DE629224C - Reibungskupplung mit einer zweiteiligen Kupplungsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Reibungskupplungen und bezweckt in erster Linie, eine Kupplung zu schaffen, die leicht und sanft ohne Stoßen und Rucken in Eingriff kommt und bei der die gewöhnlich durch eine Kupplung übertragenen Schwingungen gedämpft werden.

Frühere Vorschläge gehen dahin, eine Kupplungsscheibe (getriebene Scheibe) mit einem Stoßdämpfer oder Polster zu versehen, das aus mehreren Federn besteht. Diese Federn wurden aber alle gleichzeitig in einer der beiden Drehrichtungen zur Wirkung gebracht, und aus diesem Grunde wurde nicht immer eine wirksame Dämpfung der Schwingungen durch das Polster erzielt. So kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug o. dgl. bei niedriger Geschwindigkeit eine kritische Tourenzahl vorhanden sein, die sich in zeitweiligem Auftreten von Schwingungen äußert. In diesem Falle braucht man ein leichtes Polster oder Widerlager zur Dämpfung dieser Schwingung. Dasselbe Fahrzeug kann aber bei hoher Geschwindigkeit eine andere, durch zeitweises Auftreten von Schwingungen gekennzeichnete kritische Tourenzahl haben, und dabei wird zur Dämpfung der Schwingungen ein' schweres Widerlager gebraucht. Es kann auch der Fall eintreten, daß ein Kraftfahrzeug eine Periode von Schwingungen zeigt bei der Übertragung einer Triebwirkung, wenn die Maschine läuft, wobei dann ein schweres Widerlager oder hartes Polster zur Dämpfung erforderlich ist, und dasselbe Fahrzeug kann eine Periode von Schwingungen zeigen, wenn die Maschine bremst, was die Anwendung eines leichten .Widerlagers oder weichen Polsters zur Schwingungsdämpfung notwendig macht.

Man hat auch vorgeschlagen, zwei dauernd miteinander verbundene Getriebeteile eines Kraftwagens zum ' Auffangen von Stößen, die durch plötzliche gegenseitige Geschwindigkeitsänderungen des einen dieser beiden Teile hervorgerufen werden, durch zwischengesetzte Federn in der Weise nachgiebig miteinander zu verbinden, daß zunächst nur ein Teil der Federn den Stoß aufnimmt und daß bei Fortdauern der Beanspruchung in demselben Sinne weitere Federn zur Wirkung kommen, so daß also ein allmähliches Ansteigen der Pufferwirkung eintritt.

Ziel der Erfindung ist es nun, bei einer Reibungskupplung mit einer zweiteiligen Kupplungsscheibe, die zwischen dem Teil, der den Reibungsbelag trägt, und dem diesem gegenüber beweglich angeordneten Nabenteil Federn trägt, die stufenweise wirkende Dämpfung dieser Federn den verschiedenen beim Ein- und Auskuppeln auftretenden Beanspru-

iungen^noch weitergehend als bisher so anzupassen, daß die bei gewissen Tourenzahlen

auftretenden Schwingungen unschädlich gemacht werden, so -daß sowohl beim Einkuppeln als auch beim Auskuppeln niemals unerwünschte Schwingungen in den Kupplungs-5 Organen auftreten können. Erfindungsgemäß soll dies durch folgende zwei Neuerungen geschehen.

1. Es werden bei einer Kupplungsscheibe der obengenannten Art die auf die Federn

ίο einwirkenden Anschlagflächen so angeordnet, daß das Zusammendrücken der einzelnen Federn bei Übertragung des Drehmomentes in der einen Richtung, wie an · sich bekannt» stufenweise nacheinander beginnt, aber bei Übertragung des Drehmomentes in der ent-. gegengesetzten Richtung gleichzeitig beginnt.

2. Es werden die unter Vorspannung stehenden Federn in zwei Gruppen unterteilt,, die im Ruhezustand einander entgegenwirken und von denen die eine bei Beginn des Federweges entspannt, aber nach Zurücklegen eines bestimmten Federweges zusammen mit der anderen Gruppe wieder gespannt wird.

Ausführungsbeispiele der beiden Neuerungen sind an Hand der Zeichnungen erläutert, und zwar stellen dar:

Fig. ι eine Ansicht einer Kupplungsscheibe, bei der die Federn bei einer Arbeitsweise einstufig und bei der anderen Arbeitsweise zweistufig wirken,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Federanordnung zwischen der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 das Federdiagramm der Kupplungsscheibe nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Kupplungsscheibe mit acht Federn, die bei einer Arbeitsweise einstufig und bei der anderen Arbeitsweise dreistufig wirken,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Federanordnung der Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 das Federdiagramm der Kupplungsscheibe nach Fig. 4,

Fig. 7 eine Kupplungsscheibe mit vier Federn, die in zwei Gruppen und unter Vorspannung im Gleichgewichtszustand angeordnet sind,

Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt durch die Federanordnung zwischen der Linie 8-8 der Fig. 7 und

Fig. 9 das Federdiagramm der Kupplungsscheibe nach Fig. 7.

pie Kupplungsscheibe besteht aus einem Nabenteil 1, der fest auf der Nabe 2 durch Nieten 3 gesichert ist. Ein Reibungsteil 4 und ein Deckring 5 sind einander gegenüberliegend zu beiden Seiten des Nabenteiles angeordnet. Diese beiden äußeren Teile sind durch Anschlagbolzen 6 fest miteinander verbunden, die durch Langlöcher 7 des Nabenteiles hindurchgehen und eine begrenzte gemeinsame Drehbewegung des aus den Teilen 4 und 5 bestehenden Reibungsteiles in bezug auf den Nabenteil gestatten. An gegenüberliegenden Seiten des Reibungsteiles sind Reibungsringe 8 befestigt. Es können jedoch 6g auch lose oder unterteilte Ringe mit Vorteil verwendet werden. Der Nabenteil und der eigentliche Kupplungs- oder Reibungsteil weisen taschenförmige öffnungen auf, in denen Schraubenfedern gelagert sind. Diese Federn werden durch Drähte 10 an Ort und Stelle gehalten, wobei die Enden der Sicherungsdrähte durch eine Klammer 11 (Abb. 7) oder in anderer Weise gehalten werden.

Die Öffnungen im treibenden und getriebenen Teil, die die Taschen für die Federn 19 bilden, sind bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 von gleicher Länge und überdecken sich im Ruhezustand der Kupplung. Dagegen sind die Öffnungen 20 im getriebenen Teil und die paarweisen Öffnungen 22 im treibenden Teil 4, 5 für die Federn 21 um dasselbe Maß ungleich lang und überdecken sich nur an den einen gleichsinnigen Enden. Bei der dargestellten Austührungsform sind die Öffnungen 22 die längeren. Fig. 3 zeigt das Federdiagramm der Kupplungsscheibe nach Fig. 1 und 2. Auf der Abszisse α ist die Belastung aufgetragen und auf der Ordinate b die Ablenkung. Der Nullpunkt (die Ruhelage) ist mit 0 bezeichnet. Die Linie 0, c gibt die durch das gleichzeitige Zusammendrücken der Federn bei Übertragung des Drehmomentes in dem einen Sinne erzielte Mitnahmekurve der Kupplungsscheibe, wenn der Motor eine Triebwirkung ausübt, und die Linie 0, c' veranschaulicht die durch das stufenweise Zusammendrücken der Federn bei Übertragung des Drehmomentes in dem anderen Sinne erzielte Mitnahmekurve, wenn der Motor bremst.

Nach den Fig. 4 und 5 sind die öffnungen 24 in dem getriebenen Teil 1 durchweg von derselben Länge, jedoch sind die Öffnungen in dem treibenden Teil 4, 5 verschieden lang, derart, daß das Paar 25 dieselbe Länge hat wie die Öffnungen 24, das Paar 26 etwas langer ist und die Paare 27 und 28 fortschreitend noch länger sind. Die paarweisen Öffnungen, deren Länge schrittweise zunimmt, können auch in dem getriebenen Teil anstatt in dem treibenden Teil vorgesehen sein, wobei dann die öffnungen in dem treibenden Teil gleich lang sind. In diesem Fall überragen sich die öffnungen an den anderen Enden. Fig. 6 zeigt das Federdiagramm oder die Mitnahmekurve der Kupplungsscheibe nach Fig. 4.

Bei dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind dje paarweisen öffnungen .29 in dem treibenden und

die Öffnungen 30 in dem getriebenen Kupplungsteil von gleicher Länge, aber so versetzt angeordnet, daß im Ruhezustand der Kupplung die einen öffnungen gegen die anderen abwechselnd nach der einen und der anderen Richtung um gleiches Maß verschoben sind. Es legt sich daher z. B., wie Fig. 8 zeigt, ■ von der einen Federgruppe das vordere Ende jeder Feder 9 gegen die Endwandung der öffnung in dem getriebenen Teil, das hintere Ende aber gegen die Wandung der Öffnungen in dem treibenden Teil, und umgekehrt von der anderen Federgruppe das vordere Ende jeder Feder gegen die Endwandung in dem treibenden Teil und ihr hinteres Ende gegen die Wandung der Öffnung in dem getriebenen Teil. Die unter Vorspannung in die Taschen eingesetzten Federn der einen und der anderen Gruppe halten sich also das Gleichgewicht. Auf diese Weise werden alle Unvollkommenheiten in bezug auf die Längenbemessung der Öffnungen und die Unterschiede in der Vorspannung oder Anfangsstärke der Federn ausgeglichen. Fig. 9 ver-

e5 anschaulicht das Federdiagramm einer Kupplungsscheibe nach Fig. 7. Da die Federgruppen einander das Gleichgewicht halten, ohne Rücksicht auf Unvollkommenheiten und Schwankungen in der Bemessung der öffnungen und Federstärken, so beginnt die Mitnahmekurve einer solchen Kupplungsscheibe unmittelbar nach Eintritt der Belastung zu steigen und steigt während der Betätigung der Kupplungsscheibe bei der ganzen ersten Bewegungsstufe des treibenden Teiles in bezug auf den getriebenen Teil weiter an. Am Ende dieser Stufe tritt eine sprunghafte Steigerung in der Federkraft ein, wie sie durch die Kurventeile d, e und d', e' angedeutet ist. Während dieser wird die Vorspannung der zweiten Federgruppe überwunden, und hinterher werden beide Federgruppen in der zweiten Bewegungsstufe der Kupplungsscheibe zusammengedrückt, wie es durch die Linie e, c und e', c' angedeutet ist.

Die Erfindung ist auf verschiedene Kupplungstypen anwendbar, ebenso auf verschiedene Formen von Kupplungsscheiben. Es kann jede beliebige Anzahl von Federn verwendet werden, die gruppenweise angeordnet werden, je nachdem welche Wirkung bei den verschiedenen Kupplungen erzielt werden soll. Im vorstehenden wurden zwei- und dreistufig wirkende Kupplungen beschrieben.

Die Weiterentwicklung mehrstufig wirkender Kupplungen ergibt sich daraus von selbst. Die Federn können so angeordnet sein, daß sie in symmetrisch gelagerten Paaren oder einzeln zur Wirkung kommen, je nachdem wie es für die verschiedenen Anwendungsbedingungen gerade wünschenswert ist. Die mehrstufig ausgeführte Kupplungsscheibe kann Schwingungen bei entsprechenden mehrstufig auftretenden Schwingungsperioden dämpfen, beispielsweise innerhalb brauchbarer Grenzen, wenn die Maschine treibend oder bremsend wirkt.

Bei der besonderen Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 7 bis 9 befinden sich die Federn im Gleichgewicht, und die Mitnahmekurve geht daher stets vom ursprünglichen Nullpunkt aus. Dadurch werden solche Schaden und Ungenauigkeiten in der Herstellung ausgeglichen, die bei Massenproduktion leicht eintreten können. Außerdem werden, wie bereits erwähnt wurde, Schwankungen in der Stärke der Federn ausgeglichen. Die entsprechende Mitnahmekurve hat einen Zwischenteil, bei dem ein Ansteigen der Last keine Vergrößerung der Mitnahmestrecke zur Folge hat. Das kann ausgenutzt werden zur Dämpfung von Schwingungen innerhalb vorbestimmter Bereiche, indem man die Scheibe so ausbildet, daß der betreffende Teil der Mitnahmekurve gerade in diesen Bereich fällt. Diese Einstellung erfolgt durch Verändern des Abstandes der Federtaschenöffnungen in einem der Kupplungsteile. Während die Anbringung der gleichmäßig verteilten öffnungen in dem Nabenteil und die der ungleichmäßig verteilten in dem Reibungsteil näher beschrieben wurde, so lassen sich entsprechende Ergebnisse auch durch die umgekehrte Anordnung erzielen. Das ist dann also eine bloße Umkehrung. Die Arbeitsweise ist j,edoch grundsätzlich in allen wesentlichen Punkten dieselbe. Die Erfindung ist zahlreicher Abwandlungen fähig und läßt siph auf Kupplungsscheiben der verschiedensten Art und zu den verschiedensten Zwecken anwenden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Reibungskupplung mit einer zweiteiligen Kupplungsscheibe, die zwischen dem Teil, der den Reibungsbelag trägt, und dem diesem gegenüber· beweglich angeordneten Nabenteil federnde Dämpfungsorgane trägt, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der auf die Federn einwirkenden Anschlagflächen, daß das Zusammendrücken der einzelnen Federn bei Übertragung des Drehmomentes in der einen Richtung, wie an sich bekannt, stufenweise nacheinander beginnt, aber bei Übertragung des Drehmomentes in der entgegengesetzten Richtung gleichzeitig beginnt (Abb. 1 bis 6).

2. Reibungskupplung mit einer zweiteiligen Kupplungsscheibe, die zwischen dem Teil, der den Reibungsbelag trägt, und dem diesem gegenüber beweglich an-

geordneten Nabenteil Federn trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die. unter Vorspannung stehenden Federn in zwei Gruppen unterteilt sind, die im Ruhezustand einander entgegenwirken und von denen die eine bei Beginn des Federweges entspannt, aber nach Zurücklegen eines bestimmten Federweges zusammen mit der anderen Gruppe wieder gespannt wird (Abb. 7 bis 9).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen