DE2842701C2

DE2842701C2 - Reibungsschlupfkupplung, insbesondere für Bootsgetriebe

Info

Publication number: DE2842701C2
Application number: DE19782842701
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ing.(grad.) 7990 Friedrichshafen Braun
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-09-30
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE2842701A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsschlupfkupplung, insbesondere für Bootsgetriebe, mit einem auf einer zu kuppelnden Welle ortsfest gelagerten Schaltmuffenträger und mindestens einem, durch eine Schaltmuffe begrenzt axial verschiebbaren Reiblamellenträger od. dgl., der mit an der anderen Kupplungshälfte angeordneten Reibflächen eines mit dieser verbundenen zweiten Reiblamellenträgers zusammenwirkt und der zur Erzeugung der Anpreßkraft bei begrenzter Drehung auf der Welle an der den Reibflächen gegenüberliegenden Stirnseite mit Keilflächen versehen ist, die zu dieser Stirnfläche in Hauptachsrichtung geneigt ausgebildet sind und sich über bei Relativdrehung der Kupplungshälften auslaufenden Wälzkörpern an Gegenflächen am Schaltmuffenträger abstützen.

Schaltbare Reibungskupplungen dieser Art, die als federbelastete Sicherheitskupplungen wirksam sind, sind durch die DE-OS 16 25 849 (1), DE-AS 22 25 096 (2), US-PS 39 31874 (3) sowie die GB-PS 12 66 840 (4) bekannt

Bei den Ausgestaltungen nach (1) und (3) sind die Federn im Kraftfluß von den Kupplungsflächen her gesehen jeweils hinter den zu kuppelnden Zahnrädern angeordnet, so daß das mit der Welle kraftschlüssig zu verbindende Zahnrad verschoben werden muß, wenn die Kupplung als Sicherheitskupplung wirksam wird. Dadurch wird diese mit der Masse des Zahrrades behaftet; dies kann zu Schwierigkeiten beim Schalten

ίο führen, weil durch die zu beschleunigenden Massen zusätzliche axiale Kräfte erzeugt und der Federkraft überlagert werden.

Bei den Kupplungen nach (2) und (4) sind die Federn jeweils zwischen einem Zahnrad und einem diesem zugeordneten verschiebbaren Lamellenträger eingesetzt, damit deren Vorspannkraft nicht von der Masse des zu verschiebenden Zahnrades beeinflußt wird; hierbei muß aber eine Verschiebung des Lamellenträgers unter Last reibwertabhängig vorgenommen werden. Da somit die Lamellen unter Last in den Zähnen der Lamellenträger verschoben werden, fressen sich diese bereits nach kurzer Zeit ein, so daß der Reibwerteinfluß durch die mechanische Verhakung vergrößert wird und eine zufriedenstellende Funktion schon nach kurzer Zeit bei diesen Kupplungen nicht mehr gegeben ist.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die bekannten Reibungskupplungen der vorgenannten Art in der Weise zu verbessern, daß weder das zu kuppelnde Zahnrad noch der Lamellenträger axial verschoben werden, daß aber dennoch ein zuverlässiger Überlastschutz gegeben ist. Außerdem sollen die bisher verwendeten, auf die Zahnräder bzw. Lamellenträger einwirkenden Federelemente entfallen, so daß die Kupplung in axialer Richtung klein baut.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die als Anpreßrollen oder Kugeln ausgebildeten Wälzkörper und/oder deren Achsen in Verstellrichtung des Lamellenträgers elastisch verformbar sind.

Die elastische Verformbarkeit kann in der Weise bewerkstelligt werden, daß bei Verwendung von auf Achsen gehaltenen Anpreßrollen als Wälzkörper diese jeweils ai'S einem unverformbaren äußeren Laufring gebildet sind, der über ein oder mehrere, elastisch verformbare Zwischenglieder unmittelbar oder über eine Nabe auf der Achse abgestützt ist, wobei als elastisch verformbares Zwischenglied eine Gummizwischenlage, eine gewellte Stahlfeder oder diametral einander gegenüberliegend angeordnete Druckfedern vorgesehen sein können. Die Anpreßrollen oder Kugeln können aber auch aus elastisch verformbarem Material, vorzugsweise Hartgummi oder Kunststoff, hergestellt sein.

Nach einer andersartigen Ausgestaltung können zu dem gleichen Zweck die die Wälzkörper tragenden Achsen jeweils als Federelement, beispielsweise als Biegefederstab, ausgebildet werden.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Reibungsschlupfkupplung ist gegenüber den bekannten vergleichbaren Ausgestaltungen nicht nur einfacher in ihrer konstruktiven Ausgestaltung und damit auch wirtschaftlicher als diese herstellbar, sondern auch in ihrer Funktion sehr zuverlässig und störunanfällig. Werden nämlich die Wälzkörper und/oder deren Lagerung elastisch verformbar ausgebildet, ist sichergestellt, daß die Kupplung als Sicherheitskupplung wirksam ist, ohne daß bei einer Überbelastung das gekuppelte Zahnrad oder der Lamellenträger axial verschoben werden. In

diesem Fall werden vielmehr die Wälzkörper verformt bzw. die diese tragenden Achsen. Mit sehr geringem Bauaufwand wird somit erreicht, daß die Sicherheitskupplung nicht mit Massen behaftet ist und daß keine zusätzlichen Federn zur Abstützung di;-r einzelnen Bauteile mehr erforderlich sind, daß aber dennoch die Funktion der Kupplung als Sicherheitskupplung in vollem Umfang erhalten bleibt und sogar verbessert wird.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele, der gemäß der Erfindung ausgebildeten Reibungsschlupfkupplung, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind, dargestellt Hierbei zeigt

F i g. 1 die Reibungsschlupfkupplung mit elastisch verformbaren Anpreßrollen im Axialschnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1,

Fig.3 eine mit einer Stahlfeder als elastisch verformbares Zwischenglied versehene Anpreßrolle und

F i g. 4 eine mit Druckfedern als elastisch verformba- res Zwischenglied ausgestattete Anpreßrolle.

Die in F i g. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Kupplung ist als Doppelkupplung ausgebildet und als Sicherheitskupplung wirksam. Mittels der Kupplung 1 sind auf einer Welle 2 über Wälzlager 4 bzw. 6 drehbar gelagerte Zahnräder 3 und 5 mit dieser kuppelbar. Durch Scheiben 7 und 8 sind die Zahnräder 3 und 5 hierbei axial unverschiebbar gehalten.

Auf der Welle 2 ist ein Schaltmuffenträger 11 ortsfest angeordnet und auf diesem ist eine Schaltmuffe 12 gehalten, die mittels einer in eine Ringnut eingreifenden nicht gezeigten Schaltgabel axial verschiebbar ist In der Schaltmuffe 12 sind Aussparungen 19 bzw. 27, deren Form im einzelnen nicht gezeigt ist, eingearbeitet, in die Rollen 18 bzw. 26 einführbar sind, die auf radial gerichteten Bolzen 17 bzw. 25 drehbar gelagert sind und mittels denen die auf die Schaltmuffe 12 eingeleitete Schaltkraft auf Lamellenträger 13 bzw. 21 übertragbar ist. Die Lamellenträger 13 bzw. 21 sind axial begrenzt verschiebbar und können jeweils um einen bestimmten Winkel gegenüber dem Schaltmuffenträger 11 begrenzt verdreht werden. Die Lamellenträger 13 und 21 sind mit Verzahnungen zur Halterung von Lamellen 14 bzw. 22 versehen, die mit Lamellen 16 und 24 zusammenwirken, die mit den Zahnrädern 3 bzw. 5 fest verbundenen Lamellenträgern 15 bzw. 23 gehalten sind.

In dem Schaltmuffenträger 11 sind über den Umfang gleichmäßig verteilt radial angeordnete Bolzen 31 als Achsen befestigt. Jeder Bolzen 31 trägt eine Anpreßrolle 32 und dient gleichzeitig zur Fixierung der Schaltmuffe 12 in Umfangsrichtung. Wie sich aus den F i g. 1 und F i g. 2 ergibt, berühren die Anpreßrollen 32 Auflaufkurven 29 und 30, die an den nach innen gerichteten Stirnflächen der Lamtllentrager 13 und 21 angearbeitet sind. Sobald einer der Lamellenträger 13 bzw. 21 gegenüber den Anpreßrollen 32 relativ verdreht wird, wird der betreffende Lamellenträger axial verschoben.

Wird mittels der nicht dargestellten Schaltgabel die Schaltmuffe 12 axial verschoben, so werden die in den Eintrittsöffnungen der Ausnehmungen 19 bzw. 27 befindlichen Rollen 18 bzw. 26 von deren Rückwand ebenfalls axial verschoben, so daß der jeweilige Lamellenträger ebenfalls eine Axialbewegung ausführt Durch diese axiale Bewegung des Lamellenträgers 13 oder 21 erhalten die Lamellen 14 und 16 bzw. 22 und 24 Reibungsschluß und der Lamellenträger 13 bzw. 21 wird gegenüber dem Schaltmuffenträger 11 begrenzt verdreht Infolge dieser relativen Verdrehung, die abhängig ist von dem übertragenen Drehmoment laufen die Anpreßrollen 32 auf den Auflaufkurven 29 oder 30 auf.

Um zu gewährleisten, daß die Kupplung 1 als Sicherheitskupplung wirksam ist und daß trotz der Auflaufkurven 29 und 30 nur ein bestimmtes Drehmoment von den jeweils zusammenwirkenden Lamellen und somit von der Welle 2 auf eines der Zahnräder 3 oder 4 übertragen wird, sind die Anpreßrollen 32 elastisch verformbar ausgebildet. Bei einer zu hohen Anpreßkraft werden diese somit verformt, so daß das übertragbare Drehmoment auf diese Weise begrenzt wird.

Nach der in den F i g. 1 und F i g. 2 dargestellten Ausgestaltung bestehen die Anpreßrollen 32 aus einem äußeren Laufring 33 und einer auf dem Bolzen 31 angeordneten Nabe 34, zwischen denen als elastisches Zwischenglied eine Gummizwischenlage 35 eingesetzt ist. Als elastisches Zwischenglied kann aber auch gemäß F i g. 3 eine Stahlfeder 36 vorgesehen werden, es ist aber auch möglich, zwischen dem Laufring 33 und der Nabe 34 Druckfedern 37 anzuordnen, die mittels eines Führungsringes 38 und/oder mittels Zapfen 39 gehalten sind.

Von einem bestimmten von der Kupplung 1 übertragenen Drehmoment an, wird die auf die jeweils zusammenwirkenden Lamellen ausgeübte Anpreßkraft, obwohl die Anpreßrollen 32 auf den Auflaufkurven 29 bzw. 30 auflaufen, nicht größer, ohne daß eines der Teile axial verschoben wird. Die Anpreßrollen 32 werden vielmehr verformt, so daß die auf die Lamellenträger 13 bzw. 21 einwirkende Kraft sich nicht erhöht. Dadurch wird zuverlässig erreicht, daß die Lamellen 14 und 16 bzw. 22 und 24 durch eine dem vorgegebenen Drehmoment entsprechende Kraft aneinander gepreßt werden und daher ein das zulässige Drehmoment übersteigendes Moment von der Kupplung 1 nicht übertragen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Reibungsschlupfkupplung, insbesondere für Bootsgetriebe, mit einem auf einer zu kuppelnden Welle ortsfest gelagerten Schaltmuffenträger und mindestens einem, durch eine Schaltmuffe begrenzt axial verschiebbaren Reiblamellenträger od. dgl., der mit an der anderen Kupplungshälfte angeordneten Reibflächen eines mit dieser verbundenen zweiten Reiblamellenträgers zusammenwirkt und der zur Erzeugung der Anpreßkraft bei begrenzter Drehung auf der Welle an der den Reibflächen gegenüberliegenden Stirnseite mit Keilflächen versehen ist, die zu dieser Stirnfläche in Hauptachsrichtung geneigt ausgebildet sind und sich über bei Relativdrehung der Kupplungshälften auflaufenden Wälzkörpern an Gegenflächen am Schaltmuffenträger abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anpreßrollen oder Kugeln ausgebildeten Wälzkörper (32) und/oder deren Achsen (31) in Verstellrichtung des Lamellenträgers (13 bzw. 21) elastisch verformbar sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von auf Achsen (31) gehaltenen Anpreßrollen (32) als Wälzkörper diese jeweils aus einem unverformbaren äußeren Laufring (33) gebildet sind, der über ein oder mehrere, elastisch verformbare Zwischenglieder (35; 36; 37) unmittelbar oder über eine Nabe (34) auf der Achse abgestützt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisch verformbares Zwischenglied (36) eine Gummizwischenlage (35), eine gewellte Stahlfeder (36) oder diametral einander gegenüberliegend angeordnete Druckfedern (37) vorgesehen sind.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßrollen (32) oder Kugeln aus elastisch verformbarem Material, vorzugsweise aus Hartgummi oder Kunststoff, hergestellt sind.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anpreßrollen (32) tragenden Achsen (31) jeweils als Federelement, beispielsweise als Biegefederstab, ausgebildet sind.