DE3635043C1 - Drehelastische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Kupplung ist aus der DE-PS 28 48 748 bekannt.

Das Drehmoment wird von der einen Kupplungshälfte, die bei­ spielsweise direkt am Schwungrad eines Antriebsmotors befestigt ist, jeweils auf die einen Enden der tangential angeordneten Federn eingeleitet und von deren anderen Enden auf die andere Kupplungshälfte übertragen. Die Federenden sind zumeist in ge­ eigneten Bauteilen zur Zentrierung innerhalb der vorgesehenen Ausschnitte in den Kupplungshälften gelagert bzw. geführt. Durch geeignete Dimensionierung der Federn, die unter der Wir­ kung des Drehmomentes zusammengedrückt werden, kann die Elasti­ zität und das Schwingungs- bzw. Dämpfungsverhalten der Kupplung beeinflußt werden.

Kupplungen der genannten Art haben sich in der Praxis bewährt. Unter gewissen Betriebsbedingungen wurde aber beobachtet, daß die Federn in ihrem der Kupplungsmitte zugewandten Bereich sowie an den Einspannstellen überbeansprucht werden. Es wurde ferner erhöhter Verschleiß festgestellt sowie eine Veränderung der Federcharakteristik der Kupplung.

Aus der US-PS 22 51 128 ist eine Kupplung bekannt, bei der die Federn im radial äußeren Bereich der Ausschnitte teilweise von manschettenartigen Blechen umgeben sind. Damit soll offenbar vermieden werden, daß sich die Federwindungen beim Einfedern in radial äußeren Bereich verhaken und dadurch zerstört werden. Die Blechmanschetten, angesprochen auf Seite 2, linke Spalte ab Zeile 28, sind gemäß Zeile 2, rechte Spalte derselben Seite, gewölbt ausgebildet. Sie sind daher nicht in der Lage, die Feder an beispielsweise fliehkraftbedingter Auswölbung und Überlastung zu hindern.

Bekannt ist aus der AT-PS 2 31 825 ferner eine Kupplung mit zy­ lindrischen Stäben, die innerhalb der einzelnen Federn ange­ ordnet sind. Diese Stäbe sind starr und verursachen Verschleiß an der inneren Seite der Federwindungen.

Darüber hinaus ist aus der DE-OS 33 15 484 eine Kupplung be­ kannt mit sogenannten Reibsegmenten, die in die Fenster der Scheiben eingesetzt sind. Diese Reibsegmente dienen dort in erster Linie dem Zweck, eine Reibungsdämpfung zwischen den bei­ den Kupplungshälften zu erzeugen. Wie sich aus Seite 4, 2. Ab­ satz, ergibt, haben sie noch den weiteren Zweck, die Torsions­ federn in radialer Richtung zu führen, wodurch eine Geräusch­ dämpfung und ein niedrigerer Verschleiß bei gleichzeitiger Ver­ meidung von Reibrost erzielt werden soll.

Wie man aus Fig. 3 erkennt, ist die Führungsfläche des einzel­ nen Reibelementes zur Abstützung der Federwindungen an ihren Umfängen in gleicher Weise gekrümmt wie das Fenster selbst. Das einzelne Reibelement bildet somit eine Art Rahmen für das Fen­ ster. Die Reibelemente sind außerdem in bezug auf die Federn fest eingebaut und lassen nach wie vor ein Ausknicken der Feder zu.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Maßnahmen zu treffen, damit die Federn der Kupplung weder einer Überbeanspruchung noch einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind und daß eine Änderung der Federcharakteristik der Kupplung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspru­ ches 1 gelöst. Die Erfinder haben erkannt, daß die Ursache für Überbeanspruchung und Verschleiß der Kupplungsfedern darin liegt, daß diese zur Erzielung einer besonderen Federcharakte­ ristik relativ lang ausgeführt werden müssen und daß sie sich bei hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment, d. h. bei schwacher Stauchung der Feder, unter der Wirkung der Fliehkraft nach au­ ßen wölben. Anscheinend ist hierin die Ursache für Überbean­ spruchung, erhöhten Verschleiß und veränderte Federcharakteri­ stik infolge von Kantenpressungen und gestörter Krafteinleitung zu suchen. Gemäß der Erfindung wird die Auswölbung der Federn nach außen unter Fliehkraft durch einen Gleitkörper verhindert, der jeweils zwischen die einzelne Feder und der inneren Begren­ zung des Ausschnittes für die Feder in den Kupplungshälften angeordnet ist und den radialen Spalt ausfüllt. Dadurch behält die Feder auch bei hoher Drehzahl ihre geradlinige Form und ihre Charakteristik, ohne lokale Überbeanspruchung oder Störung in der Drehmomentaufnahme. In den Unteransprüchen sind vorteil­ hafte Ausgestaltungen für den Gleitkörper angegeben. Demnach kann der Gleitkörper im Berührungsbereich mit der Feder konkav entsprechend dem Durchmesser der Feder gerundet sein, um eine gute Führung auf der Feder zu gewährleisten, sowie Flächen zur Führung an der radial äußeren Begrenzungskante des Ausschnittes für die Feder oder an den inneren Begrenzungswänden der Kupp­ lung aufweisen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Kupplung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kupplung gemäß Schnittlinie II.

Die in Fig. 1 dargestellte Kupplung 1 besteht aus ineinander angeordneten Kupplungshälften 2 und 3. Die eine Kupplungshälfte 2 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden und besteht selbst aus zwei Seitenscheiben 2 a und 2 b, die die seit­ liche Begrenzung der Kupplung bilden. Die andere Kupplungshälf­ te 3 ist z. B. mit einem nicht dargestellten Fahrzeugantrieb verbunden. Beide Kupplungshälften 2 und 3 weisen mehrere fen­ sterförmige Ausschnitte 4 auf, in denen, wie für sich allein bekannt, tangential angeordnete Spiraldruckfedern 5 mit Zen­ trierstücken 6 an deren Enden 7 eingelegt sind. Beide Kupp­ lungshälften 2 und 3 greifen beidseitig tangential an diese Zentrierstücke 6 an, so daß in beiden Drehrichtungen der Kupp­ lung 1 unter der Wirkung des Drehmoments ein Zusammendrücken der Spiraldruckfedern 5 zustandekommt.

In dem Spalt zwischen den Außenflächen der Windungen 8 der Fe­ der 5 und der radial äußeren Begrenzungsfläche 9 des Ausschnit­ tes 4 ist ein Gleitkörper 10 eingefügt, der verhindert, daß sich die Feder 5 unter Fliehkraft bei hoher Drehzahl und evtl. niedriger Last, also bei schwach gestauchter Feder, nach außen wölbt, dabei evtl. aus den Zentrierstücken 6 schlüpft und dabei örtlich überbeansprucht wird. Auf den Windungen 8 der Feder 5 ist der Gleitkörper 10 in Längsrichtung der Feder frei beweg­ lich, so daß dieser beim Zusammendrücken der Feder keine Behin­ derung darstellt, sondern jede Lage einnehmen kann. Dementspre­ chend ist auch die Länge des Gleitkörpers 10 gewählt.

Die Führung des Gleitkörpers 10 geht aus Fig. 2 hervor. Der Gleitkörper10 weist im Berührungsbereich mit der Feder 5 eine konkave Wölbung 11 auf, damit sich die Feder 5 exakt an den Gleitkörper 10 anlegen kann. Die radial äußere Führung des Gleitkörpers 10 erfolgt an der inneren Begrenzungsfläche 9 des Ausschnittes 4. Zur seitlichen Führung des Gleitkörpers 10 die­ nen die inneren Begrenzungsflächen 12 der Kupplungshälfte 2. Dazu ist der Gleitkörper 10 mit ebenen seitlichen Führungsflä­ chen 13 versehen.

Im allgemeinen ist eine derartige Kupplung flüssigkeitsdicht ausgeführt und im Betrieb mit einem geeigneten Gleit- und Dämp­ fungsmittel gefüllt. Eine zuverlässige Funktion des Gleitkör­ pers ist auf diese Weise sichergestellt. Als Material für den Gleitkörper 10 eignet sich insbesondere ein Werkstoff, der auch bei höheren Temperaturen ausreichende Festigkeit aufweist sowie gute Gleiteigenschaften und Beständigkeit gegen das Dämpfungs­ medium, z. B. ein Kunststoff.

Bei geeigneter Materialauswahl für den Gleitkörper 10 ist die Erfindung auch anwendbar bei Kupplungen, deren Federn nicht in einem flüssigkeitsgefüllten Gehäuse eingebaut sind.

Claims (4)

1. Drehelastische Kupplung, deren Kupplungshälften scheibenförmig ineinandergreifen und fensterförmige Ausschnitte aufweisen, in denen tangential angeordnete und auf Druck beanspruchte Spiral­ federn angebracht sind, gekennzeichnet durch einen frei beweg­ lichen Gleitkörper (10), der zwischen dem radial äußeren Um­ fangsbereich (7) der Spiraldruckfeder (5) und der radial äuße­ ren Begrenzungsfläche (9) der Ausschnitte (4) in den Kupplungs­ hälften (2, 3) lose angeordnet ist.

2. Elastische Kupplung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Gleitkörper (10) frei auf dem radial äußeren Umfangsbereich (7) der Druckfeder (5) entlang der Begren­ zungsfläche (9) verschiebbar ist und durch eine dem Durch­ messer der Druckfeder (5) angepaßte konkave Wölbung (11) in der Berührungszone zwischen der Druckfeder (5) und dem Gleitkörper (10) sowie durch die radial äußere Begrenzungs­ fläche (9) der Ausschnitte (4) in den Kupplungshälften (2, 3) geführt ist.

3. Elastische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Gleitkörper (10) ebene Flächen (13) aufweist zur seitlichen Führung innerhalb der seitlichen Begren­ zungswände (12) der Kupplung (1).

4. Elastische Kupplung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gleitkörper (10) aus einem Werkstoff be­ steht, der speztifisch leicht, gegen Abrieb, hohe Temperatur und, bei Vorhandensein eines Dämpfungsmediums innerhalb der Kupplung, gegen das Dämpfungsmedium widerstandsfähig ist sowie hohe Festigkeit bei guten Gleiteigenschaften aufweist.