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Klemmkupplung mit Belastungsverteilung auf die Klemmglieder, insbesondere
für Schaltwerksgetriebe von Kraftfahrzeugen Die allgemein bekannten Klemmkupplungen,
z. B. Klemmrollenkupplungen, sind mit einer Anzahl Rollen am Umfang zwischen dem
treibenden und dem getriebenen Teil, von denen der. eine die Trommel mit Laufring,
der andere der Klemmkörper sein kann, versehen. Damit ist die Absicht verbunden,
die zu übertragende Kraft auf mehrere Rollen zu verteilen und an diesen Stellen
die Flächenpressung und den Verschleiß zu vermindern.
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Um die Rollen gleichmäßig zur Kraftübertragung heranziehen zu können,
ist es nötig, daß einmal der treibende und der getriebene Teil der Kupplung konzentrisch
angeordnet sind, und weiterhin, daß die Klemmbahnen oder Anlaufflächen am Umfang
des Klemmkörpers alle genau formengleich ausgebildet sind und während des Betriebes
diese Gestalt beibehalten. Die Rollen müssen gleichen Durchmesser besitzen, und
im ungekuppelten Zustand darf zwischen den Rollen und dem -Laufring kein Zwischenraum
sein. Bedingt durch die Schwierigkeiten, beim Herstellen oder beim Zusammenbau der
Teile oder bedingt durch die Abnutzung, z. B. an den Lagerstellen der Wellen und
an den Klemmbahnen, sind diese Forderungen nur schwer zu erfüllen. Als Folge dieser
Fehler kommt eine größere Zahl von Rollen nicht mehr zum regelmäßigen Tragen und
die Last verteilt sich .auf wenige, unzulässig hoch beanspruchte Rollen, wobei an
gewissen Stellen vorzeitiger Verschleiß eintritt. Die einseitige Lage der tragenden
Rollen bewirkt das Entstehen von Biegemomenten und Verspannungen zwischen treibendem
und getriebenem Teil und deren Lagerung, wodurch der ruhige Lauf beeinträchtigt
und der vorzeitige Verschleiß gefördert wird. Auch bedingt dieser Umstand einen
Leistungsverlust, was besonders bei Schaltwerksgetrieben in Erscheinung tritt.
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Zur Behebung dieser Mängel sind Ausführungen bekanntgeworden, bei
denen Federn vorgesehen sind, die die Rollenlage in Bereitschaft
halten
und einen Ausgleich von Unvollkommenheiten herbeiführen. Die Bemessung der Federspannung
hat größerem Verschleiß der Teile Rechnung zu tragen. Es sind hier örtliche Hilfskräfte
zugeschaltet ohne gegenseitige Abhängigkeit. Sie können zwar den Kraftschluß herbeiführen,
können aber eine einseitige exzentrische Verlagerung desselben nicht verhindern,
da ihre kraftverteilende Wirkung im Augenblick des Klemmens der zugehörigen Rollen
gleich Null wird. Es entstehen daher auch bei Anwendung dieser Hilfsmittel Verbiegungen
und Spannungen auf die treibenden und getriebenen Teile der Kupplung mit ihren störenden
Wirkungen, die sich mit zunehmender Abnutzung verstärken. Die Kraftverteilung auf
die Rollen ist mangels eines Ausgleiches ungleichmäßig, und die Pressung zwischen
den Rollen und dem treibenden bzw. getriebenen Glied weist einseitige Spitzen auf,
die mit zunehmender Abnutzung immer größer werden. Es treten wieder dieselben Erscheinungen
auf wie ohne diese Hilfsmittel. Es wird nur ein Teil der zu übertragenden Belastung
in Klemmkräfte umgesetzt und auf die getriebene Welle übertragen. Der restliche
Teil wirkt sich in Kräften aus, welche die treibende Welle mit der getriebenen Welle
gegenseitig verspannen und Verbiegungs-, Verformungs- und Reibungserscheinungen
hervorrufen. Dieser Teil der Belastung bedingt daher einen dauernden Leistungsverlust
und vorzeitigen Verschleiß an den umlaufenden oder hin und her gehenden Teilen der
Kupplung und der Lager.
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Außerdem wird der ganze Aufbau der Kupplung oder des Gesperres sehr
verwickelt, und man ist auch auf die Zuverlässigkeit der Federn angewiesen.
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Gemäß der Erfindung werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß ein
Klemmkörper über einen Druckausgleichskörper gegenüber dem treibenden oder getriebenen
Teil der Kupplung undrehbar, in zwei senkrecht zueinander stehenden, in der Achse
des Druck ausgleichskörpers sich schneidenden Ebenen hingegen verschiebbar gelagert
ist, so daß zwangsläufig ein praktisch gleichmäßiger und vollkommener Druckausgleich
auf die Klemmglieder erfolgt.
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Durch diese Ausbildung fallen alle Mängel hinsichtlich Wirkungsweise,
Verschleiß und Übertragungsverluste infolge fertigungstechnisch begrenzter Genauigkeit
und Abnutzung im Gebrauch fort. Sämtliche Teile der Kupplung bieten fertigungstechnisch
keine Schwierigkeiten, da diese im Maschinenbau sich bereits bewährt haben. Es findet
keine einseitige und vorzeitige Abnutzung der Teile und keine unzuverlässige, unwirtschaftliche
und verlustbringende Wirkungsweise der Kupplung statt. Die Druck- und Klemmkräfte
und die Pressung der Klemmelemente sind genau bestimmbar und damit sind Grundlagen
für eine einwandfreie Bemessung nach den Regeln der Festigkeitslehre und der Wirtschaftlichkeit
geschaffen.
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In den Fig. z bis q. der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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Der Klemmkörper a ist mit dem Druckausgleichskörper b konzentrisch
gelagert, während letzterer konzentrisch um die Welle g gelagert ist.
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Die dem Klemmkörper a und dem Druckausgleichskörper b gemeinsam parallelen
Gleitsitzflächen c gestatten eine radiale gegenseitige Verschiebung beider Körper
in der Richtung W-0, da zwischen beiden Körpern ein Zwischenraum in in dieser Richtung
gelassen ist. In ähnlicher Weise kann sich der Druckausgleichskörper b längs der
mit der Welle ä gemeinsamen parallelen Gleitfläche d radial gegen die Welle verschieben,
und zwar in Richtung N-S, welche senkrecht zur Richtung W-0 steht, da zwischen dem
Druckäusgleichskörper b und der Welle g ein Zwischenraum p gelassen ist.
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In der Pfeilrichtung g läuft die Trommel f leer über die Klemmglieder,
z. B. Rollen e, weg, in der Pfeilrichtung t^ dagegen tritt die Verklemmung
der Rollen e mit dem Klemmkörper a und der Trommel f ein.
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Der Belastungsausgleich auf die Rollen geht in der Weise vor sich,
daß zunächst die Rollen in der Zone um W herum durch die Trommel f mitgenommen «erden,
da diese Rollen durch die Schwerkraftwirkung bereits in Berührung mit der Lauffläche
t der Trommel und den Anlaufflächen u des Klemmkörpers a stehen, wie das durch Einzeichnen
einer Rolle bei s dargestellt ist. Dadurch wird von diesen Rollen. ein Druck auf
die Anlaufflächen a ausgeübt und der Klemmkörper a infolge seiner radialen Verschiebbarkeit
längs der Gleitflächen c und d so lange nach der Gegenseite, also nach der Zone
O hin verschoben, bis eine Berührung der Rollen auf dieser Seite der Trommel f mit
der Lauffläche t derselben eintritt. Dadurch kommt bei weiterer Drehung der Trommel
f in Richtung Y der nötige Gegendruck zustande, der dann die Verklemmung
der Rollen ,auf beiden Seiten und damit auf dem ganzen Umfang des Klemmkörpers bewirkt.
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In Fig. z sind z. B. die Mitnehmerflächen c und d von Keilen
h und i gebildet, welche im Druckausgleichskörper b bzw. in der Welle
g befestigt sind, während in der Fig. 3 eine andere Ausführungsform gezeigt ist,
bei welcher die Keile nur durch angearbeitete
Flächen c und d an
der Welle, am Druckausgleichskörp.er und am Klemmkörper ersetzt sind, die gleichzeitig
als Gleitflächen dienen.
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Wie in Fig. q. dargestellt, kann auch eine Unterteilung der Klemmglieder
des Klemm-und Druckausgleichskörpers in axialer Richtung der Kupplung vorgenommen
werden, wodurch eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Klemmkupplung bei gleichbleibendem
Durchmesser aller Abmessungen lediglich durch Vermehrung der aus vorstehend aufgeführten
Einzelteilen bestehenden Klemmrollenkupplungseinsätzen ermöglicht wird. Dabei können
auch die einzelnen Sätze durch Zwischenwände i voneinander getrennt sein.