SE442538B - Friktionskoppling med vibrationsdempning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 8100578-2 2 me som finns tillgängligt i moderna personbilar och lätia lastbilar.

Det finns andra anordningar som är speciellt konstrue- rade för tung eller hård drift. Dessa anordningar är emellertid mera komplicerade och kräver ytterligare ra- diellt och ibland axiellt utrymme som vanligtvis inte finns tillgängligt i tillämpningar med kopplingar för tung drift. Ytterligare kapacitet byggs in i drivna la- meller av denna typ genom anordning av två eller flera radiellt åtskilda satser av koaxiella fjädrar med varje sats konstruerad att komma i funktion under olika sta- dier av relativ vridning mellan kopplingslamellens ele- ment. Dessa är inte bara mera komplicerade utan skapar också problem med begränsat utrymme eftersom diametern i radialled måste ökas för att klara de tillfogade fjä- dersatserna. Även om idén med koaxiella fjädrar inte är ny har man funnit att den mest tillfredsställande drivytarean på grund av de olika fjäderdiametrarna inte alltid finns för båda fjädrarna. På grund av utformningen av fjäder- ändarna och dessas konstanta last mot sidoväggarna i täckskivornas! hål finns det i vissa fall risk för ska- dor på de koncentrerade kontaktpunkterna, vilket kan leda till alltför snabbt skiv- och fjäderhaveri.

Uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en friktionskoppling med förbättrad montering av koaxiella dämpfjädrar, så att drivytarean för båda fjäd- rarna ökar och inget ytterligare utrymme behövs för att uppnå det önskade resultatet.

Detta och andra ändamål uppnås enligt uppfinningen med en friktionskoppling med vibrationsdämpning, omfat- tande en roterbar drivande del, en roterbar driven del, som är begränsat vridbar relativt den drivande delen, en primär och en sekundär täckanordning, vilka är monterade på den ena av de drivande och drivna delarna för rotation därmed, åtminstone ett urtag i de primära och sekundära täckanordningarna, varvid urtagen är belägna mittför var- 10 15 20 25 30 35 8106578-2 3 andra och har åtskilda sidoväggar, elastiska organ i urtagen för elastisk och drivbar anslutning av de drivande och drivna delarna till varandra. Det känne- tecknande nya med denna koppling organen omfattar en första elastisk del och en andra är att de elastiska elastisk del inuti den första elastiska delen, där den första elastiska delen har ändpartier i drivan- liggning mot sidoväggarna i de primära och sekundära täckanordningarnas urtag och där den andra elastiska delen har ändpartier i drivanliggning mot sidoväggarna i enbart den sekundära täckanordningens urtag.

Kort figurbeskrivning Fig l visar framifrån och delvis upp- och bortskuret en enligt uppfinningen konstruerad kopplingslamell; Fig 2 visar en sektion längs linjen 2-2 i fig l; Fig 3 visar framifrån en del av en av de i fig l vi- sade täckskivorna; Fig 4 visar framifrån en del av en av de i fig l vi- sade lamellskivorna; Fig 5 visar en sektion längs linjen 5-5 i fig l för att tydligare åskådliggöra de eftergivliga drivdonen och tillhörande delar; och Fig 6 visar en sektion längs linjen 6-6 i fig l men de eftergivliga drivdonen borttagna.

Föredragen utföringsform av uppfinningen Med hänvisning till fig l och 2 är den roterande vridmomentöverförande anordningen vid en föredragen ut- föringsform en generellt med 10 betecknad, dämpad kopp- lingslamell med vibrationsdämpning. I normalfallet ut- gör kopplingslamellen 10 den drivna delen av en kopp- ling som i ett fordons drivlina normalt är placerad mellan en motor och en transmission (visas inte). Kopp- lingslamellen 10 har roterande vridmomentöverförande element, vilka är anslutna till varandra via en dämp- enhet för att åstadkomma en eftergivlig kraftöverföring mellan de roterande elementen. Dämpenheten behövs för att avstämma fordonets drivlina så att kritiska tor- sionsvribrationer flyttas ut ur motorns och den övriga 10 15 20 25 30 35 8100378-2 4 drivlinans operativa varvtalsområde.

I den föredragna utföringsformen innefattar ett av kopplingslamellens 10 vridmomentöverförande element ett roterbart kopplingsnav 12 och två åtskilda, yttre täck- skivor 14. Kopplingsnavet 12 har en i ett stycke därmed gjord, radiellt riktad fläns 16, varvid täckskivorna 14 är belägna på ömse sidor om flänsen 16.

Kopplingslamellens 10 andra element innefattar en roterbar stöd- eller medbringarskiva 18 med integrerade, radiellt utåtriktade armar 20. Friktions- eller kopplings~ klossar 22 är fästa på de motsatta sidorna av armarnas 20 yttersta delar. Skivan 18 är placerad i det axiella utrym- met mellan täckskivorna 14.

Kopplingsnavet 12 är på välkänt sätt fastsatt på den ingående axeln hos transmissionen (visas inte) medelst splines, och kopplingsklossarna 22 är på likaledes känt sätt placerade mellan en axiellt rörlig tryckplatta och ett axiellt stationärt, motordrivet svänghjul (visas inte Således är kopplingslamellen 10 fri att röra sig axiellt på den ingående axeln en bestämd sträcka men roterar a1l~ tid med denna axel.

Det är väsentligt att dämpenheten inte bara upprät~ tar drivförbindelsen mellan de roterande kopplingse1e~ menten utan också absorberar motorns vridmoment för att därigenom eliminera vibrationer och stötar i drivlinan.

I den föredragna utföringsformen ingår eftergivliga eller elastiska organ omfattande en första skruvfjäder 24 och en andra skruvfjäder 26, vilken är koaxiellt anbragt i den första skruvfjädern 24. De elastiska organen består av flera i omkretsriktningen åtskilda fjädersatser som ' skall arbeta på samma omkretsaxel. Mittför varandra pla- cerade urtag l4a och l8a finns i täckskivorna 14 och med- bringarskivan 18 för att uppta och kvarhålla de koaxiella fjädersatserna så att de befinner sig i ett läge för kraftöverföring mellan täckskivorna 14 och medbringar- skivan 18. V I den föredragna utföringsformen finns det sekundära eller extra täckdelar för att primärt tjänstgöra som 10 20 25 30 35 8100578-2 5 drivdon för de inre fjädrarna 26. Genom sin placering skapar emellertid de sekundära täckdelarna också ytter- ligare och förbättrad drivytarea för de yttre fjädrarna 24, såsom kommer att förklaras mera i detalj längre fran.

De sekundära eller extra täckdelarna omfattar två plana stödskivor 28, som är placerade på ömse sidor om nivfiän~ sen l6 och innanför de primära täckskivorna 14. En serie nitar 30 sträcker sig genom hål i de primära och sekun- dära skivorna l4 och 28 och navflänsen 16 för hopfastning av delarna som en enhet. De sekundära stödskivorna 28 har stansade urtag 28a mittför urtagen l4a och l8a.

För att väsentligen utfylla det axiella utrymmet mel- lan de sekundära stödskivorna 28 är flera plana förstär- karskivor 34 placerade på den ena sidan om medbringarski van l8. En serie nitar 36 fixerar förstärkarskivorna 34 säkert på medbringarskivan 18 så att de arbetar som en enhet. Urtag 34a är upptagna i förstärkarskivorna 34 och är identiska med urtagen l8a i medbringarskivan l8.

Av beskrivningen hittills framgår att kopplingsnavet 12 och skivorna 14 och 28 är hopmonterade och arbetar som kopplingslamellens 10 roterande drivna del. Kopplingsla- mellens l0 roterande drivande del består av medbringar- skivan l8 och förstärkarskivorna 34.

Förutom den elastiska drivanslutningen medelst de koaxiella fjädrarna 24 och 26 finns det också en tvångs- mässig drivanslutning mellan de roterande kopplingsde- larna. Den elastiska kraftöverföringen arbetar innan den tvångsmässiga kraftöverföringen kommer igång. Detta ås- tadkoms medelst en dödgångsanslutning, vilken är konstrue- rad att göra det möjligt för de koaxiella fjädrarna 24 och 26 att arbeta innan någon direkt kraftöverföring upprättats mellan de roterande kopplingsdelarna. Med hänvisning till fig l åstadkoms dödgângen via flera ut- åtriktade tänder 40 på navflänsens 16 ytterperiferi och flera inâtriktade tänder 42 på insidan av medbringar- och förstärkarskivorna 18 och 34. Flänständerna 40 be- finner sig i obelastat tillstånd i ett läge mittemellan 10 15 20 25 30 35 8100378-2 6 och på lika avstånd från skivtänderna 42. Avståndet mel- lan tänderna är dimensionerat för att medge begränsad relativ vridrörelse mellan navet l2 och skivorna lå c*h 34, varunder de koaxiella fjädrarna 24 och 26 arbetar på avsett vis, dvs absorberar eller eliminerar överfö- ring av stötlaster och torsionsvibration i drivlinan och upprättar den inledande elastiska drivanslutningen mel- lan de roterande kopplingsdelarna innan tänderna 40, 42 kommer till tvångsmässigt drivingrepp med varandra.

För att såsom visas i fig l medge den begränsade vrid- rörelsen mellan kopplingsnavet 12 och skivorna 18 och 34 finns det i omkretsriktningen långsträckta slitsar 44 i skivorna 14 och 28, in i vilka slitsar nitarnas 36 mot- satta huvuden sträcker sig. Slitsarna 44 lämnar det nöd- vändiga spelrummet för nithuvudena när de koaxiella fjäd- rarna 24 och 26 komprimeras för att åstadkomma den elas- tiska drivanslutningen eller för att absorbera stötar och vibrationer i fordonets drivlina.

Med speciell hänvisning till den elastiska drivan- slutningen eller kraftöverföringen är de axiellt mittför varandra placerade urtagen i de yttre och inre skivorna 14 och 28 och skivorna 18 och 34 placerade symmetriskt på avstånd från varandra i omkretsriktningen intill nav- flänsens periferi. Urtagen 28a i stödskivorna 28 och ur- tagen l8a och 34a i medbringarskivan 18 och förstärkar- skivorna 34 är väsentligen identiska. Urtagen l4a i de yttre täckskivorna l4 har förutom att ha liknande form som urtagen 28a i de inre stödskivorna dessutom korta, inåtriktade, bågformiga läppar 46 som sträcker sig mot varandra. Läpparna 46 är nära anpassade till de yttre fjädrarnas 24 ytterdiameter och tjänar till att kvar- hålla de koaxiella fjädersatserna i de mittför varandra placerade urtagen. Alla fjädrarnas, både de inre och de yttre, längd är väsentligen densamma. I hopmonterat till- stånd är samtliga fjädrar förspända mellan de motsatta tryckkraftmottagande sidoväggarna hos de mittför varandra belägna urtagen. 10 15 20 25 30 35 8100378-2 7 Som bäst framgår av fig 5 arbetar båda fjädrarna 24 och 26 på samma axel sidovägqarna l4b och och fjädrarna står de i omkretsriktningen åtskilda ändv;_*a fjädrarna står de i omkretsriktningen åtskilda ändväg7ar~ na l4b och 28b i båda skivorna 14 o 28 i konstant driv- anliggning mot båda fjädrarna 24 och 26. På grund av den inre fjäderns 26 müflre diameter står emellertid de mot- satta ändväggarna 28b hos de inre stödskivornas 28 urtag 28a endast i drivanliggning mot de inre fjädrarnas ändar.

En väsentlig fördel ligger i att anordna en sekundär täckanordning i ett arrangemang av den beskrivna typen med koaxiella dämpfjädrar. Den sekundära täckanordningen skapar inte bara en idealiskt placerad, plan drivytarea, dvs sidoväggarna 28b, för de inre fjädrarnas ändar utan skapar dessutom ytterligare drivytarea för de yttre fjäd- rarnas ändar.

Axiellt utrymme är av yttersta vikt och är mycket begränsat i kopplingar för tunga fordon. Det är svårt att skapa ytterligare drivarea för fjädrarna genom att bara öka tjockleken hos de primära täckskivorna eftersom i de flesta fall kopplingsaggregatets längd bestäms av fordonstillverkaren och inte utan svårighet kan ändras.

Genom att befintliga dämpfjädrar utsätts för större last på grund av ökning av motorernas vridmoment måste andra åtgärder än ökad skivtjocklek vidtas så att ökade påkänningar inte uppstår vid kritiska ställen, dvs vid urtagens ändväggar och fjäderändarna. Detta skulle kunna resultera i skador på delarna och alltför snabbt kopp- lingshaveri.

Dessutom är tillverkningsprocedurerna sådana att det vid framställningen av urtagen i de yttre täckski- vorna är praktiskt taget omöjligt att åstadkomma en exakt fyrkantig eller plan ändyta för drivanliggning mot de yttre fjädrarnas ändar. Det är känt att ju större drivyta för fjäderändarna som åstadkoms desto bättre blir lastfördelningen och därmed systemets vridmomentkapacitet.

Den verkliga drivarea som föreligger i detta fallet vi- och är de så placerade att de drivs av 28b hos de yttre och inre skivorna? i¿ 8100378-2 10 15 20 25 30 35 8 sas tydligast i fig 6 och består av väsentligen haivmån- formiga partier l4b. I det nuvarande arrangemanget med koaxiella fjädrar är den drivytarea, som borde vara tillgänglig för anliggning mot och drivning av de yttre fjädrarnas ändar, inte den allra bästa. Föreliggande upp- finning medför en förbättring i detta avseende genom pia- cering av de tunna sekundära stödskivorna 28 innanför de primära täckskivorna l4. Genom detta arrangemang är de sekundära stödskivorna 28 så placerade att ändväggarna 28b, inre fjäderns 26 skruvparti. såsom visas i fig 5, befinner sig mittför den mindre Således är tjockleken hos de sekundära stödskivorna 28 dimensionerad och placerad för att skära den mindre inre fjädern 26 tvärs över väsentli- gen hela diametern hos dessa fjädrars 26 ändpartier för att därigenom skapa en idealisk fyrkantig anliggningsyta för de inre fjädrarnas ändar. En ytterligare fördel med denna konstruktion är att anliggnings- och drivytan på ändväggarna 28b hos de inre stödskivornas 28 urtag 28a är placerade i ett läge för ingrepp med och därigenom skapa en andra kontakt eller drivpunkt för de yttre fjäd- rarnas 24 ändar och därigenom skapa ytterligare drivarea för de yttre fjädrarna.

Det framgår tydligt av det ovanstående att förelig- gande uppfinning genom att anordna sekundära täckskivor innanför konventionella yttre täckskivor skapar ett idealiskt kraftöverföringsförhållande för de inre fjäd- rarna 24 utan ökning av kopplingens längd.

I korta drag går effektflödet genom kopplingslamel- len 10, när vridmoment överförs från motorn till trans- missionen (visas inte) med kopplingen i ingrepp, via med- bringarskivan 18, ändväggarna l8b och 34b hos urtagen i medbringar- och förstärkarskivorna 18 och 34, de koaxiel- la fjädrarnas 24 och 26 ändar till ändväggarna l4b och 28b, vilket resulterar i en elastisk kraftöverföring till skivorna 14 och 28 och tillhörande nav 12.

I en vridmomentöverförande anordning av den beskrivna typen kan dämpanslutningen enkelt modifieras i anpassning 10 8100378-2 9 till olika krav. Exempelvis kan värdena på vridmoment och utslag ökas eller minskas genom modifiering av den ena av eller båda fjädrarna, så att deras karakteristikcr varie- rar för att passa en speciell tillämpning. Såldes kan fjäderdämparen enligt uppfinningen lätt anpassas för att ge den nödvändiga dämpning som krävs för att avstämma fordonets hela drivlina, så att kritiska torsionsvibri- tioner flyttas ut ur det operativa varvtalsomrâdet hos de moderna motorerna med högt vridmoment och hos åter- stoden av fordonets drivlina.

De elastiska organen kan dessutom ha formen av ett eller flera homogena eller rörformiga gummielement. Som ett exempel skulle den yttre fjädern kunna vara en skruv- fjäder av den beskrivna typen eller en rörformig gummi- 15 hylsa medan den inre fjädern skulle kunna vara en homogen eller rörformig hylsa.

Uppfinningen får givetvis inte anses begränsad till den visade och beskrivna utföringsformen utan den kan modifieras på flera sätt inom ramen för det begärda pa- tentskyddet.

Claims (7)

1. 8100378-2 10 PATENTKRAV2 Friktionskoppling med vibrationsdämpning, omfnttnnía en roterbar drivande del (18, 34), en roterbar driven del (12, 14, 28), som är begränsat vridbar relativt den drivande delen, en primär och en sekundär täckan- ordning (14, 28), vilka är monterade pà den ena av de drivande och drivna delarna för rotation därmed, åtmins- tone ett urtag (l4a, 28a) i de primära och sekundära täckanordningarna, varvid urtagen (l4a, 28) är belägna mittför varandra och har åtskilda sidoväggar (l4b, 28b), elastiska organ (24, 26) i urtagen (l4a, 28a) för elas- tisk och drivbar anslutning av de drivande och drivna delarna till varandra, k ä n n e t e c k n a d därav, att de elastiska organen omfattar en första elastisk del (24) och en andra elastisk del (26) inuti den första elastiska delen, där den första elastiska delen (24) har ändpartier i drivanliggning mot sidoväggarna (l4b, 28b) i de primära och sekundära täckanordningarnas (14, 28) urtag (l4a, 28a) och där den andra elastiska delen (26) har ändpartier i drivanliggning mot sidoväggarna (28b) i enbart den sekundära täckanordningens (28) urtag (28a).

2. Friktionskoppling enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att en av de drivande och drivna delarna (18, 34, 12, 14, 28) dessutom har ett nav (12) med en fläns (16) och att de primära och sekundära täck- anordningarna (14, 28) är monterade på samma sida om flänsen (16).

3. Friktionskoppling enligt krav 2, t e c k n a d anordning (14, 28) monterad på den andra sidan om flän- sen (16).

4. Friktionskoppling enligt krav 3, k ä n n e - av en andra primär och sekundär täck- k ä n n e - t e c k n a d därav, att de sekundära täckanordningarna (28) är belägna mittför den andra elastiska delen (26).

5. Friktionskoppling enligt något av föregående 8100578-2 11 krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att de elastiska delarna är skruvfjädrar (24, 26).

6. Friktionskoppling enligt krav 5, där skruvfjäd- rarna (24, 26) har samma längd.

7. Friktionskoppling enligt krav 6, där skruvfjäd- rarna (24, 26) är förspända mellan urtagens (l4a, 28a; sidoväggar (l4b, 28b).