DE4104833A1 - Elastische kupplung - Google Patents
Elastische kupplungInfo
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- F16F15/13469—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations
- F16F15/13476—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates
- F16F15/13484—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates acting on multiple sets of springs
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Description
Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung in Scheiben
bauweise zum Einbau in einen von einer Brennkraftmaschine an
getriebenen Antriebsstrang nach dem Oberbegriff des Anspru
ches 1. Eine Kupplung dieser Gattung ist aus der JP 61-2 90 235
(A) bekannt.
Kupplungen dieser Art sind insbesondere auch Bestandteile von
sogenannten Zweimassenschwungrädern, welche die Drehschwin
gungen der Brennkraftmaschine vom nachfolgenden Antriebs
strang fernhalten sollen. Eine geeignete Festlegung der
Elastizität der federnden Kupplungselemente erlaubt eine Be
einflussung des Betriebs- bzw. Resonanzverhaltens des gesam
ten Antriebsstranges. Für sich allein ist ein derartiges
Zweimassenschwungrad aus der DE-PS 37 08 345
(EP-A 77 902 828.8) bekannt. Diese Kupplung weist dreierlei Fe
dern unterschiedlicher Steifigkeit auf, die jeweils einem be
stimmten Betriebsbereich zugeordnet sind. Eine relativ schwa
che Feder ist nur für die Leerlaufstufe mit geringem Drehmo
ment zuständig, eine zweite Feder übernimmt den Hauptbe
triebsbereich, und eine dritte Feder dient als Anschlag beim
Auftreten von Drehmomentspitzen. Alle Federn sind in fenster
förmigen Ausschnitten angeordnet, wobei in jedem derartigen
Ausschnitt nur eine einzige Feder eingelegt ist. Das heißt,
die Kupplung weist eine große Anzahl von Fenstern auf, was
fertigungstechnisch aufwendig ist.
Demgegenüber weist die JP-A-61-2 90 235 fensterförmige Aus
schnitte auf, in die jeweils ein aus drei Federn bestehender
Federsatz eingesetzt ist. Die Federn sind dabei im Kraftfluß
in Serie geschaltet. Bei den Federn handelt es sich um
konventionelle Schraubenfedern, die untereinander ähnliche
Längen aufweisen. Eine Variation der Federkennlinie durch
Weglassen bzw. Hinzufügen von Federn ist damit ohne Änderung
der Fenstergeometrien nicht möglich. Ferner müssen diese Fe
dern, wenn man die Standzeiten optimieren will, davor ge
schützt werden, daß sie auf Block zusammengeschoben werden.
Dies ist mit Aufwand verbunden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Federanordnung
in einer elastischen Kupplung der eingangs beschriebenen Gat
tung zu finden, bei der die dem Leerlaufbetrieb zugeordnete
Feder (Leerlauffeder) und die Feder für den Hauptbetriebsbe
reich (Hauptfeder) so ausgebildet sind, daß keine Gefahr der
Zerstörung der Leerlauffeder besteht, und daß ohne Änderung
der Fenstergeometrien die Variation der Federkennlinie - mit
bzw. ohne Leerlaufstufe - möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruches 1 gelöst. Dazu werden die beiden Federn innerhalb
des fensterförmigen Ausschnittes wiederum im Rahmen eines Fe
derblockes hintereinandergeschaltet. Dabei ist die Länge bzw.
axiale Erstreckung der Leerlauffeder minimal gegenüber der
Länge der Hauptfeder. Dies hat den Vorteil, daß in Umfangs
richtung maximaler Bauraum für die Hauptfeder zur Verfügung
steht. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Federkennli
nien mit bzw. ohne Leerlaufstufe zu realisieren unter Beibe
haltung des konstruktiven Aufbaus der Kupplung. Dies wird er
reicht durch Tausch der Hauptfeder inklusive Leerlauffeder
gegen eine minimal längere Hauptfeder. Des weiteren ist vor
gesehen, daß die dem Leerlaufbetrieb zugeordnete Feder eine
sehr geringe Steifigkeit aufweist, die nur im ersten Bereich
des Verdrehwinkels zwischen den beiden Kupplungshälften wirk
sam ist. Sie ist ferner so ausgebildet, daß die Federwindun
gen eine Ebene bilden, sobald das ihr zugeordnete maximal
übertragbare Drehmoment überschritten wird. Dies hat den
Vorteil, daß die Leerlauffeder nicht davor geschützt werden
muß, daß sie auf Block geht, da die Federwindungen sich nicht
gegenseitig verschieben und deformieren können.
Die beschriebenen Merkmale erlauben eine Variation der Feder
kennlinien bei minimalen Aufwand und erhöhen damit die Ein
satzmöglichkeit einfach aufgebauter Kupplungen.
Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung. Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, als die dem
Leerlaufbetrieb zugeordnete Feder eine Ausführung mit nur
einer einzigen Windung zu wählen, welche bei maximalem Hub
nur eine Dicke aufweist, die der Drahtstärke entspricht. Ge
mäß Anspruch 3 kann diese Feder auch als Kegelfeder ausgebil
det sein, deren Windungen sich spiralförmig radial ineinander
anordnen, wenn die Feder ganz gestaucht ist. Dadurch nimmt
auch diese Feder bei maximaler Stauchung nur die Dicke einer
Federwindung an. Gemäß den Ansprüchen 4 und 5 ist zwischen
den beiden Federn jeweils ein Trennelement vorgesehen, das
als ebene Scheibe ausgebildet sein kann. Gemäß Anspruch 6 ist
jeder Federblock innerhalb der Ausschnitte in den beiden
Kupplungshälften durch Federtöpfe zentrierend geführt. Gemäß
Anspruch 7 ist vorgesehen, daß im Falle der Wahl einer Kegel
feder diese so eingesetzt ist, daß sie an ihrem größten
Durchmesser durch die innere Mantelfläche eines Federtopfes
geführt ist. Dabei ist der größte Durchmesser der Kegelfeder
zur anderen Feder (für den Hauptbetriebsbereich) hin gerich
tet. Gemäß Anspruch 8 ist innerhalb der Kupplung ein flüssig
keitsdichter Innenraum vorgesehen, der mit viskosem Medium
gefüllt werden kann, welches die Federblöcke ständig mit
Schmiermittel versorgt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die ein
Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Kupplung im Bereich
der Federblöcke,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kupplung,
Fig. 3 einen Federblock mit zwei eingelegten Federn,
Fig. 4 Schemadarstellung einer einwindigen Feder,
Fig. 5 einen Federblock mit einer ersten Feder als Ke
gelfeder,
Fig. 6a, 6b schematische Darstellungen möglicher Feder
kennlinien.
Aus den Fig. 1 und 2 ist eine elastische Kupplung zu er
kennen, die zwei Kupplungshälften 1, 2 umfaßt, die über ein
Wälzlager 3 gegenseitig gelagert sind. Die zweite Kupplungs
hälfte 2 trägt eine Mittelscheibe 4, die in einem von zwei
Seitenscheiben 5 an der Kupplungshälfte 1 gebildeten Innen
raum verdrehbar ist. Sowohl die Mittelscheibe 4 als auch die
Seitenscheiben 5 weisen im wesentlichen gleichartige Aus
schnitte 6 auf, in welcher ein Federblock 7 angeordnet ist.
In für sich allein bekannter Weise kann dadurch ein Drehmo
ment von der ersten auf die zweite Kupplungshälfte übertragen
werden, wobei die Umfangskraft jeweils auf Federtöpfe 8 und 9
an beiden Enden des Federblockes 7 angreift.
Die Fig. 3 zeigt eine Detail-Schnittdarstellung durch den Fe
derblock gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1. Zu erken
nen sind die zur ersten Kupplungshälfte 1 gehörenden Seiten
scheiben 5 und die zur zweiten Kupplungshälfte 2 gehörende
Mittelscheibe 4. In den gleichartigen Ausschnitten 6 in der
Mittelscheibe 4 und den Seitenscheiben 5 ist der Federblock 7
eingelegt, und zwar auf beiden Seiten mit Hilfe von Feder
töpfen 8 und 9. Der Federblock 7 umfaßt zwei Federn, nämlich
eine erste Feder 11 und eine zweite Feder 12. Zwischen den
Federn 11, 12 sowie eventuell auch an den einander abgewand
ten Stirnseiten der Federn sind kreisrunde Trennelemente
als Scheiben 14 eingelegt zur stirnseitigen Übertragung der
Umfangskraft von der einen Kupplungshälfte auf die Federtöpfe
und von dort auf die in Serie hintereinander angeordneten Fe
dern 11 und 12. Die erste Feder 11 ist als Feder mit einer
einzigen Windung ausgebildet, während die zweite Feder 12
eine Vielzahl von Federwindungen aufweist. Ferner ist die Fe
dersteifigkeit der ersten Feder 11 wesentlich kleiner als
diejenige der zweiten Feder 12. Die solchermaßen getroffene
Anordnung der Federn des Federblockes weist der ersten Feder
11 bei kleinem Drehmoment den Hauptteil des Verdrehwinkels
zu, da die andere Feder 12 eine höhere Steifigkeit aufweist
und daher bei kleinem Drehmoment nur eine geringfügige Einfe
derung erfährt. Ein Anschlag ist erreicht, wenn diese einzige
Federwindung in einer Ebene liegt und zwischen zwei Scheiben
14 eingespannt ist. Bei steigendem Drehmoment übernimmt nun
mehr die zweite Feder 12 den Hauptteil des sich anschließen
den Verdrehwinkels bis zu ihrer maximalen Einfederung. Der
ersten Feder 11 ist damit insbesondere der Leerlaufbetrieb
und der zweiten Feder 12 der Hauptbetriebsbereich des An
triebsmotors zugeordnet. Die erste Feder 11 hat aufgrund der
geringen Länge in Umfangsrichtung einen zu vernachlässigenden
Einfluß auf die Dimensionierung der dem Hauptbetriebsbereich
zugeordneten zweiten Feder 12. Der Bauraum innerhalb des Aus
schnittes 6 steht somit faktisch nur der Dimensionierung für
die dem Hauptbetriebsbereich zugeordneten zweiten Feder 12
zur Verfugung.
Die zu dem Federblock 7 zusammengefaßten Federn werden durch
die Federtöpfe 8 und 9 so geführt, daß diese zusammen mit den
Trennscheiben 14 stets in exakter koaxialer Lage zueinander
bleiben. Dazu weist der eine Federtopf 8 eine Hülsenform auf,
in der die Feder 12 und die entsprechende Trennscheibe 14 von
außen zentriert sind. Der Federtopf 9 hingegen zentriert mit
tels eines Dornes die Federn 11 und 12 an deren Innendurch
messer. In einem Ausschnitt 6 für einen Federblock 7 können
entweder zwei außenzentrierende Federtöpfe 8 oder zwei
innenzentrierende Federtöpfe 9 angeordnet sein oder gemischt.
Werden zwei außenzentrierende Federtöpfe 8 eingebaut, so kön
nen die einander zugewandten Stirnseiten einen Verdrehwinkel
anschlag bilden, so daß nicht die Federn des Federblockes
diese Funktion übernehmen müssen. Werden stattdessen zwei in
nenzentrierende Federtöpfe 9 verwendet, so können die einan
der gegenüberliegenden Dorne den Verdrehanschlag bilden. Wer
den gemischt außen- bzw. innenzentrierende Federtöpfe verwen
det, so ist von Vorteil,wenn auch der innenzentrierende Fe
dertopf 9 mit einem hülsenförmigen Außenteil als Verdrehwin
kelanschlag ausgebildet wird.
Die Fig. 4 zeigt eine einwindige Feder 11, die im wesent
lichen nur aus einer einzigen Windung besteht. Vorzugsweise
erstreckt sich die Feder über einen Umfangsbereich von ge
ringfügig weniger als 360 Grad, um ein Verhaken der Federen
den zu vermeiden und ein exaktes Anliegen innerhalb des Fe
dertopfes bzw. an der Trennscheibe 14 zu gewährleisten.
Die Fig. 5 zeigt eine Anordnung eines Federblockes, bei der
die erste Feder als Kegelfeder 11a ausgebildet ist. Diese hat
den Vorzug, daß sie in Umfangsrichtung auch eine größere Län
ge überbrücken kann, wobei der Kegel so gewählt ist, daß sie
ebenfalls auf eine Blocklänge gestaucht werden kann, die der
Dicke einer einzigen Drahtwindung entspricht.
Zwischen den Federtöpfen 8, 9 können gemäß einem Baukasten
prinzip verschiedene Federanordnungen eingebaut werden. Wird
für einen bestimmten Anwendungsfall nur eine einzige Feder
gebraucht, so ergibt sich, wie bekannt, die in Fig. 6a darge
stellte Prinzip-Kennlinie. Zu erkennen ist der im wesent
lichen lineare Anstieg des Drehmoments M über dem Verdrehwin
kel W. Die Fig. 6b zeigt eine Kupplung, in der zweierlei
Federn zu einem Federblock 7 zusammengefaßt sind, so daß eine
geknickte Kennlinie entsteht. Der kleinere Verdrehwinkelbe
reich a entspricht dabei einer kurzen, vorzugsweise einwindi
gen Feder 11, dem sich der Verdrehwinkelbereich b einer zwei
ten Feder mit mehr Windungen und größerer Federsteifigkeit
anschließt.
Aus der Fig. 2 ist zu erkennen, daß der von den Seitenschei
ben 5 eingeschlossene Innenraum sowohl radial außen am Gehäu
se als auch radial innen mittels einer Dichtung abgedichtet
ist. Die Kupplung kann darüber hinaus mit einer Dämpfungsein
richtung versehen sein, die mittels eines eingeschlossenen
Mediums wirksam ist, wobei das eingeschlossene Medium gleich
zeitig die eingeschlossenen Federblöcke mit Schmiermittel
versorgt und gegen Verschleiß schützt.
Claims (8)
1. Elastische Kupplung in Scheibenbauweise, insbesondere für
ein geteiltes Schwungrad für eine Brennkraftmaschine, mit
zwei gegeneinander verdrehbaren Kupplungshälften (1, 2),
die mehrere am Umfang verteilte Ausschnitte (6) aufwei
sen, in denen elastische Kupplungselemente (11, 12) ange
ordnet sind, welche vorzugsweise als in Serie geschaltete
hintereinander liegende Schraubenfedern ausgebildet sind
und die bei gegenseitiger Verdrehung der beiden Kupp
lungshälften (1, 2) im wesentlichen nacheinander zur Wir
kung kommen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) die elastischen Kupplungselemente sind zu einem aus zwei Federn (11, 12) zusammengesetzten Federblock (7) zusammengefaßt;
- b) die Federn (11, 12) weisen unterschiedliche Steifig keit auf, wobei die erste Feder (11) eine wesentlich geringere Steifigkeit aufweist als die zweite Feder (12), so daß die erste Feder (11) im wesentlichen dem Leerlaufbetrieb und die zweite Feder (12) im wesent lichen dem Hauptbetriebsbereich des Antriebsmotors zugeordnet ist;
- c) die erste Feder (11) ist so ausgebildet, daß sie bei maximaler Einfederung unter einem Drehmoment, das über dem Leerlaufdrehmoment des Antriebsmotors liegt, eine einzige Ebene bildet und die axiale Erstreckung innerhalb des Federblockes (7) der Dicke einer einzi gen Federwindung entspricht;
- d) die erste Feder (11) hat eine wesentlich geringere axiale Erstreckung als die zweite Feder (12).
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Feder (11) als 1-windige Feder mit im wesentlichen
einer einzigen Windung ausgebildet ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Feder als Kegelfeder (11a) ausgebildet ist, deren
Windungen bei maximaler Einfederung spiralförmig radial
ineinander liegen und eine Ebene bilden.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Federn (11, 12)
jeweils ein Trennelement (14) eingelegt ist.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trennelement (14) als ebene ringförmige Scheibe ausgebil
det ist.
6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß jeder Federblock (7) innerhalb der Aus
schnitte (6) in den beiden Kupplungshälften (1, 2) durch
Federtöpfe (8, 9) zentrierend geführt ist.
7. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kegelfeder (11a) mit ihrem größten
Durchmesser zur zweiten Feder (12) hin innerhalb der Fe
dertöpfe (8, 9) eingesetzt ist, wobei die Führung dieser
Kegelfeder (11a) durch die innere Mantelfläche eines der
Federtöpfe (8) erfolgt.
8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Kupplungshälfte (1) einen
durch Seitenscheiben (5) gebildeten flüssigkeitsdichten
und mit einem viskosen Medium gefüllten Innenraum auf
weist, in dem die Federblöcke (7) ständig mit Schmiermit
tel versorgt sind.
Priority Applications (1)
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DE19914104833 DE4104833A1 (de) | 1990-03-03 | 1991-02-16 | Elastische kupplung |
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DE4104833A1 true DE4104833A1 (de) | 1991-09-05 |
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ID=25890744
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914104833 Granted DE4104833A1 (de) | 1990-03-03 | 1991-02-16 | Elastische kupplung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4104833A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100219914B1 (ko) | 1990-05-31 | 1999-09-01 | 로테르 게르하르트 | 분리된 플라이 휘일 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61290235A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-20 | Hino Motors Ltd | クラツチデイスク |
DE3708345C2 (de) * | 1987-03-14 | 1989-02-09 | J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim, De |
-
1991
- 1991-02-16 DE DE19914104833 patent/DE4104833A1/de active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61290235A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-20 | Hino Motors Ltd | クラツチデイスク |
DE3708345C2 (de) * | 1987-03-14 | 1989-02-09 | J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim, De |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4104833C2 (de) | 1992-11-26 |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: J.M. VOITH GMBH & CO. BETEILIGUNGEN KG, 89522 HEID |
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