DE7025617U - Reibungskupplung fuer zahnradgetriebe mit drehmomentbegrenzung. - Google Patents

Description

Reibungskupplung für Zahnradgetriebe mit Drehmomentbegrenzung

Die Neuerung bezieht sich auf eine schaltbare Reibungskupplung für Zahnradgetriebe 1 mit einer auf der zu kuppelnden Welle axial verschiebbar gelagerten Schaltmuffe und mit mindestens einem axial verschiebbaren Reibring, der zu einer ersten Kupplungshälfte gehört und der über Kupplungsreibflächen mit einer zweiten Kupplungshälfte zusammenwirkt und der sich zum Erzeugen der Anpreßkraft mittels an der den Kupplungsflächen abgekehrten Stirnfläche angeordneten, zur Rotationsebene geneigten Schrägflächen über Wälzkörper an der zu kuppelnden Welle abstützt.

Der Neuerung liegt als Aufgabe eine Kupplung zugrunde, die bei einer bestimmten Last bei verhältnismäßig hoher Drehzahl und entsprechender Energie eingeschaltet werden kann. Die Kupplung soll mit einer Servowirkung schaltbar sein, d.h. bei einer kleinen Einschaltkraft soll ein verhältnismäßig hohes Drehmoment übertragen werden, wobei ein vorbestimmtes Drehmoment

dieses Drehmoment übertragen und ein "V übersteigender Betrag eliminiert werden soll, so daß die Getriebeglieder nicht durch ein zu hohes Drehmoment überlastet werden können. Andererseits soll im ausgeschalteten Zustand keine restliche kraftschlüssige Verbindung zwischen den Kupplungshälften, beispielsweise durch die Wirkung von Federn oder einer anderen nachgiebigen Kraft, vorhanden sein.

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Di* der Neuerung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Reibungskupplung als federbelastete Sicherheitskupplung ■üägvbiidst ist, deren Feder zwischen einem eine Reibfläche aufweisenden Reibkörper oder einer diesen stützenden Druckplatte und den zu kuppelnden Zahnrad angeordnet ist. Die Anordnung der Feder zwischen den Reibkörpern und dem Zahnrad hat zur

nennenswerten Folge, daß die Funktion der Feder nicht von/Massenkräften, insbesondere der Masse des zu kuppelnden Zahnrads beeinflußt wird. Aus diesem Grunde wird die Neuerung auch zweckmäßig dahingehend ausgestaltet, daß das zu kuppelnde Zahnrad unverschieblich gelagert ist.

Die neue Raumforin wird vorteilhaft derart weitergebildet, daß für den Weg der Feder zwei Anschläge vorgesehen sind, von denen der erste den Weg des Reibrings der ersten Kupplungshälfte in Richtung auf die Feder zu begrenzt und der zweite Anschlag den Weg des Reibkörpers der zweiten Kupplungshälfte oder der Druckplatte in Richtung von der Feder fort begrenzt.

Eine einfache Bauweise ergibt, eine solche Ausgestaltung, daß der erste Anschlag in Umfangsrichtung wirkend angeordnet ist. Der an den Wälzkörpern anliegende Reibring führt dann eine schraubende Bewegung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung aus. Dadurch daß der Anschlag in Umfangsrichtung wirkt, wird ein Verklemmen der Wälzkörper oder des Reibrings bei hohem Drehmoment verhindert. Außerdem bietet diese Anordnung konstruktive Vorteile.

Die Neuerung ist anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung nach der neuen Raumform,

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Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anschlageinrichtung nach der Neue-rmg,

Fig. 3 als Teilschniti die έ* is eher, den Schrägf lächln liesenden Wälzkörper.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Doppelkupplung. Es ist mit dieser Kupplung eine Welle 10 wahlweise mit Zahnrädern 11,12 zu verbinden, die drehbar auf der Welle gelagert und axial mit geeigneten Mitteln, z.B. mit Scheiben 13 oder einer Schulter 13*1 gehalten sind. Zwischen den beiden Zahnrädern ist die Welle mit einem Bund od. dgl. versehen, der als Schaltmuffenträger 15 dient. Der Schaltmuffenträger kann auch auf die Welle aufgesetzt und dort befestigt sein. Auf dem Schaltmuffenträger ist eine Schaltmuffe 16 längsverschiebbar geführt. Sie ist auf dem Schaltmuffenträger mit nicht gezeichneten bekannten Mitteln gegen Drehung gesichert. Beiderseits des Schaltmuffe.itragers ist je ein Reibring 17,l8 drehbar zentriert. Der Außendurchmesser der Reibringe entspricht dem Außendurchmesser des Schaltmuffenträgers. Die Reibringe sind mit Aussparungen 19 zur Aufnahme der Außenverzahnung von sogenannten Außenlamellen 20 versehen. Die Außenlamellen wirken mit sogenannten Innenlamellen 21 zusammen, die mit einer Innenverzahnung in eine entsprechende Außenverzahnung 22 der Zahnräder 11,12 eingreifen. Die so gebildeten Lamellenpakete werden axial nach außen von je einer Druckplatte 70,70' abgestützt. Der Reibring bzw· die Reibringe und der Muffenträger sind an der zugewendeten Seite mit Einfräsungen 6o,6l versehen. Die Einfräsungen weisen je zwei flache Schrägflächen 62,63,6^,65 auf. Dazwischen liegen

als Wälzkörper Kugeln. Wenn Reibring und Muffenträger relativ gegeneinander verdreht werden, können die Kugeln 66 auf die flachen Schrägflächen, die so als Rampe dienen, auflaufen und dabei den Reibring oder die Reibringe von dem Huifentrager fortdrücken und dabei die vorher genannten Lamellen zusammenpressen. Dadurch werden die Zahnräder über die Lamellen, den betreffen« den Reibring, die betreffenden Kugeln und den Muffenträger mit der Welle gekuppelt. Abweichend von Fig. 3 können die Einfräs'ingen auch so geneigt sein, daß die Wälzkörper nur in einer Drehrichtung auf die Rampe auflaufen können.

Der Reibring 17 wird oder die Reibringe 17tl8 werden mit einer oder mehreren nicht gezeichneten Rückholfedern auf den Muffenträger hingedrückt, die außen am Umfang des oder der Reibringe angeordnet und als gewundene Plachfedern, sogenannte Haarnadelfedern oder Schenkelfedern, ausgebildet sind. Zum Einhängen der Federn sind am Umfang der Reibringe Knaggen vorgesehen.

Die Schaltmuffe l6 besteht aus einem Muffenkörper 33, der außen am Umfang mit einer Ringnut Jk für eine nicht gezeichnete Schfaltgabel versehen ist. Am inneren Umfang ist der Körper stirnseitig mit zwei nach der Mitte hin zusammenlaufenden schrägen Flächen versehen, die Initialflächen 35»36 genannt werden. Wenn die als Rampe für die Wälzkörper dienenden Schrägflächen, z.B. 62, der Reibkörper in eine bestimmte Umfangsrichtung, die Einfräsung 6O,6l erweiternd (vertiefend), geneigt sind, dann verlaufen die Initialflachen 35i36 in der gleichen Richtung tjut Mittelebene (Rotationsebene) des Muffenkörpers zusammen. An den die Initialflächen bildenden Teil des Muffenkörpers schließen sich Durchbrüche an, die die genannten Rück-

holfedern aufnehmen. In einem a^is-.le-? Abstand von den Initialflächen 35,36 sind am Muff enkörper Stege 38 vorgesehen, die auf der den Initialflächen zugekehrten Seite mit diessn paralle .e Gegenflächen bilden. Der Muffenkörper und die Stege bilden so nach innen offene Lücken k2. Auf dem Umfang der Reibkörper sind Zähne kk vorgesehen, die auf der der Schaltmuffe zugekehrten Seite mit je einer Initialflanke versehen sind, die zu den vorher genannten Initialflächen am Muffenkörper parallel liegen. Auf der anderen Seite ist der Zahn mit einer Gegenflanke versehen, die parallel liegt zu der jeweils zugekehrten Gegenfläche am Steg. In axialer Richtung sind die Lücken k2 breiter als die Zähne kk* Etwa in einer durch die Drehachse gelegten Ebene sind auf der dem Steg zugewendeten Seite die Zähne mit einer Anschlagflanke versehen, die etwa rechtwinklig zur Rotationsebene (Rotationsrichtung) gerichtet ist. Auf der den Zähnen zugekehrten Seite sind die Stege 38 mit einer Anschlagfläche versehen, die ebenfalls etwa rechtwinklig zur Rotationsebene gerichtet ist. Beim Einschalten der Kupplung wird durch Verschieben der Schaltmuffe die Initialfläche auf die Initialflanke gedrückt, dadurch der Reibring zu den Reibflächen (Lamellen) hin verschoben, wodurch die Drehmomentübertragung eingeleitet wird. Durch die auf die Rampen auflaufenden Kugeln 66 wird das übertragene Drehmoment erhöht. Ausgeschaltet wird, indem die Gegenflächen, der Schaltmuffe auf die Gegenflanken des Reibrings gedrückt werden. Durch das Zusammenwirken der Anschlagflächen mit den Anschlagflanken wird verhindert, daß der ausgerückte Reibring ungewollt einschaltet.

Im Muffenträger ist ein von einer Feder belasteter Raststift

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56 radial verschiebbar geführt. In uer Mitte des Muffenkörpers ist eine passende Rastkerbe zum Arretieren der Schaltmuffe ^rr ausgeschalteten Zustand vorgesehen. An den Stir'Seiten d^r Schaltmuffe befinden sich zwei nach der SeJ 1<» ". j ·., d .h, el; · halbe, Rastkerben oder Schrägflächen zum Fix. -απ ?.ar L-si.i-sn Einschaltzustände, Die Druckplatten 70,70' sind mit axialem Spiel axial zu den Innen- und Außenlamellen angeordnet. Das Spiel wird einerseits begrenzt durch eine von dem Zahnrad oder von den Zahnrädern 11,12 gebildete Schulter 71,72 und andererseits von je einem Sprengring 73,7^ od. dgl. Zwischen dem Druckring oder den Druckringen, oder einem Reibflächen tragenden Körper einerseits und dem Zahnrad oder den Zahnrädern andererseits sind Tellerfedern 75,76 eingelegt, die Druckring und Reibkörper (Lamellen) im Sinne des Einkuppeins belasten.

Die Sprengringe sind so angeordnet, daß die Lamellen von dem Druckring nicht zusammengepreßt werden, wenn sich die Reibringe 17,l8 im Zustand des Entkuppeins befinden. In dem Schaltmuffenträger 15 ist oder sind ein oder mehrere Stifte 77 so vorgesehen, daß ihre Achse parallel zur Rotationsachse liegt. Ferner sind die Stifte so angeordnet, daß ihr halber Umfang in der Zentrierung 78 für den oder die Reibringe liegt, während der andere Teil erhaben aus der Zentrierung herausragt. Der Reibring oder die Reibringe sind an ihrem der Zentrierung 78 entsprechenden Umfang mit einer Aussparung 79 versehen, die den Stift oder die Stifte umgibt. Der Stift oder die Stifte wirken als Anschlag für den betreffenden Reibring, der sich so nur über einen begrenzten Winkel drehen kann. Da beim Kuppeln die Wälzkörper auf die Rampen auflaufen, benötigt der Reibring

für seilte Axialbewegung eine Beweglichkeit in Umfangsrichtung. Da andr vd^its der Stift als Anschlag diese Beweglichkeit begrenzt, .ent er auch als Anschlag für die Axialbeweguiig* Beim Kuppeln drückt der Reibring die Lamellen nicht gegen eine feste Endscheibe sondern gegen die federnd nachgebende Druckplatte bzw. 70·. Die maximale Reibungskraft und damit das maximal übertragbare Drehmoment hängt somit von der Spannung der Feder 75 bzw. 76 ab.

i-in Überschreiten des vorbestimmten Überlastungsmoments durch Stöße, wie es sonst beim Schalten unter hohen Drehzahlen oder in Bootsgetrieben z.B. bei Grundberührung auftreten kann, ist bei der beschriebenen Kupplung nicht möglich. Infolge der angegebenen Anordnung kann die Feder oder können die Federn 75» 76 im ausgekuppelten Zustand nicht auf die Lamellen einwirken, weil eine beiderseitige axiale Halterung vorgesehen und der Federweg in Richtung auf die Lamellen zu begrenzt ist.

Claims (3)

Schutzansprüche

1) Schaltbare Reibungskupplung für Zahnradgetriebe, mit einer auf der zu kuppelnden Welle axial verschiebbar gelagerten Schaltmuffe und mit mindestens einem axial verschiebbaren Reibring, der zu einer ersten Kupplungshälfte gehört und der über Kupplungsreibflächen mit einer zweiten Kupplungshälfte zusammenwirkt und der sich zum Erzeugen der Anpreßkraft mittels an der den Kupplungsflächen abgekehrten Stirnfläche angeordneten, zur Rotationsebene geneigten Schrägflächen über Wälzkörper an der zu kuppelnden Welle abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung als federbelastete Sicherheitskupplung ausgebildet ist, deren Feder (75i76) zwischen einem eine Reibfläche aufweisen· den Reibkörper oder einer diesen stützenden Druckplatte (70, 70') und dem zu kuppelnden Zahnrad (11,12) angeordnet ist.

2) Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kuppelnde Zahnrad (11,12) unverschieblieh gelagert ist.

3) Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Weg der Feder (75»76) zwei Anschläge (7717^) vorgesehen sind, von denen der erste den Weg des Reibrings (I7,l8) der ersten Kupplungshälfte in Richtung auf die Feder zu begrenzt und der zweite Anschlag (7*0 den Weg des Reibkörpers der zweiten Kupplungshälfte oder der

-2-Druckplatte (70, 70*) in Richtung von der Feder fort begrenzt.

k) Reibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß der erste Anschlag (77) auf dea Umfang des Reibrings (l7»l8) der ersten Kupplungshälfte bzw. seiner Zentrierung (78) angeordnet ist.