-
Die Erfindung betrifft cine sc1;ialtbare Reibungskupplung
-
mit vorzugsweiser pneumatischer oder hydraulischer Krafteinwirkung,
mit einer auf einer Antriebs- oder Abtriebswelle angeordneten Kupplunc3ssclleiDe
mit Kupplungsbelag.
-
Bei bekannten Scheibenkuplungen, die mit dem Motorschwungrad zusammengebaut
sind, wird der Abtriebteil der Kupplung als dünne Stahlscheibe bergestellt, deren
Nabe auf einer Keilwelle etwas verschiebbar ist und die den Kupplungsbelag trägt.
Bei diesen kraftschlüssigen Reibungskupplungen wird die innere Kupplungskraft durch
eine oder mehrere Kupplungsfedern erzeugt. Beim Ausrücken der Kupplung muß die Kraft
dieser Federn überwunden werden. Für schwere Fahrzeuge bzw. um für den Fahrer den
Kraftaufwand zum Entkuppeln zu mindern, werden Kupplungskraftverstärker verwendet,
die mit Luft- Uber- oder Unterdruck, auch mit bldrück arbeiten.
-
Es sind weiterhin Kupplungen für Pressen oder dergleichen bekannt,
bei welchen eine Kupplungsscheibe mit Reibbelag auf einer Welle frei umläuft. Der
Kraftschluß zwischen den zu kuppelnden Teilen wird über eine axial verschiebbare
Druckscheibe hergestellt. Die Druckscheibe ist dabei z. B.
-
mittels Bolzen oder mittels einer Verzahnung axial verschiebbar gelagert.
Durch Beaufschlagung der Druckscheibe mit einem Druckzylinder wird die Kupplungsscheibe
eingespannt und der Kraftschluß zwischen Antrieb und Abtrieb
hergestellt.
-
Die bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie mit Rückstellfedern
oder sonstigen Mitteln aufwendig konstruiert sein müssen, um eine Rückführung des
Belags in den ausgekoppelten Zustand, d. h. berührungslos, zu versetzen. Weiterhin
sind durch die Führungsbolzen zur axialen Verschiebung der Teile sehr enge Toleranzen
an die Fertigung gestellt, um das Spiel zwischen beweglichen Teilen möglichst gering
zu halten. Dies gilt ebenso für eine Axialbewegung mittels Verzahnung bzw. über
Zahnflanken.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorzugsweise pneumatische
Kupplung zu schaffen, bei der die zuvorgenannten Nachteile vermieden werden und
die in der Herstellung wesentlich kostengünstiger und in der Bauweise kompakter
ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere
dadurch gelöst, daß die Kupplungsscheibe aus einer flexiblen Federstahlscheibe besteht,
die fest mit der Welle verbunden ist, das wenigstens ein auf den Kupplungsbelag
einwirkender Druckkolben mit Druckscheibe axial beweglich im Kupplungsgehäuse angeordnet
ist und daß die auf den Kupplungsbelag einwirkende Druckscheibe mittels einer weiteren
flexiblen Federstahlscheibe befestigt ist.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß mittels den flexiblen
Federstahlscheiben eine verdrehspielfreie Drehmomentsübertragung ermöglicht wird.
Die Kupplungsscheibe mit Reibbelag und die sie andrückende Druckscheibe besitzen
durch die bolzenlose bzw. verzahnungslose Befestigung eine vollkommen spielfrei
Lagerung; Die Axialbewegung sowohl der Kupplungsscheibe als auch der Druckscheibe
erfolgt durch leichte axiale Verbiegung der flexiblen Federstahlscheiben. Bei Nichtbelastung
stellen sich die Federstahlscheiben in ihre Ausgangslage zurück Diese eigene Rückstellkraft
der flexiblen Federstahlschei ben bewirkt auf vorteilhafte Weise, daß kein Restdrehmonent
im ausgeschalteten Zustand auf die Kupplung einwirkt. Dies führt zu einer erheblich
höheren Lebensdauer der Kupplung.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte
Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Federscheiben an ihrem Umfang wenigstens zwei
vorzugsweise kreissegmentförmige Aussparungen aufweisen. Hierdurch erhält die Federstahlscheibe
im äußeren Bereich Stege, auf die die Kupplungsbelege, bzw.
-
Reibbelege befestigt werden und die je nach breite der Stege mehr
oder weniger flexibel sind. Hierdurch wird die axiale Verschiebbarkeit der Federstahischeiben
entscheidend verbessert. Die Formgebung der durch die Segmentausschnitte
entstehenden
Stege beeinflußt dabei die Flexibilität der Federstahlscheiben.
-
In vorteilhafter Weise werden die Federstahlscheiben in einer Mindestdicke
von ca. 1,0 mm ausgeführt. Je nach Art der zu übertragenden Drehmomenten wird die
Dicke der Federstahlscheiben bemessen. Mit einer Dicke von 1,0 mm lassen sich ohne
weiteres Drehmomente von ca. 140 kpm übertragen. Die Dicke der Federstahlscheibe
sowie die Segmentausschnitte werden aufeinander angepaßt.
-
Der Druckkolben der Kupplung wird vorteilhafterweise als zur Mittelachse
konzentrischer Kreisring ausgebildet.
-
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Kupplungsbeläge aus einem Sintermaterial
bestehen. Durch die Verwendung von Sinterreibbelägen wird eine große Verschleißreserve
der Kupplung erzielt.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und in cler nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Yig. 1 einen Längsschnitt
durch die erfindungsgemäße Kupplung, Fig. 2 eine Darstellung der flexiblen Federstahlscheibe.
-
In einem Gehäuse 10 ist eine Welle 11 mittels Kugellager 12 gelagert.
An diese Antriebs- oder Abtriebswelle 11 ist
eine Ktpplungsscheibe
13 mit Kupplungs- oder Reibbelägen 14, 15 mittels Schrauben 16 befestigt. Der Reibbelag
14 der Kupplungsscheibe 13 liegt mit einem engen Spalt 17 an der Innenseite der
Gthäusewand 10 nahezu an.
-
An dem Gehäuse 10 ist ein deckelförmiges Gehäuse 18 mittels Schrauben
19 befestigt. Im Inneren dieses Gehäuses 18 befinden sich Bohrungen 20, 21 zur Druckluftzuführung
bzw. 22 zur Aufnahme des kreiszylindrischen Druckkolbens 23. Der Druckkolben 23
ist in der Bohrung 22 im Gehäusedeckel 18 axial verschiebbar.
-
Der Druckkolben 23 ist mittels einer Schraubverbindung 24 über eine
weitere flexible Federstahlscheibe 25 mit einer Druckscheibe 26 verbunden, die auf
die Kupplungsscheibe 13 einwirkt. Die flexible l'ederstahlscheibe 25 ist ihrerseits
mit einer weiteren Schraubverbindung 27 am Gehäusedeckel 18 befestigt. Hierdurch
kann sich der Druckkolben 23 durch Beaufschlagung von Druckmedium im Raum 28 mit
der Druckscheibe 26 durch federnde Nachgiebigkeit der Federstahlscheibe 25 axial
gegenüber dem Gehäusedeckel 18 verschieben.
-
In Fig. 2 ist die flexible Federstahlscheibe 13 mit den Kupplungsbelägen
14, 15 dargestellt. Die Befestigung der Kupplungsscheibe 13 an die Welle 11 erfolgt
über die Bohrungen 29 mittels den Schrauben 16. Im äußeren Bereich weist die Kupplungsscheibe
segmentförmige Aussparungen 30
auf, wodurch Stege 31 gebildet werden.
Je nach Breite der Stege 31 und Dicke der Federstahlscheibe 13 kann diese mehr oder
weniger flexibel ausgestaltet sein.
-
Die Federstahlscheibe 25 zwischen Druckscheibe 26 und Druckkolben
23 hat eine ähnliche Formgebung wie die Kupplungsscheibe 13, d. h. segmentförmige
Aussparungen am Umfang der Scheibe bewirken eine axiale Flexibilität der Federstahlscheibe.
-
In Fig. 1 ist am Gehäuse 10 eine Keilriemenscheibe 32 als An- oder
Abtriebsorgan dargestellt.
-
Die Kupplung wirkt wie folgt: Durch Beaufschlagung der Kupplung über
einen nicht näher dargestellten Rotoranschluß an der Bohrung 20 mittels Druckluft
wird über die Bohrung 21 und den Zylinderraum 28 der Druckkolben 23 in axialer Richtung
bewegt. Der Durckkolben 23 ist dabei gegenüber dem Deckelgehäuse 18 mittels einer
Dichtung 33 abgedichtet. Normalerweise ist ein durchgehender, kreiszylindrischer
Druckkolben 23 vorgesehen. Je nach Anzahl der Reibbeläge 14, 1 r) auf der Kupplungsscheibe
13 können am Umfang des Deckelgehäuses 18 aber auch mehrere einzelne Druckkolben
23 vorgesehen sein. Der Druckkolben 23 überträgt seine durch die Druckluftbeaufschlagung
hervorgerufene axiale Bewegung auf die Druckscheibe 26, wobei sich die flexible
Federstahlscheibe 25 im äußeren Bereich
n axialer Richtung der
Kupplung verschiebt. Die Druckscheibe 26 drückt ihrerseits auf den Reibbelag 15
der Kupplungsscheibe 13 wobei sich diese ebenfalls in axialer Richtung der Kupplung
bewegt, bis der zweite Kupplungsbelag 14 am Inneren des Gehäuses 10 anliegt (Spalte
17 geschlossen).
-
In diesem Fall erfolgt sMin Kraftschluß zwischen der An-oder Abtriebswelle
11 und dem Deckelgehäuse 18 bzw. über das Gehäuse 10 ein Kraftschluß mit der Keilriemenwelle
32. Bei nachlassendem Druck im Druckraum 28 geht der Druckkolben 23 wieder in seine
Ausgangslage zurück, wobei die flexible Federstahlscheibe 25 die Rückstellkraft
bewirkt. Die Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungsscheibe 13 über die Druckscheibe
26 auf das Deckelgehäuse 18 erfolgt über die flexible Federstahlscheibe 25 Nach
Rückstellung der Druckscheibe 26 erfolgt auch eine Rückstellung der Kupplungsscheibe
13, wobei sich diese im Inneren der Kupplung berührungslos bewegt. Hierdurch wird
ermoglicht, daß die Kupplung im ausgeschaltetem Zustand, d. h. bei nicht Beaufschlagung
mit Druckluft, kein Restdrehmoment überträgt. Die direkte Verbindung der Druckscheibe
26 über die Federstahlscheibe 25 mit dem Deckelgehäuse 18 ermöglicht die verdrehspielfreie
Drehmomentsübertragung.
-
Die Reibbeläge 14, 15 bestehen aus einem an sich bekannten Sintermaterial,
dessen Anwendung z. B. bei Lamellenkupplungen bekannt ist. Je nach zu übertragenden
Drehmomenten, kann die Zusammensetzung des Sintermaterials (z. B. Bronze mit Graphitzusätzen)
variieren.
-
Es ist jedoch günstig, die Reibbeläge nicht als Ringfläche, sondern
als Einzelbeläge (siehe Fig. 2) auszuführen. Hierdurch wird die Flächenpressung
erhöht und der Abrieb durch die Einzelelemente besser beseitigt, da Zwischenräume
zur Aufnahme des Abriebs vorhanden sind.