SE437414B - Elastisk axelkoppling - Google Patents

Description

7907038-9 2 Nämnda uppgift löses genom den i patentkravet l an- givna bladfjäderkopplingen; ö Vid kraftöverföring vid de kända bladfjäderkopplingar- na i den ena perifeririktningen utnyttjas för kraftöverfö- ringen alltid blott de s.k, främre flankfjädrarna, genom att de understöder huvudfjädrarna. De s.k. bakre flankfjäd- rarna blir härvid obelastade¿ Därför utelämnas för övrigt de bakre flankfjädrarna helt eller delvis vid vissa av de kända bladfjäderkopplingarna. I motsats härtill utmärker sig bladfjäderkopplingen enligt uppfinningen därigenom, att åtminstone en del av de bakre flankfjädrarna också kan ut- nyttjas för kraftöverföring, genom att dessa fjädrar vid I överskridande av en bestämd vridvinkel samverkar med anslag på den andra kopplingshälften. Därigenom uppnår man allt- *efter finleken av flankfjädrarnas steg en mer.eller mindre finstegig progressiv karakteristika och ett förhållandevis mjukt ändanslag, varigenom de höga skjuvpåkänningarna på 'huvudfjädrarna undvikes. Vidare uppnås genom de bakre flank- fjädrarnas medverkan och genom att samtliga fjäderpaket del- tager i kraftöverföringen redan vid små vridvinklar högsta möjliga utnyttjande av bladfjädrarna. Man kan härigenom vid ett givet maximalt vridmoment antingen göra kopplingen mindre än_hittills eller minska_antalet bladfjäderpaket. _ « Fördelaktiga vidareutvecklingar och olika varianter av bladfjäderkopplingen enligt uppfinningen anges_i underkraven.

Ju större antalet flankfjädrar är, med vilka ett anslag är g samordnat, desto högre är bladfjädrarnas-utnyttjningsgrad totalt (krav A). Dessutom kan genom dragen enligt kravet 5 uppnås, att kopplingens vridstyvhet ökar med ökande vridvin- kel i särskilt fina steg. I kraven 6 och 7 anges två olika utföringsexempel på uppfinningen. Därvid skiljer sig det and- ra från det första väsentligen genom en_mera brant stigande karakteristika, förutsatt att samma bladfjädrar användes. Det är här sörjt för, att kraftangreppsradien blir mindre med ökande vridvinkel vid de bakre bladfjädrarnas ingrepp. Däre- mot är arrangemanget vid utföringsformen enligt kravet 6 så- dant, att flankfjädrarnas kommande i ingrepp sker med förhål- landevis små avstånd. Därigenom uppnås, att de bakre flank- 7907038-9 3 fjädrarna först verkar som enkelfjädrarj dvs. ej kommer i beröring med det övriga fjäderpaketet. Härvid och även när vid den maximala vridvinkeln bladfjädrarna ligger mot varandra, blir anslagsytorna jämnare belastade än vid ut- förandet enligt krav 7, så att mindre förslitning kan för- väntas.

Genom variering av fjäderplåttjockleken (krav 9) kan kopplingens karakteristika påverkas. Dessutom kan - vid ut- förandet enligt krav 10 - emellertid uppnås, att samma böj- spänning uppträder i alla fjädrarnas inspänningsområde. För övrigt kan anslagen anordnas på:ådant sätt, att en cirkel- bågformig böjlinje framtvingas för det enskilda bladfjäder- paketet i dess helhet (krav ll). Därmed kan uppnås, att åt- minstone tillnärmelsevis samma böjspänningar råder i alla områden av bladfjäderpaketet.g _ 7 Vid kopplingen enligt uppfinningen kan bladfjäderpake- ten vara inspända antingen i ytterringen (såsom är känt genom ovannämnda Kupplungsatlas) eller i navet (såsom är känt genom DE patentskriften 555 h38). Därvid är emellertid det sista arrangemanget mera fördelaktigt (krav 13), eftersom anslagen här bildas av segmentartade delar av ytterringen, vilka för detta ändamål sträcker sig radiellt inåt i de mellan bladfjäderpaketen befintliga zonerna. Om kopplingen uppvisar sidoskivor (så att kopplingens inre kan¿ fylls med smörjmedel), kan dessa sidoskivor dessutom vara fästade vid de segmentartade delarna av ytterrïngen, således ej enbart vid den senares ytteromkrets. Därvid kan de ytterligare fäst- organen (t.ex. skruvar) - såsom är i och för sig känt genom nämnda Kupplungsatlas - vara anordnade förhållandevis nära navet. Därigenom kan, när.kopplingen är vätskefylld, den ge- pnom vätsketrycket uppträdande påkänningen på skivorna bättre behärskas. _ I En ytterligare väsentlig fördel med uppfinningen be- står i följande:_ När ett minskat antal bladfjäderpaket an- vändes och när dessa är inspända i navet, vinner man vid na- vet plats för ett särskilt kraftigt utförande av fastspän- ningselementen. Dessa kan enligt ett lämpligt utförande av uppfinningen utformas enligt krav lh - 17. v9ov0ss~9 , ih Utföringsexempel på uppfinningen beskrives i det föl- jande med hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l visar ett deltvärsnitt genom en bladfjäderkopp- ling, o fig. 2 - 5 visar ett bladfjäderpaket vid kopplingen enligt fig. l vid olika vridvinklar, fig. 6 - 9 visar ett bladfiäderpaket vid en andra kopp- ling, likaså vid olika vridvinklar, åfig. lO visar karakteristikan hos kopplingen enligt fig. l - 5, _ fig. ll visar karakteristikan hos kopplingen enligt fig. 6 - 9, 2 s - _ fig. 12 och 13 visar ett bladfjäderpaket vid en ytter- ligare koppling i obelastat resp. maximalt belastat till- stånd, och ' ' fig. lä visar ett modifierat utförande av ett blad- fjäderpaket.

Den i fig. l visade och i sin helhet.med 20 beteckna- de, såsom_bladfjäderkoppling utformade vridelastiska kopp- lingen infattar i huvudsak ett nav 21 (som inre kopplings- ' hälft), en ytterring 22 (som yttre kopplingshälft) med en anslutningsfläns 22a samt ett flertal bladfjäderpaket 23, 'som är inspända på navet 22 och sträcker sig i radiell riktning in i urtag 26 i ytterringen 22. För inspänningen av bladfjäderpaketen 23 på navet 21 är anordnade-kilformiga mellanstycken 2A och 25, som avsmalnar i riktning mot kopp- lingsaxeln. Därvid följer i navets 21 omkretsriktning fasta, i navet utformade mellanstycken 2Ä och separata, vid navet fastskruvade mellanstycken 25 omväilande på varandra. Detta medför en enkel, platsinbesparande och ändå säker infästning av bladfjäderpaketen 23 på navet 21.

Varje bladfjäderpaket 23 uppvisar enligt principen för en vid böjning.jämnstark kropp olika långa bladfjädrar. På företrädesvis symmetriskt sätt är de längsta bladfjädrarna 30, även benämnda huvudfjädrar, anordnade i bladfjäderpake- tets mitt. På båda sidor av-dessa är anordnade ett flertal sk. flankfjäarar 31,' 32, 33 001136, 37, 38, vilkas längd avtar stegvis från fjäder till fjäder. 2 c _-______ ...___ peng enALm' '7907038-9 De i den yttre kopplingshälften, dvs. i ytterringen 22, anordnade urtagen 26 är formade på följande sätt: I sitt radiellt yttersta område bildar de med kopplings- axeln parallellt förlöpande spår 27, vilkas bredd är blott föga större än huvudfjädrarnas 30 sammanlagda tjocklek.

Därmed står huvudfjädrarna 30 ständigt i ingrepp med den yttre kopplingshälften. Ett visst spel mellan huvudfjädrar- na 30 och spårsidoytorna,'ävensom de senares rundade form, sörjer för att ingen klämning uppstår vid den inbördes vrid- ningen av de båda kopplingshälfterna 21 och 22k Var och en av flankfjädrarna 31, 32, 33 och 36, 37, 38 är tilldelad en anslagsyta, som har en hänvisningsbeteckníng _som med 10 överstiger respektive bladfjäders hänvisningsbe- teckning. Övergångarna mellan dessa anslagsytor och från an- slagsytorna till spåret 27 är rundade, så att hela urtagets 26 begränsning är vågformig. _ 7 Fig. l visar kopplingen i det avlastade tillståndet; således vid vridvinkeln noll. Fig. 2 - 5 visar i det ifråga- varande exemplet ett av bladfjäderpaketen 23 vid olika drifts- tillstånd för kopplingen, varvid antages, att navets 21 läge förblir oförändrat och att ytterringen 22 i ökande grad vri- des i medursriktningen. Man märker, att härvid flankfjädrar- na 31, 32, 33, som i detta fall utgör de-s.k. främre flank- fjädrarna, alltid anligger mot huvudfjädrarna 30 och stöder dessa. - 3 3 I fig, 2 har ytterringens 22 anslag A6 - vid en vrid- vinkel a - kommit i ingrepp med den längsta av de bakre fkmk- fjädrarna, som är betecknad med 36. På samma sätt har i fig. 3 anslaget 47_-_vid den större vridvinkeln b - kommit i in- grepp med fjädern 37 samt har i fig. L anslaget A8 - vid den ännu större vridvinkeln c_- kommit i ingrepp med fjädern 38.

I fíg. 5 har slutligen vridvinkeln ökat till värdet d. Detta är det läge, vid vilket de bakre flankfjädrarna 36, 37 och 38 kommit i anliggning inbördes och mot huvudfjädrarna 30 samt nu verkar som ändanslag. Det rör sig här emellertid ej om ett stelt ändanslag, eftersom kopplingen även i detta tül- stånd ännu har en viss ringa elasticitet. Under vridvinkeln d verkar fjädrarna 36, 37 och 38 som enkelfjädrar, såsom- veuvozs-9 särskilt framgår i fig. 4. _ .Det inses, att kraftöverföringen i motsats till det som visas i fig. 2 - 5 även kan ske i den andra omkretsrikt- ningen. I detta fall övertar bladfjädrarna 36, 37, 38 de främre flankfjädrarnas funktion och övertar bladfjädrarna 31, 32, 33 de bakre flankfjädrarnas funktion.

Med hänvisning till fig. l kan vidare anmärkas föl- jandeà .På ytterringen 22 kan på i och för sig känt sätt vara fästade sidoskivor, som ej är synliga i ritningsfigu- ren. För härtill erforderliga skruvar är i ytterringen 22 utöver de i.det radiellt yttre området utformade borrningar- na 28 anordnade ytterligare borrningar 29, som är belägna i det radiellt inre området av ytterringen 22. _ Spårens 27 sidoytor och anslagsytorna hl, 42, 43 Samt 2 46, 47, A8 kan, såsom antydes vid l9, vara försedda med en plåtarmering och därigenom skyddas mot förslitning. fl fig, 6 - 9 visas ett från fig. l - 5 avvikande ut- föringsexempel. Navet hos denna koppling är betecknat med 51, ytterringen med 52 och ett av bladfjäderpaketen med 53, var- vid det senares huvudfjädrar är betecknade med 60, de vid den visade kraftflytriktníngen. främre flankfjädrarna med 61 och'62 samt de bakre flankfjädrarna med 66 och 67» Med flank- fjädrarna är även här samordnade anslagsytor 7l, 72, 76, 77 på ytterringen 52. I jämförelse med fig. l - 5 är det i om- kretsriktningen mätta avståndet större mellan anslagsytorna 7l och 72 resp. 76 och 77. Därigenom åstadkommas följande: När vridvinkeln e (fig. 7) överskridits, vid vilken den första bakre flankfjädern 66 kommer i kontakt med sin anslagsyta 76, bringas fjädern 66 senast till anliggning med huvudfjädrarna 60, när nästa fjäder 67 kommer i ingrepp med sitt anslag 77. Detta sker vid den större vridvinkeln f (fig. 8). Vid ytterligare ökning av vridvinkeln till värdet g (fig. 9) bringas även fjädern 67 till anliggning mot det resteran- de fjäderpaketet. Denna metod skulle givetvis kunna använ- das även vid ett fjäderpaket med ett större antal flankfjäd- rar, dvs. vid ett finare uppdelat fjäderpaket. Det väsent- liga härvid är, att kraftangreppsradien blir mindre med ök- ning_av den vridvinkel, vid vilken flankfjädrarna 66, 67 PooR QUPÄÄTY; 7907038-9 7 kommer i ingrepp, och att samtidigt tjockleken av den i blocktillstånd förefintliga delen.av fjäderpaketet ökar Istegvis. Detta betyder (se fíg. 9), att vid den maximala vridvinkeln det med den kortaste fjädern 67 samordnade an- slaget 77 överför väsentligen den totala periferiella kraf- ter till fjäderpaketet 53, medan ändarna av de övriga fjäd- rarna 66 och 60 i hög grad-är obelastade. Man märker detta i fig. 9 även därpå, att fjäderpaketet ej är krökt ovanför det längst in belägna anslaget 77.

Fig. 10 visar förloppet av kopplingskarakteristik- "linjen K för kopplingen 20 enligt fig. 1 - 5. I detta dia- gram visas det medelst kopplingen överförbara vridmomentet Mo som funktion av vridvinkeln W. Såsom framgår redan av ovanstående beskrivning av fíg. 2 - 5, tilltager kopplingens vridstyvhet vid vardera av vridvinklarna a, b, c och d. Det- ta.kommer till uttryck i fig. lO genom den varje gång större stigningen hos karakterístikan. På samma sätt visar fig. ll kopplingskarakterístiklinjen K' för utföringsexemplet enligt fig. 6~- 9. Man märker tydligt det i sin helhet brantare förloppet av denna karakteristika. _ Fig. 12 och 13 visar ett ytterligare utföringsexempel på'uppfinningen._Där är navet betecknat med 81, ytterringen med 82 och ett av bladfjäderpaketen med 83 samt är vidare ett i ytterringen 82 anordnat urtag för fjäderpaketet 83 beteck- nat med 86. Urtagets begränsning bildas av kontinuerligt krökta ytor 87 i motsats till de avsatsförsedda ytorna vid de tidigare beágrivna utföringsexemplen. De i ingrepp med des- sa ytor 87 kommande ändarna av bladjäderpaketets 83 fjädrar är avrundade. FígÄ 12 visar vilotillståndet för denna kopp- ling, medan fig. 13 visar tillståndet vid maximal vridvinkel.

I samtliga utföringsexempel är bladfjäderpaketen och urtagen med anslagsytorna symmetriskt formade för uppnående av en likartad verkan hos kopplingen i båda kraftflytrikt- ningarna. Det ínses emellertid, att vid behov även osym- metriska former kan förekomma hos bladfjäderpaketen och/elkr hos de i ytterringen anordnade urtagen, när ökningen av kopplingens vridstyvhet skall vara olika i de båda kraft- flytriktningarna. 7907033-9 Det har ovan redan hänvisats till den speciella arten av fästning av bladfjäderpaketen på navet med hjälp av de kilformiga mellanstyckena 2A och 25. Denna konstruktion ut- gör en väsentlig förenkling i förhållande till den genom DE patentskriften 555 438 kända bladfiäderkopplingen. Där uppvisar varje bladfjäderpaket en T-formig fota Denna är inpassad å ena sidan i ett ringformigt urtag i navet och å andra sidan i ett ringformigt urtag i en täckring. Detta konstruktionssätt är dyrt på grund av den nämnda T-formen 2 hos bladfjädrarnas fot och på grund av att det utöver navet erfordras den nämnda täckringen. Till skillnad därifrån kan vid kopplingen enligt uppfinningen de enskilda bladfjädrar- na uppvisa enkel rektangulär form, varigenom de kan fram- ställas väsentligt billigare, genom att de företrädesvis av- skäres från bandmaterial. Dessutom bortfaller den ovannämn- da täckringen.

Fästningen av bladfjäderpaketen i navet i stället för i ytterringen (motsvarande den genom Kopplingsatlas kända fkopplingen) har följande fördelar: Den vid den kända kopp- lingen erforderliga koniska mellanringen bortfaller och där- med även framställningen av den motsvarande koniska inner- ytan på ytterringen. När kopplingens inre fylles med smörj- medel, säkerställas smörjning av ställena för huvudfjädrar- nas 30 ingrepp med ytterringen 22, även om en del av smörj- medlet skulle gå förlorat. Därvid lägger sig smörjmedlet under drift alltid intill ytterringen 22 på grund av centri- fugalkraften. 2 'D _ 2 Anbringningen av bladfjäderpaketen 23 på navet 21 skall alltid ske så, att avstånden mellan bladfjäderpaketen är så lika som möjligt. Uppnåendet av detta mål underlättas väsent- ligt därigenom, att vartannat 24 av mellanstyckena 2A och 25, såsom nämnts, är utformat på navet 21 och-att endast de åter-' stående mellanstyckena 25 är fastskruvbara på navet 21. Där- igenom kan bladfjäderpaketens 23 läge i omkretsriktningen utan besvär fastläggas mycket exakt. 2 'För att ytterligare höja säkerheten för att bladfjä- derpaketen 23 ej skall lossna från navet 2l, kan de kornßte, ytterst belägna bladfjädrarna 33 och 38 ersättas av skivor 'u 1 ,e e- fr! ,__'_ QXSRU» _ vßüå- - 790WJ38-9 av förhållandevis mjukt och därför plastiskt deformerbart material, exempelvis av normalt ohärdat stål. Alternativt kan man på annat sätt sörja för att dessa bladfjädrars 33 och 38 ytterytor bildas av ett ytterligare, av deformer- bart material bestående skikt. Dessutom upprhggas de i kon- takt med dessa skivor stående sidoytorna på mellanstyckena Zh, 25. Därmed säkerställas med ännu högre säkerhet en god fasthållning av bladfjäderpaketen 23 på navet 21.

För samma ändamål kan även fönfaras enligt fig. lh.

Enligt denna är de yttersta bladfjädrarna_i ett bladfjäder- paket 93 ersatta med kilar 91. Dessa utgör beståndsdelar av bladfjäderpaket, som härigenom, sett i axelriktningen, upp- visar en ungefärligen laxstjärtformad fot. Mellanstyckenas 94 och 95 form år anpassad till denna fot.

Bladfjäderkopplingen enligt uppfinningen kan med sär- skild fördel anordnas i fordonstransmissioner som elastisk koppling och svängningsdämpare mellan en motor och en last- inkopplingsväxel.

POÛR QUALITY

Claims (9)

7907038E9 i ' 10 §_§_I_E N T K R A V

1. Elastisk axelkoppling med två ríngformade, koaxíellt 5 varandra ingripande kopplingshälfter (2l,22), som är vrid- clastiskt förbundna med varandra medelst radiellt anordnade Lladfjäderpaket (23), vilka med sina ena ändar är inspända i den ena kopplingshälften (21) och med de fria ändarna på i paketen ingående huvudfjädrar ingriper i urtagníngar (26) i den andra kopplingshälften (22), varvid varje bladfjäderpaket utgör en vid böjning jämnstark kropp, vilken har olika långa Lladfjädrar, av vilka de längsta, huvudfjädrarna är tillordnade ett flertal s.k. flankfjädrar, vilkas längd avtar stegvis från fjäder till fjäder, k ä n n e t e c k n a d därav, att urtagningarna (26) i den andra kopplingshälften (22) har anslag (Hl,U2,H3,H6,H7,HB), vilka vid uppnåendet av en viss vridnings-» vinkel (a,b,c,d) mellan kopplingshälfterna kommer i ingrepp med åtminstone en del av flankfjädrarna (3l,32,33,36,37,38).

2. 7 Axelkoppling enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att anslagen (4l,H2,H3,46,H7,HB) är anordnade för vrid- momentöverföring i endast den ena av de båda omkretsriktningarna.

3. Axelkoppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att anslagen (Hl,H2,H3,46,k7,HB) är anordnade för vrid- momentöverföring i båda omkretsriktningarna. _ M.

4. Axelkoppling enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje flankfjäder (3l,32,33,36,37,38) är till- ordnad ett anslag (Hl,H2,#3,46,H7,48). .

5. Axelkoppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att anslagen (Ul,H2,U3,U

6. ,H7,H8) utgöres av stegartade utvidgningar i urtagningarna (26), varvid varje steg är tillordnat den fria änden på en flankfjäder (3l,32,33,36,37,38) så, att de enskilda flankfjädrarna i varje bladfjäderpaket PCÛQ _ ,, e 7907038-9, (?¥) vid från varandra skilda vridningsvinklar (a,b,c,d) Penne:-i ingrepp med tillhörande anslag. G. Axelkoppling enligt krav 5, k_ä n n e t e c k n a d därav, att de stegartade utviqmingarna är sådana, att flank- fjädrarna efter ingrepp med anslagen vid tilltagande vridnings- vinkel först verkar som enkelfjädrar och sedan vid en ytterligare ökning av vridningsvinkeln ligger mot varandra och/eller mot den resterande delen av tillhörande bladfjäderpaket.

7. Axelkoppling enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att de stegartade utvidgingarna är_sådana, att-en flank- fjäder (57) tidigast kommer till ingrepp med sitt anslag (77) då en tidigare i ingrepp kommen flankfjäder (66) anligger mot den övriga delen av bladfjäderpaketet'(53).

8. Axelkoppling enligt krav l, k ä n n_e t e c k n a d därav, att de ett bladfjäderpaket (83) tillordnade anslagen är bildade genom en kontinuerligt krökt yta (87) på den andra kopplingshälften (82) samt att bladfjädrarnas fria ändar är avrundade.

9. Axelkopplíng enligt något av kravn 1-8, 'k ä n n e - t e c k n a d därav, att bladfjäderpaketen är inspända i den ett nav (21) bildande ena kopplingshälften och ingriper med sina huvudfjädrar (30) i den andra, en ytterring bildande kopplingshälften (22).