich unter Hinzuziehung eines im Querschnitt winkelförmigen Verbin­ dungsringes über Bolzen 168 mit dem Flansch 149 der Nabe 148 und mit dem Teil 80 der Kupplung verschraubt ist. Das ringförmige Verbindungselement 176 greift in eine entsprechende Nut 178 des Teils 80 ein. Auf der Nabe 148 sitzt wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 ein sich selbst ausrichtendes Lager 146, das auf der Nabe 148 und in dem Verbindungselement 136 auf gleiche Weise gesichert ist, wie das Lager 46 bei der Ausführungsform nach Fig. 3.

Bei dieser Ausführungsform ist das Verbindungselement 136 zusammen mit der Nabe 148 starr mit dem Teil 80 der Kupplung verbunden. Auf diese Weise kann die Kupplung zuverlässig und wartungsfrei über lange Zeit auch dann arbeiten, wenn zwischen den beiden zu verbindenden Wellen Ausrichtfehler in Winkel­ richtung vorliegen.

Die Ausführung nach Fig. 5 und 6 ist in solchen Fällen einsetzbar, wo Ver­ schiebungen der Wellen in ihrer Axialrichtung oder ein Radialversatz zwischen den Wellen nicht auftritt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 ist nur ein einziges sich selbst aus­ richtendes Lager 246 zwischen der Nabe 148 und einem rohrförmigen Abschnitt des Verbindungselementes 236 vorgesehen. Der rohrförmige Abschnitt 236 ist an seinem dem Lager 246 abgewandten Ende durch einen Deckelflansch 242 verschlossen. Dieser Deckelflansch begrenzt somit nach dieser Seite hin die das Lager 246 aufnehmende Schmiermittelkammer 44. Der Deckelflansch ist über eine nachgiebige oder flexible Scheibenanordnung 238 mit dem Teil oder der Nabe 80 der Kupplung drehfest verbunden. Zu diesem Zweck ist der Deckel­ flansch über in Umfangsrichtung verteilte Abstandhülsen 250, durch deren Bohrungen 252 Schrauben 254 geführt sind, mit einem Satz von mehreren nach­ giebigen ringförmigen Scheiben 238 fest verschraubt. Die Schrauben greifen durch Bohrungen 244 in dem Deckelflansch 242. In Umfangsrichtung zwischen den Bohrungen 240 der nachgiebigen ringförmigen Scheiben 238 sind weitere Bohrungen 256 vorgesehen durch die Schrauben 255 greifen, welche die flexible oder nachgiebige Scheibenanordnung über Abstandshülsen 251 mit einem scheibenförmigen Teil 249 verbindet, in dem zum Durchgreifen der Schrauben 255 entsprechende Bohrungen 245 vorgesehen sind. Der äußere Rand des scheibenförmigen Teils 249 ist in ähnlicher Weise wie der äußere Rand des Nabenflansches 49 auf der anderen Seite des Verbindungselementes 236 über einen im Querschnitt winkelförmigen Ringteil 264 und Schraubbolzen 268 mit dem Teil 80 der Kupplung starr verbunden.

Das sich selbst ausrichtende Lager 246 ist auf der Nabe 248 und in dem rohr­ förmigen Abschnitt des Verbindungselementes 236 in radialer und axialer Richtung in gleicher Weise gesichert, wie dies für die Lager 36 der Aus­ führungsbeispiele nach Fig. 4 bzw. nach Fig. 5 bereits beschrieben worden ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 und 8 können nicht nur radiale und winkelförmige Versetzungen der Wellen sondern auch Verschiebungen der Wel­ len in Axialrichtung zuverlässig aufgenommen werden, ohne daß der störungs­ freie Betrieb der Kupplung beeinträchtigt wird. Auch bei diesem Ausführungs­ beispiel ist das sich selbst ausrichtende Lager 246 in einer großvolumigen Schmiermittelkammer aufgenommen, so daß die Anordnung über lange Betriebszeiten ohne Wartung arbeiten kann.

Claims (5)

1. Ausgleichsvorrichtung für durch Druckmittel schaltbare Kupp­ lungen zwischen einer treibenden und einer getriebenen Welle, die im gegenseitigen Abstand angeordnete Naben aufweisen, welche einerseits mit dem Druckteil bzw. dem Widerlager der Kupplung und andererseits über ein den Abstand zwischen den Naben überbrückendes Verbindungselement miteinander verbun­ den sind, zwischem dem und wenigstens einer der beiden Naben eine durch Gleitdichtung abgedichtete, durch Nippel von außen zugängliche Schmiermittelkammer begrenzt ist, in der ein sich selbst ausrichtendes Lager angeordnet ist, das die Nabe und das Verbindungselement axial unverschieblich miteinander ver­ bindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ bindungselement (36, 136, 236) einen rohrförmigen Abschnitt aufweist, an dessen freiem Ende ein die Gleitdichtung (62) aufweisender Dichtungsflansch (42) angeordnet ist und der wenigstens einen Teil des Zwischenraumes zwischen den beiden Naben (10, 80, 48, 248) als Schmiermittelkammer (44) begrenzt.

2. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt (236) an sei­ nem anderen Ende durch einen Deckelflansch (242) geschlossen ist, der über eine nachgiebige oder flexible Scheibenanord­ nung (238) mit der anderen Nabe (80) drehfest verbunden ist (vgl. Fig. 7).

3. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt (36, 136) an seinen beiden Enden mit einem eine Gleitdichtung (62) aufweisenden Dichtflansch (42, 142) versehen ist und eine den gesamten Zwischenraum zwischen den beiden Naben (10, 80, 48, 148) einschließende und je ein den beiden Naben zuge­ ordnetes sich selbst ausrichtendes Lager (46, 146) enthalten­ de Schmiermittelkammer (44) begrenzt.

4. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das rohrförmige Verbindungsele­ ment (36) mit den beiden Naben (48) lediglich über die bei­ den selbstausrichtenden Lager (46, 146) verbunden ist (Fig. 3).

5. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der eine Dichtflansch (142) des rohrförmigen Abschnittes (136) mit der einen Nabe (80, 148) zusätzlich zu dem selbstausrichtenden Lager (146) eine starre Verbindung (149, 164, 168) aufweist (vgl. Fig. 5).