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Kennwort: "Federelastische Kupplung"
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Elastische Kupplung Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung
mit einer Kraftübertragung durch zwischen den beiden Kupplungsteilen angeordnete
Blattfedern.
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Eine Kupplung dieser Art ist z.B. in der DE-PS 210 406 beschrieben.
Dabei findet die Kraftübertragung durch Blattfedern statt, die mit Mitnehmern des
einen Kupplungsteiles gelenkig verbunden sind. Jede Feder stützt sich mit beiden
Enden gegen geeignete Flächen an Mitnehmern des anderen Kupplungsteiles.
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Nachteilig ist jedoch, daß die Federenden auf Flächen gleiten und
damit verschleißanfällig sind. Durch die Aufnietung der Blattfederelemente auf entsprechende
Kippsegmente wird viel Platz verbraucht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß
die Kupplung offen ist, weshalb eine Verschmutzungsgefahr besteht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Kupplung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die platzsparend und verschleißarm
ist und die darüber hinaus sehr wirkungsvoll arbeitet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
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Die erfindungsgemäße Kupplung ist sehr verschleißarm, denn die Blattfederelemente
stützen sich ohne Reibung aufeinander ab. Durch eine direkte Aufnietung oder eine
anderweitige Befestigung (z.B. Verschrauben) und eine Klemmung der Blattfederelemente
im Wechsel auf der Primär- und Sekundärseite der Kupplung können relativ viele Federpakete
untergebracht werden. Durch die Verschleißreduzierung erhöht sich die Lebensdauer
der Blattfederelemente entsprechend.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Schwingungsdämpfung erreicht
wird, und zwar durch die bei Veränderung des Verdrehwinkels + sich verändernden
Kammervolumina zwischen den zusammenarbeitenden Blattfederelementen.
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Durch die platzsparende Anordnung der Blattfederelemente direkt auf
den Kupplungsteilen kann die Kupplung in einfacher Weise auch geschlossen ausgerührt
werden, wodurch sie im Bedarfsfalle problemlos auch mit einer viskosen Flüssigkeit
gefüllt werden kann.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß ein Teil der Blattfederelemente
sich erst nach einer bestimmten Drehmomentübertragung aufeinander abstützt. Durch
diese Ausbildung läßt sich auf einfache Weise eine erforderliche Progressivität
der Kupplung ausführen. Ein Teil der Blattfederelemente ist dabei sofort in Betrieb,
während der andere Teil erst nach einem wählbaren Leerhub zum Eingriff kommt. Auf
diese Weise läßt sich für einen Motorleerlauf am Anfang ein flacher Anstieg des
Drehmomentenverlaufes erreichen.
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Eine andere Ausgestaltung besteht darin, daß die Blattfederelemente
jeweils aus einzelnen Blattfedern bestehen die unterschiedlich gebogen sind und
die nacheinander zur Anlage kommen. Durch diese Maßnahme wird praktisch eine Fächerwirkung
erreicht, womit ebenfalls eine progressive Kennlinie der gesamten Kupplung erzielbar
ist.
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3iese Ausgestaltung für eine progressive Kennlinie kann gegebenenfalls
auch mit der zuvor genannten Möglichkeit kombiniert werden.
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Von Vorteil ist es, wenn die Blattfederelemente jeweils auf ihren
einander zugekehrten Innenseiten mit Endanschlagflächen versehen sind.
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Dabei können die Endanschlagflächen mit einem dämpfenden Belag versehen
sein.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Endanschlag derart
ausgestaltet ist, daß eine der beiden Endanschlagflächen an einem Blattfederelement
eine Bohrung aufweist, in die ein am anderen Blattfederelement angeordneter Kolben
einpaßbar ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine entsprechende Dämpfung vor dem
Wirksamwerden des mechanischen Endanschlages erreicht.
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In Ausgestaltung hierzu kann die Bohrung oder der Kolben stufenförmig,
kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgestaltet sein. Auf diese Weise läßt sich
die Charakteristik der Dämpfung auf beliebige Weise beeinflussen.
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Eine Veränderung der Kupplungscharakteristik läßt sich weiterhin durch
eine teilweise oder gegebenenfalls durch eine vollständige Verbindung der Blattfederelemente
an ihren Enden mittels Klammern, Nieten usw. erreichen. Auf diese Weise können einzelne
oder gegebenenfalls alle Federelemente nicht mehr voneinander getrennt werden.
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In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Blattfederelemente
jeweils mit einer Einspannfläche versehen sind, über die sie mit dem jeweiligen
Kupplungsteil verbunden sind Von Vorteil ist es dabei, wenn die Einspannfläche unsymmetrisch
- bezogen auf die Längsebene der Blattfederelemente - angeordnet ist, und zwar derart,
daß an den Einspannstellen jeweils gleiche Beanspruchungen erreicht werden.
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Im allgemeinen werden die Blattfederelemente aus mehreren einzelnen
Blattfedern bestehen, die jeweils ein einheitliches Blattfederpaket bilden.
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Dabei kann vorgesehen sein, daß über den Umfang verteilt die einzelnen
Blattfedern von verschiedenen Blattfederpaketen unterschiedliche Dicke und/oder
unterschiedliche Zahlen auSweisen.
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Durch diese Maßnahme läßt sich die Kupplungscharakteristik ebenfalls
auf vielfache Weise variieren.
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In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der aus Primärteil
und aus Sekundärteil gebildete Kupplungsraum durch Dichtelemente flüssigkeitsdic-ht
ausgebildet und wenigstens zum Teil mit einer Dämpferflüssigkeit gefüllt ist.
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Durch diese Maßnahme wird eine zusätzliche Dämpfung erreicht.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem weitere
erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen, anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 ein Schema der erfindungsgemäßen Kupplung; Fig. 2
Ausschnittsvergrößerung von jeweils zwei zusammenarbeitenden Blattfederelementen
nach der Fig. 1; Fig. 3 einen Halbschnitt durch die Kupplung nach der Linie III-III
der Fig. 2; Fig. 4 bis 7 verschiedene Ausgestaltungen von Endanschlagflächen.
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Die in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellte erfindungsgemäße
Kupplung weist ein Primärteil 1 auf, das mit einer Vielzahl von Stegen bzw. Befestigungsarmen
2 versehen ist. In gleicher Weise ist ein Sekundärteil 3 mit Stegen 4 versehen.
-Jeweils an einem Steg 2 bzw. 4 sind jeweils zwei Blattfederelemente 5 bzw. 6 angeordnet.
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Entsprechend der Drehrichtung der Kupplung sind bei Traktion = T bzw.
bei Schub = S jeweils die entsprechende Hälfte der Blattfederelemente 5 bzw. 6 im
Einsatz, sofern nicht von vornherein jeweils die beiden zusammenarbeitenden Blattfederelemente
5 und 6 an ihren Enden fest miteinander verbunden sind. Ein derartiges Blattfedernpaket
aus mehreren einzelnen Blattfedern kann z.B. aus jeweils fünf dünnen einzelnen Blattfedern
bestehen (untere Darstellung in der Fig. 2) oder aus zwei dicken einzelnen Blattfedern
(obere Darstellung in der Fig. 2). Die einzelnen Blattfedern eines Blattfederpaketes
können dabei unterschiedlich gebogen sein, so daß sie nacheinander an den gegenüberliegenden
Blattfedern zur Anlage kommen.
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Wie aus den Figuren 1 und 2 weiterhin ersichtlich ist, können ein
Teil der Blattfedern so angeordnet sein, daß sich ein zweistufiger Einsatz ergibt.
Dies bedeutet, daß ein Teil der Blattfedern 5 und 6 nicht sofort am dazugehörigen
Blattfedernpaket zur Anlage kommt, sondern daß ein gewisser Leerhub vorgesehen ist.
Dieser Leerhub kann nach der Fig. 2 (rechte Darstellung) z.B. 70 betragen. Wenn
insgesamt ein Hub von 110 zur Verfügung steht, führen diese Blattfederpakete nur
noch einen Hub von 40 aus.
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Die Blattfederpakete sind jeweils auf ihren einander zugekehrten Innenseiten
mit Endanschlagflächen 7 bzw. 8 versehen (siehe Fig. 2).
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Statt einer offenen Ausführung mit freien Enden der Blattfederpakete
5 und 6 können diese im Bedarfsfalle an ihren Enden auch durch Klammern 9 und 10
miteinander verbunden sein.
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In der Fig. 3 ist prinzipmäßig ein Halbschnitt in Richtung III-III
nach der Fig. 2 dargestellt. Das als Blattfederpaket 6 mit mehreren einzelnen Blatt
federn ausgebildete Blattfederelement besitzt eine Einspannfläche 11, die jedoch
unsymmetrisch bezüglich der Längsachse des Blattfederpaketes 6 angeordnet ist.
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Wenn dabei die Bedingung:
erfüllt ist, dann herrscht an den Einspannstellen jeweils eine gleiche Beanspruchung.
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Dabei ist: 1a die Länge des Blattfederpaketteiles von der Einspannstelle
bis zum Außendurchmesser; li die Länge des Blattfederpaketteiles von der Einspannstelle
bis zum Innendurchmesser; Ra der Außenradius vom Kupplungsmittelpunkt bis zum Außendurchmesser
der Blattfedernpakete; Ri der Innenradius vom Kupplungsmittelpunkt bis zum Innendurchmesser
der Blattfedernpakete.
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Jedes Blattfedernpaket 6 ist über die Einspannfläche 11 und einen
Steg 2, welcher in Aussparungen 12 in einer inneren Seitenwand 1b und einer äußeren
Seitenwand la des Primärteiles 1 eingesetzt ist, mit dem Primärteil 1 verbunden.
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In gleicher Weise ist das dahinterliegende Blattfedernpaket 5 über
eine Einspannfläche und den scheibenförmigen Steg 4 mit dem Sekundärteil 3 verbunden.
Der Steg 4 ist entsprechend ausgespart, damit die beiden Stege 2 und 4 relativ zueinander
bewegbar sind. Auf diese Weise erfolgt die Kraftübertragung vom Primärteil über
die Blattfedernpakete 6 und 5 auf das Sekundärteil 3.
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Im Bedarfsfalle kann der aus den beiden Scheiben la und 1b, der Nabe
3 und Dichtelementen gebildete Raum 17 flüssigkeitsdicht ausgebildet sein und wenigstens
zum Teil mit einer Dämpferflüssigkeit gefüllt sein.
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In den Figuren 4 bis 7 sind verschiedene Ausführungsformen für die
Endanschlagflächen 7 und 8 prinzipmäßig dargestellt Nach der Fig. 4 sind die Endanschlagflächen
7 und 8 mit dämpfenden Belägen 13 bzw. 14 versehen.
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Nach der Fig. 5 ist die Anschlagfläche 8 mit einem Kolben 15 versehen,
dem auf der anderen Seite eine Bohrung 16 in der Anschlagfläche 7 gegenüberliegt.
Entsprechend der gewählten Abstimmung von Kolbendurchmesser und Bohrungsdurchmesser
ergibt sich damit im Endanschlagbereich eine entsprechende Dämpfung Gleiches gilt
für die Darstellungen in den Figuren 6 und 7 Gemäß Fig. 6 ist der Durchmesser der
Bohrung 16 veränderbar, und zwar stufenförmig (obere Hälfte) oder kegelstumpfförmig
In der Fig. 7 ist umgekehrt dazu die Bohrung 16 nach wie vor zylindrisch, während
der Kolben 15 stufenförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise
ergibt sich eine stufenartige oder kontinuierliche Dämpfung im Endanschlagsbereich.