DE8131995U1 - "schaltbare reibungskupplung" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Reibungskupplung
mit vorzugsweiser pneumatischer oder hydraulischer Krafteinwirkung, mit einer auf einer Antriebs- oder Abtriebswelle angeordneten Kupplungsscheibe mit Kupplungsbelag.
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Bei bekannten Scheibenkupplungen, die mit dem Motorschwungrad zusammengebaut sind, wird der Abtriebteil der Kupplung

als dünne Stahlscheibe hergestellt, deren Nabe auf einer |

Keilwelle etwas verschiebbar ist und die den Kupplungsbe- |

lag trägt. Bei diesen kraftschlüssigen Reibungskupplungen ψ

wird die innere Kupplungskraft durch eine oder mehrere |

Kupplungsfedern erzeugt. Beim Ausrücken der Kupplung muß |

die Kraft dieser Federn überwunden werden. Für schwere |

Fahrzeuge bzw. um für den Fahrer den Kraftaufwand zum Ent- f

kuppeln zu mindern, werden Kupplungskraftverstärker ver- I

wendet, die mit Luft- über- oder Unterdruck, auch mit öl- $

drück arbeiten. '

Es sind weiterhin Kupplungen für Pressen oder dergleichen
bekannt, bei welchen eine Kupplungsscheibe mit Reibbelag

auf einer Welle frei umläuft. Der Kraftschluß zwischen den |

zu kuppelnden Teilen wird über eine axial verschiebbare ;

Druckscheibe hergestellt. Die Druckscheibe ist dabei z. B. ?.

mittels Bolzen oder mittels einer Verzahnung axial ver- J

schiebbar gelagert. Durch Beaufschlagung der Druckscheibe 1

mit einem Druckzylinder wird die Kupplungsscheibe einge- §

spannt und der Kraftschluß zwischen Antrieb und Abtrieb ΐ

hergestellt.

Die bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie mit Rückstellfedern oder sonstigen Mitteln aufwendig konstruiert sein müssen, um eine Rückführung des Belags in den ausgekoppelten Zustand, d. h. berührungslos, zu versetzen. Weiterhin sind durch die Führungsbolzen zur axialen Verschiebung der Teile sehr enge Toleranzen an die Fertigung gestellt, um das Spiel zwischen beweglichen Teilen möglichst gering zu halten. Dies gilt ebenso für eine Axialbewegung mittels Verzahnung bzw. über Zahnflanken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorzugsweise pneumatische Kupplung zu schaffen, bei der die zuvorgenannten Nachteile vermieden werden und die in der Herstellung wesentlich kostengünstiger und in der Bauweise kompakter ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, daß die Kupplungsscheibe aus einer flexiblen Federstahlscheibe besteht, die fest mit der Welle verbunden ist, das wenigstens ein auf den Kupplungsbelag einwirkender Druckkolben mit Druckscheibe axial beweglich im Kupplungsgehäuse angeordnet ist und daß die auf den Kupplungsbelag einwirkende Druckscheibe mittels einer weiteren flexiblen Federstahlscheibe befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß mittels den flexiblen Federstahlscheiben eine verdrehspielfreie Drehmomentsübertragung ermöglicht wird. Die Kupplungsscheibe mit Reibbelag und die sie andrückende Druckscheibe besitzen durch die bolzenlose bzw. verzahnungslose Befestigung eine vollkommen spielfrei Lagerung. Die Axialbewegung sowohl der Kupplungsscheibe als auch der Druckscheibe erfolgt durch leichte axiale Verbiegung der flexiblen FederStahlscheiben. Bei Nichtbelastung stellen sich die Federstahlscheiben in ihre Ausgangslage zurück.

Diese eigene Rückstellkraft der flexiblen Federstahlscheiben bewirkt auf vorteilhafte Weise, daß kein Restdrehmoment im ausgeschalteten Zustand auf die Kupplung einwirkt. Dicss führt zu einer erheblich höheren Lebensdauer der Kupplung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Federscheiben an ihrem Umfang wenigstens zwei vorzugsweise kreissegmentförmige Aussparungen aufweisen. Hierdurch erhält die FederStahlscheibe im äußeren Bereich Stege, auf die die Kupplungsbelege, bzw. Reibbelege befestigt werden und die je nach breite der Stege mehr oder weniger flexibel sind. Hierdurch wird die axiale Verschiebbarkeit der Federstahlscheiben entscheidend verbessert. Die Formgebung der durch die Segmentausschnitte

entstehenden Stege beeinflußt dabei dia Flexibilität der Federstahlscheiben.

In vorteilhafter Weise werden die Federstahlscheiben in einer Mindestdicke von ca. 1,0 nun ausgeführt. Je nach Art der zu übertragenden Drehmomenten wird die Dicke der Federstahlscheiben bemessen. Mit einer Dicke von 1,0 mm lassen sich ohne weiteres Drehmomente von ca. 140 kpm übertragen. Die Dicke der Federstahlscheibe sowie die Segmentausschnitte werden aufeinander angepaßt.

Der Druckkolben der Kupplung wird vorteilhafterweise als zur Mittelachse konzentrischer Kreisring ausgebildet.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Kupplungsbeläge aus einem Sintermaterial bestehen. Durch die Verwendung von Sinterreibbelägen wird eine große Verschleißreserve der Kupplung erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplung, Fig. 2 eine Darstellung der flexiblen Federstahlscheibe.

In einem Gehäuse 1O ist eine Welle 11 mittels Kugellager 12 gelagert. An diese Antriebs- oder Abtriebswelle 11 ist

eine Kupplungsscheibe 13 mit Kupplungs- oder Reibbelägen 14, 15 mittels Schrauben 16 befestigt. Der Reibbelag 14 der Kupplungsscheibe 13 liegt mit einem engen Spalt 17 an der Innenseite der Gehäusewand 10 nahezu an. 5

An dem Gehäuse 1O ist ein deckeiförmiges Gehäuse 18 mittels Schrauben 19 befestigt. Im Inneren dieses Gehäuses 18 befinden sich Bohrungen 20, 21 zur Druckluftzuführung bzw. 22 zur Aufnahme des kreiszylindrischen Druckkolbens 23. Der Druckkolben 23 ist in der Bohrung 22 im Gehäusedeckel 18 axial verschiebbar.

Der Druckkolben 23 ist mittels einer Schraubverbindung 24 über eine weitere flexible Federstahlscheibe 25 mit einer Druckscheibe 26 verbunden, die auf die Kupplungsscheibe einwirkt. Die flexible Pederstahlscheibe 25 ist ihrerseits mit einer weiteren Schraubverbindung 27 am Gehäusedeckel 18 befestigt. Hierdurch kann sich der Druckkolben 23 durch Beaufschlagung von Druckmedium im Raum 28 mit der Druckscheibe 26 durch federnde Nachgiebigkeit der Federstahlscheibe 25 axial gegenüber dem Gehäusedeckel 18 verschieben.

In Fig. 2 ist die flexible Federstahlscheibe 13 mit den Kupplungsbelägen 14, 15 dargestellt. Die Befestigung der Kupplungsscheibe 13 an die Welle 11 erfolgt über die Bohrungen 29 mittels den Schrauben 16. Im äußeren Bereich weist die Kupplungsscheibe segmentförmige Aussparungen

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auf. wodurch Stege 31 gebildet werden. Je nach Breite der Stege 31 und Dicke der FederStahlscheibe 13 kann diese mehr oder weniger flexibel ausgestaltet sein.

Die Federstahlscheibe 25 zwischen Druckscheibe 26 und Druckkolben 23 hat eine ähnliche Formgebung wie die Kupplungsscheibe 13, d. h. segmentförmige Ausspariingen am Umfang der Scheibe bewirken eine axiale Flexibilität der Federstahlscheibe.
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In Fig. 1 ist am Gehäuse 10 eine Keilriemenscheibe 32 __ als An- oder Abtriebsorgan dargestellt.

Die Kupplung wirkt wie folgt; Durch Beaufschlagung der Kupplung über einen nicht näher dargestellten Rotoran-Schluß an der Bohrung 20 mittels Druckluft wird über die Bohrung 21 und den Zylinderraum 28 der Druckkolben 23 in axialer Richtung bewegt. Der Durckkolben 23 ist dabei gegenüber dem Deckelgehäuse 18 mittels einer Dichtung 33 abgedichtet. Normalerweise ist ein durchgehender, kreiszylindrischer Druckkolben 23 vorgesehen. Je nach Anzahl der Reibbeläge 14, 15 auf der Kupplungsscheibe 13 können am Umfang des Deckelgehäuses 18 aber auch mehrere ein- . zelne Druckkolben 23 vorgesehen sein. Der Druckkolben 23 überträgt seine durch die Druckluftbeaufschlagung hervorgerufene axiale Bewegung auf die Druckscheibe 26, wobei sich die flexible Federstahlscheibe 25 im äußeren Bereich

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in axialer Richtung der Kupplung verschiebt. Die Druckscheibe 26 drückt ihrerseits auf den Reibbelag 15 der Kupplungsscheibe 13 wobei sich diese ebenfalls in axialer Richtung der Kupplung bewegt, bis der zweite Kupplungsbelag 14 am Inneren des Gehäuses 10 anliegt (Spalte 17 geschlossen).

In diesem Fall erfolgt ein Kraftschluß zwischen der Anoder Abtriebswelle 11 und dem Deckelgehäuse 18 bzw. über das Gehäuse 10 ein Kraftschluß mit der Keilriemenwelle 32. Bei nachlassendem Druck im Druckraum 28 geht der Druckkolben 23 wieder in seine Ausgangslage zurück, wobei die flexible Federstahlscheibe 25 die Rückstellkraft bewirkt. Die Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungsscheibe 13 über die Druckscheibe 26 auf das Deckelgehäuse 18 erfolgt über die flexible Federstahlscheibe

Nach Rückstellung der Druckscheibe 26 erfolgt auch eine Rückstellung der Kupplungsscheibe 13, wobei sich diese im Inneren der Kupplung berührungslos bewegt. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Kupplung im ausgeschaltetem Zustand, d. h. bei nicht Beaufschlagung mit Druckluft, kein Restdrehmoment überträgt. Die direkte Verbindung der Druckscheibe 26 über die Federstahlscheibe 25 mit deiii Deckelgehäuse 18 ermöglicht die verdrehspielfreie Drehmomentsübertragung.

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Die Reilobeläge 14, 15 bestehen aus einem an sich bekannten Sintermaterial, dessen Anwendung z. B. bei Lamellenkupplungen bekannt ist. Je nach zu übertragenden Drehmomenten, kann die Zusammensetzung des Sintermaterials (z. B. Bronze mit Graphitzusätzen) variieren.

Es ist jedorJi günstig, die Reibbeläge nicht als Ringfläche, sondern als Einzelbeläge (siehe Fig. 2) auszuführen. Hierdurch wird die Flächenpressung erhöht und der Abrieb durch die Einzelelemente besser beseitigt, da Zwischenräume zur Aufnahme des Abriebs vorhanden sind.

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ZUSAMMENFASSUNG

Es wird eine schaltbare Reibungskupplung vorgeschlagen, die der Übertragung von Drehmomenten dient. Die Kupplung ist derart aufgebaut, daß mittels Druckluft ein kreisringförmiger Druckkolben (23) in axialer Richtung auf eine Druckscheibe (26) einwirkt, die ihrerseits auf die Reibbeläge (14, 15) der Kupplungsscheibe (13) einwirkt. Durch spezielle Formgebung der Kupplungsscheibe sowie der Federstahlscheibe (25) können sich diese Scheiben geringfügig in axialer Richtung der Kupplung bewegen, wobei eine verdrehspielfreie Drehmomentsübertragung erreicht wird. Bei Druckminderung geht die Kupplungsscheibe (13) und die Federstahlscheibe (25) in ihre Ausgangslagen zurück, wobei die Kupplung ohne Restdrehmoment im ausgeschalteten Zustand arbeitet.

Claims (6)

Amtl. Bezeichnung: "Schaltbare Reibungskupplung· Ansprüche

1. Schaltbare Reibungskupplung mit vorzugsweiser pneumatischer oder hydraulischer Krafteinwirkung, mit einer auf einer Antriebs- oder Abtriebswelle angeordneten Kupplungsscheibe mit Kupplungsbelag, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (13) aus einer flexiblen Federstahlscheibe besteht, die fest mit der Welle (11) verbunden ist, daß wenigstens ein auf dem Kupplungsbelag (15) einwirkender Druckkolben (23) mit Druckscheibe (26) axial beweglich im Deckelgehäuse (18) angeordnet ist und daß die auf den Kupplungsbelag (14) einwirkende Druckscheibe (26) mittels einer weiteren flexiblen Federstahlscheibe (25) befestigt ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die Federstahlscheibe (13, 25) an Ihrem Umfang wenigstens

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zwei, vorzugsweise segmentförmige Aussparungen (3O) aufweisen.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstahlscheiben (13,25) eine Mindestdicke von ca. 1,0 mm aufweisen.

4. Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (23) als zur Mittelachse der Kupplung konzentrisch angeordneter Kreisring ausgebildet ist.

5. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbeläge (14, 15) aus einem Sintermaterial bestehen.

6. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kupplungsscheibe (13) an jeder Seite je vier Einzelbeläge (14, 15) im äußeren Umfangsbereich aufweist.

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