DE3325214C2

DE3325214C2 - Hochdrehelastische Wellenkupplung

Info

Publication number: DE3325214C2
Application number: DE19833325214
Authority: DE
Inventors: Curt Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Krönert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1986-10-16
Also published as: DE3325214A1; JPS6091028A

Abstract

Drehelastische schwingungsdämpfende Wellenkupplung mit Flüssigkeitsdämpfung, deren Drehmomentübertragung vom Primärteil auf den Sekundärteil durch ein sich senkrecht oder etwa senkrecht zur Drehachse erstreckendes scheibenartiges Kuppelteil erfolgt, welches auf einer Seite mit kranzartig angeordneten, sich axial erstreckenden Vorsprüngen und Vertiefungen mit in Umfangsrichtung gegeneinander geneigten Seitenflächen versehen ist, mit denen es nach Art der Planverzahnung in ebensolche Vorsprünge und Vertiefungen des scheibenartigen Sekundärteils oder eine mit diesem in Verbindung stehenden Kuppelscheibe eingreift, wobei seitlich der Kuppelteile Pakete von Federelementen, insbs. von Tellerfedern angeordnet sind. Die Kupplung ist mit Dämpfungsöl gefüllt, das unter der Wirkung der sich axial verschiebenden Kupplungsscheiben durch vorgesehene Drosseleinrichtungen von einer Seite der Scheiben auf die andere gepreßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine hochdrehelastische Wellenkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Bauart ist bekannt (US-PS 25 60 427). Bei dieser Bauart, bei der an sich keine öldämpfungswirkung angestrebt ist, ist ein zumindestens teilweise mit öl gefülltes Gehäuse vorgesehen, in dem eine Art ölbad entsteht, das die axial miteinanderwirkenden Teile schmieren soll. Nachteilig i«.t bei dieser Bauart, daß sich aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft während des Betriebes ein Ölring am äußeren Gehäuseteil bildet, der jedoch den inneren Gehäuseteil, an dem ein Paßkeil für den axial verschiebbaren Kupplungsteil vorgesehen ist, weitgehend trocken läßt. Dadurch kann sich in diesem Bereich ein unerwünschter, sogenannter Slipstick-Effekt ausbilden. Der Kupplungsring kann in unerwünschter Weise aufgrund von Reibung hängenbleiben. Dieser unerwünschte Effekt kann auch noch dadurch gefördert werden, daß sich Abrieb von den Druckfedern im Bereich der Axialführung sammeln kann, der ebenfalls zu einer unerwünschten Beeinflussung der Funktionsweise führen kann.

Bekannt ist auch eine Fahrzeugreibungskupplung (DE OS 32 28 673), die als Dreh-Schwingungsdämpfer ausgelegt ist wobei die Drehmomentübertragung von einem wellenartig ausgebildeten Primärteil auf einen von ihm getragenen trommelartigen Sekundärteil über

ίο einen darin angeordneten ringförmigen Kupplungskörper erfolgt der mit einem Trapezgewinde in den Primärteil eingreift und mit dem Umfang des Sekundärteiles durch eine Axialverzahnung verschiebbar verbunden ist Beidseitig des Kupplungskörpers befindet sich je eine Tellerfeder, die sich an der Wandung des Sekundärteiles abstützt Die beiderseits des Kupplungskörpers vorhandenen Kammern sind mit einem Dämpfungsöl gefüllt, das durch einen im Kupplungskörper befindlichen Drosselkanal von einer Kammer in die andere überströmen kann, wie dies im Außenbereich der vorher erwähnten Kupplung (US-PS 25 60 427) ebenfalls der Fall ist

Nachteilig ist bei der Bauart der DE-OS 32 28 673 unter anderem, daß infolge der unmittelbaren Nähe des Kupplungskörpers zu den Tellerfedern Dämpfungsöl, das durch Abrieb verunreinigt ist, an das Gewinde gelangen kann, was zu einem vorzeitigen Verschleiß der Verschiebeeinrichtung und damit zu einer Verkürzung der Lebensdauer führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hochdrehelastische Wellenkupplung der eingangs genannten Art, bei der kein Verdrehspiel auftritt, so auszubilden, daß die Funktion stets gewährleistet ist ud Beeinträchtigungen der Lebensdauer durch Verunreinigungen im Bereich der Axialführungen vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung in den Merkmalen des Patentanspruches 1. Durch die Ausgestaltung wird ein zwangsweiser Durchfluß von Dämpfungsöl durch die Verzahnung erreicht, so daß durch die neue Wellenkupplung zum einen der erwünschte Dämpfungseffekt bewirkt wird, wenn das Verzahnungsspiel entsprechend ausgelegt ist, und daß gleichzeitig eine ständige Spülung des Verzahnungsbereiches bewirkt wird, der das Absetzen von Abriebteilen verhindert. Bei der neuen Wellenkupplung wird daher ein Hängenbleiben des axialverschiebbaren Kupplungsteiles ausgeschlossen. Die Lebensdauer kann ebenfalls erhöht werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Kupplung mit einseitigen Federpaketen im Längsschnitt und

F i g. 2 eine andere Ausführungform einer erfindungsgemäßen Kupplung mit einer zusätzlichen Stützscheibe und mit einer doppelgelenkigen Kupplung an der Nabe. In F i g. 1 bezeichnet 1 den Primärteil, welcher mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, das durch den Deckel 3 verschlossen ist. Am Deckel 3 ist mittels des Kugellagers 4 der Sekundärteil 5 gehalten. Der Sekundärteil ist mit einem Flansch 5a zum Anschluß an die anzutreibende oder auch antreibende Maschine versehen.

Zwischen dem Primärteil 1 und dem Sekundärteil 5 ist neben der Wandung des letzteren eine konzentrische, ringartige Kupplungsscheibe 7 angeordnet, die innen durch eine Verzahnung 6 drehfest und axial verschieb-

bar mit dem Primärteil 1 verbunden ist Auf der seitlichen Wandung des Sekundärteiles 5 und der diesem zugewandten Seite der Kupplungsscheibe 7 sind Kränze von sich axial erstreckenden Vorsprüngen und Vertiefungen 9 mit in Umfangsrichtung gegeneinander geneigten Seitenflächen angeordnet, die nach Art der Planverzahnung formschlüssig ineinandergreifen. Auf der anderen Seite der Kupplungsscheibe 7 sind zwischen dieser und der Gehäusewandung Pakete von Tellerfedern 8 angeordnet, die innen auf Bolzen 10 geführt sind.

Bei Einleitung eines Drehmomentes in den Primärteil 1 wird die Kupplungsscheibe 7 mitgenommen und durch die Vorsprünge 9 auch der Sekundärteil 5. Gleichzeitig gleiten die Vorsprünge, deren Seitenflächen eine Neigung von z. B. 20—40° haben, in Umfangsrichtung aufeinander auf, wobei durch die Axialkomponente der Aufgleitkraft Druck auf die Kupplungsscheibe 7 und über diese auf das Federpaket 8 ausgeübt wird. Dies kann bei steigendem Drehmoment solange erfolgen, bis es, je nachdem wie die Kupplung ausgelegt ist, entweder zu einem Durchrutschen der Vorsprünge 9 kommt, d. h. die Kupplung arbeitet als Überlastschutz für die angeschlossene Maschine, oder es werden Anschläge für die Begrenzung des Federweges vorgesehen, bei deren Erreichung die Kupplung dann drehstarr wirkt, d. h. es tritt ein Schutz der Kupplung ein.

Letzteres ist in F i g. 1 dadurch vorgesehen, daß die Ausnehmungen 11 der Kupplungsscheibe 7 in ihrer Tiefe auf den zulässigen Federungsweg abgestellt sind.

Der Verdrehwinkel der Kupplung ist umso größer, je geringer die Neigung der Seitenflächen und je langer diese, d. h. je höher die Vorsprünge 9 sind. Bei entsprechender Abstimmung der Neigung und Länge dieser Seitenflächen und der Charakteristik der Federpakete lassen sich die Kupplungen mit ganz verschiedenen Eigenschaften, z. B. hart oder weich, schaffen. Bei einer Neigung von 20° sind, wenn die Zahnkränze in günstiger Weise etwa auf dem halben Durchmesser der Kupplungsscheibe 7 liegen, Drehwinkel bis zu 30° zu erreichen.

Vorteilhaft ist dabei, daß die Kupplung nach beiden Drehrichtungen in der gleichen Weise arbeitet, wobei jeweils alle Federpakete gleichzeitig beaufschlagt werden.

Die Verzahnung ist völlig spielfrei und selbstnachstellend. Sie ist auch unempfindlich gegen Reibverschleiß. Dazu kommt auch, daß sie außerhalb des Bereiches der Tellerfedern liegt, bei denen gegebenenfalls Verschleiß eintreten kann. Dazu trägt auch die Dichtung 12 bei, mit der die Kupplungsscheibe 7 am Umfang versehen ist. Die Kupplungsscheibe 7 unterteilt auch die Kupplung in zwei Ölräume, wobei durch die Pumpbewegung der Scheibe durch die Verzahnung 6 öl fließt, die als Drossel wirkt.

Die Spannung der Federpakete 8 kann durch die

Nachstellschrauben 13 des Deckels 3 geregelt werden, was im Falle von Setzungen der Federn notwendig, aber auch zur Veränderung der Charakteristik erwünscht ist.

Außerdem ist die Charakteristik der Kupplung auch

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wobei stärkere oder schwächere Tellerfedern oder auch Kombinationen beider in Anwendung kommen können. In Fig.2, welche im Prinzip den gleichen Aufbau zeigt wie Fig. 1, ist zwischen der Kupplungsscheibe 14 und den Federpaketen 8 eine Stützscheibe 15 angeordnet, welche alle Federpakete überdeckt und durch Stifte 16, die in die Bolzen 10 eingreifen, gegenüber dem Sekundärteil 17 gegen Drehung fixiert ist In diesem Fall ist die Stützscheibe mit Ausnehmungen U versehen, die als Anschläge für den Federungsweg dienen.

Die Stützscheibe 15 trägt innen und außen Dichtungen 12 und 18, die die Kupplung in zwei Ölräume unterteilen, wobei die Verzahnung 6 als Drossel wirkt

Auf der anderen Seite ist die Stützscheibe 15 als Axiallager für die Kupplungsscheibe 14 ausgebildet, wodurch die Reibung, der die Kupplungsscheibe 7 durch die Federn ausgesetzt ist, erheblich vermindert wird.

Abweichend von F i g. 1 ist hier der Primärteil 1 durch eine doppelgelenkige Kupplung mit der Nabe 19 der Antriebs- oder Abriebswelle verbunden, wodurch ohne Einschaltung anderer Mittel ein Ausgleich von Wellenversatz in radialer und axialer Richtung möglich ist.

Zur besseren Kühlung ist das Gehäuse 2 und der Dekkel 3 des Sekundärteiles 17 mit Kühlrippen 20 versehen.

Zur Erzielung einer doppelt so großen Verdrehung ist es gegebenenfalls möglich, je zwei Kupplungen der Bauart von F i g. 1 bzw. F i g. 2 mit den Sekundärteilen 5 bzw. 17 miteinander zu verbinden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochdrehelastische Wellenkupplung, deren Drehmomentübertragung vom Primär- zum Sekundärteil durch ein zwischen diesen angeordnetes, am Primärteil axial verschiebbar und durch eine Verzahnung drehfest geführtes und unter dem Druck von axial wirkenden Federelementen stehendes, scheibenförmiges Kuppelteil erfolgt, welches im Inneren der Kupplung in einem mit Flüssigkeit gefüllten, durch Primär- und Sekundärteil gebildeten Gehäuse angeordnet ist und mit einem Kranz von sich axial erstreckenden Vorsprüngen und Vertiefungen mit in Umfangsrichtung geneigten Seitenflächen nach Art einer Planverzahnnung versehen ist, die zur drehmomentabhängigen axialen Verschiebung des Kuppelteils mit entsprechenden Vertiefungen und Vorsprüngen am Sekundärteil zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Kuppelteil (7,14) mittels einer Abdichtung (12,18) das Gehäuse (2) in zwei Kammern unterteilt und daß durch die axiale Bewegung des Kuppelteiles die Kammervolumina komplementär verändert werden, wobei die Flüssigkeit zur Dämpfung ausschließlich durch die als Drossel wirkende Verzahnung (6) fließt

2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kupplungsteil (14) und den Federpaketen (8) eine Stützscheibe (15) angeordnet ist, die alle Federpakete überdeckt und mit Hilfe eines Stiftes (16) gegenüber dem Bolzen (10) der Federpakete gegen Drehung fixiert ist

3. Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Stützscheibe (15) als Axiallager ausgebildet ist.

4. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (7) bzw. die Stützscheibe (15) mit Anschlägen (11) zur Begrenzung des Federwegeä versehen ist.

5. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der axialwirkenden Federpakete (8) von außen über Nachstellschrauben (13) regelbar ist und daß die Spannung der Federn (8) so eingestellt ist, daß die Vorsprünge (9) der Kupplungsteile (7) bei übergroßem Drehmoment außer Eingriff kommen.