SE502511C2 - Elastisk koppling av skivtyp - Google Patents

Description

502 511 10 15 20 25 30 35 skilda skiljeväggar för axiell begränsning av den enskilda förträngningskammaren.

Med denna åtgärd avskärmas förträngningskammaren ännu bättre axiellt i förhållande till kopplingens övriga inner- utrymme, så att den däri verksamma delen av den andra kopplingshälften med dess radiellt sig sträckande verk- ningsyta ännu effektivare bidrar till dämpningen av tor- sionssvängningar.

Från DE-A-33 22 374 är känd en koppling, vid vilken mellan två utvändigt belägna sidoskivor är anordnade flera ytter- och innerlameller. Mellan radiellt inåt resp. utåt riktade avsatser är bildade flera förträngningskamrar, vilka åt sidorna är begränsade av de närbelägna innerlamellerna.

Vid den av last beroende vridningen minskas visserligen den i förträngningskammaren inneslutna volymen, men tvär- snittet pà de radiella verkningsytorna förblir därvid konstant och därmed även dämpningsgraden.

Från den icke i förväg offentliga DE-C-37 08 345 är vidare känd en koppling med inuti belägna skivor, vilka tillsam- mans med motsvarande avsatser på ytterskivorna bildar för- änderliga förträngningskamrar. Därvid underkastas inner- skivorna under vridningen på grund av konstruktionen och arrangemanget av de elastiska fjäderelementen olika vrid- rörelser. Därigenom har visserligen den i förträngnings- kamrarna framkallade dämpningen förbättrats så, att den förträngda volymen ungefär följer belastningsökningen och den stegvis skeende vridningen av de olika skivorna. Detta beroende är emellertid icke tillräckligt verksamt, efter- som spalterna mellan skivorna är för stora. Skivorna kan under driften vicka och vandra axiellt på navet, så att förträngningskamrarnas volymer och strypspalterna ständigt ändrar sig storlek. Dämpningen är därmed icke tillräckligt noggrant fastställbar och mycket svår att påverka, efter- som skivorna även är axiellt elastiska. 10 15 20 25 30 35 so2's11- Använder man i stället enligt uppfinningen för begränsning av förträngningskammaren åt sidorna enkom därför anordnade skiljeväggar, så säkerställes, att alla strypspalters tvärsnitt bibehåller den i förväg bestämda vidden vid de olika driftstillstånden, närmare bestämt radiellt inàt och även från den ena delen av förträngningskammaren till den andra.

En ytterligare viktig utformning av uppfinningen består däri, att skiljeväggarna i det lastfria mittläget sträcker sig i periferiell riktning endast över en del av den till- hörande förträngningskammaren. Detta medför, att det vid liten vridvinkel till förfogande stående tvärsnittet för den radiella bortströmningen först är stort och därför dämpningskraften först är liten. Vid tilltagande vridvin- kel avtar det till förfogande stående tvärsnittet och ökar därför dämpningskraften.

Vid tilltagande vridvinkel sker även vid i periferiell riktning sett korta skiljeväggar en fullständig täckning av den ifrågavarande förträngningskammaren. I detta ögon- blick sker en abrupt stegring av dämpningskraften, efter- som den radiella bortströmningen av dämpningsmediet sker genom extremt smala axialspalter. För att förhindra detta, förutses vid en vidareutformning av uppfinningen, att skiljeväggarnas ändomràden utformas i motsvarighet härtill, dvs. med exempelvis en mjuk krökning eller avsneddning.

Påverkan kan emellertid även ske genom motsvarande dimen- sionering av väggtjockleken, närmare bestämt hos mittski- van, sidoskivorna eller skiljeväggen själv.

Oberoende av åtgärderna för påverkning av den radiella bortströmningen kan de brukliga åtgärderna för bortström- ningen eller överströmningen i den periferiella riktningen bibehàllas, se exempelvis DE-C-28 48 748, särskilt fig. 4.

Utföringsformen med skiljeväggar har alldeles speciella fördelar: 502 511 10 15 20 25 30 35 (a) Skiljeväggarna (i allmänhet små plattformiga element) tjänar samtidigt som distanshållare för konstanthàll- ning av avståndet mellan de enskilda skivorna. Därmed erhåller man definierade avstånd, som ständigt bibe- hålles, och förhindras en vickning av den enskida skivan. Den för uppfinningen väsentliga axialspalten blir därigenom för första gången definierad och fast- lagd. (b) Det erhålles möjligheter till gynnsamma materialkombi- nationer, t.ex. vissa plåster för den lilla plattan tillsammans med stålet i den övriga kopplingen. Detta kan vara speciellt viktigt, när dämpningsmediet har dåliga eller inga smörjegenskaper. Vidare är optime- ring av friktionsvärden och nötningsegenskaper möjlig. (c) Små plattformiga skiljeväggar utgör billiga komponen- ter, vilka lätt kan modifieras med avseende pà sin form. Det är därför möjligt, att i grunden bibehålla en och samma typ av elastiska kopplingar och för de enskilda användningsfallen blott ändra den lilla plat- tans utformning för uppnående av olika dämpningskarak- teristika.

Den i kravet ll angivna åtgärden är speciellt lämpad för förbättring av kopplingens dämpningsförhållande i driv- motorns resonansområde. Härför är förträngningskammaren begränsad åt sidorna av skiljeväggar, vilka på båda sidor av mittskivan sträcker sig radiellt inåt och relativt mitt- skivan bildar en radiellt inåt verksam tätning. Därigenom hindras det i förträngningskammaren befintliga dämpnings- mediet av högt strömningsmotstànd från att avvika till det radiellt inre kopplingsrummet och tvingas samtidigt an- tingen att till största delen stanna kvar i förträngnings- kammaren eller att avgå endast genom de för bortströmningen anordnade tvärsnitten. Därmed uppnås, att en hög dämpning erhålles framför allt vid de i resonansområdet uppträdande stora vridvinklarna och dämpningskammaren innehåller en 10 15 20 25 30 35 502' 511 ~ tillräcklig mängd dämpningsmedium och framkallar den efter- strävade dämpningen. Pà grund av centrifugalkraften är det yttre ringomràdet av kopplingen mittför förträngningskam- rarna alltid fyllt med medium, utan att bestämda mängder med fördröjning måste strömma till fràn det radiellt inre området resp. i fallet med uppträdandet av en resonansamp- litud icke stàr till förfogande.

Om tätningen i enlighet med kravets l2 särdrag är utformad som beröringsfri labyrinttätning, så bortfaller förslit- ning och icke önskad friktionsdämpning vid smà vridvinklar, vid vilka ringa dämpning eftersträvas. Enligt kravet 13 kan mittskivan vara sammansatt av två väsentligen lika hälfter med var sitt ringspàr för den beröringsfria tät- ningen. Detta möjliggör enkel rationell tillverkning.

Skiljeväggarna kan enligt krav 4 bestå av plast med på de- samma utformade utsprång för labyrinttätningen relativt mittskivan.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till rit- ningen. På denna visas i detalj följande: Fig. l visar ett utefter linjen I-I i fig. 2 taget del- tvärsnitt genom en elastisk koppling.

Fig. 2 visar ett utefter linjen II-II i fig. l taget del- tvärsnitt.

Fig. 3 visar en detaljvy av skiljeväggen.

Fig. 4 visar en detaljvy av övergàngsomràdet mellan skilje- vägg och mittskiva.

Fig. 5 och 6 visar en fastsättningsvariant för skiljevägen. visar ett schematiskt tvärsnitt genom en förträng- ningskammare. 10 15 20 25 30 35 502 511 Pig. 8 visar ett utefter linjen VIII-VIII i fig. 7 taget schematiskt längdsnitt.

Den pà ritningen visade elastiska kopplingen omfattar väsentligen följande komponenter: En första kopplingshälft '1 med ett nav 3 och exempelvis tre därpå fästade mittski- vor 6, en andra kopplingshälft 2 med två den första kopp- lingshälften 1 jämte en fläns 4 på båda sidor omslutande och ett med ett dämpningsmedium fyllbart vätsketätt inner- utrymme 11 bildande sidoskivor 7, 8 samt elastiska kopp- lingselement, vilka är utformade som fjädrar 9 med fjäder- tallrikar 10 mellan sidoskivorna 7, 8 och mittskivorna 6.

Mittskivorna 6 är vid den yttre periferin försedda med ur- tag 12, så att vid båda sidor radiellt förlöpande verknings- ytorlß uppstår. Mellan mittskivorna 6 och även mellan var- dera av de yttersta mittskivorna och sidorskivorna 7, 8 är anordnade skiljeväggar 17 av företrädesvis tunn plåt.

Mellan dessa skiljeväggar befinner sig distanshylsor 20.

Skiljeväggarna 17 och distanshylsorna 20 är gemensamt upp- trädda på en bult 19, som på i och för sig känt sätt be- finner sig i axiell riktning mellan sidoskivorna 7, 8.

Mellan skiljeväggarna 17 och radialytorna 13 på mittski- vorna 6 är bildade förträngningskamrar 16, som radiellt utåt är begränsade av den andra kopplingshälften 2 och radiellt inåt av urtagen 12 i mittskivorna 6. Distans- hylsornas 20 diameter är så vald, att det radiellt utåt och inåt uppstår strypspalter 15, genom vilka dämpnings- mediet pressas vid relativ vridning av de båda kopplings- hälfterna. Distanshylsornas 20 tjocklek motsvarar väsent- ligen mittskivornas 6 tjocklek.

Skiljeväggarna 17 sträcker sig så långt i periferiell riktning, att radialytorna 13 i tillståndet utan eller med ringa vridmoment ännu är belägen utanför området av skilje- väggarna 17. I fig. 3 visas, att radialytorna 13 först från och med en viss vridvinkel a passerar in mellan skilje- 10 15 20 25 30 35 so? 511' väggarna 17. I området av vridvinkeln c, som motsvarar ett stort vridmoment, är förträngningskammaren 16 begränsad i sidled av skiljeväggarna 17. Medan vid litet vridmoment dämpningsmediet utanför skiljeväggarna 17 även kan för- längas radiellt inàt (reducerad dämpningseffekt), före- ligger vid stora vridmoment i området av vridvinkeln c en nära nog tät förträngningskammare, varvid dämpningsmediet endast kan flyta åt den andra sidan genom de fastlagda strypspalterna 15. Detta ger den eftersträvade starka dämp- ningen i området med stora vridmoment. Därvid är det för- delaktigt, om skiljeväggarna 17 vid sin radiellt inre sida övertäcker mittskivorna 6 i området av urtagen 12 för säkerställande av särskild täthet.

För att undvika en stöt vid passagen av mittskivornas 6 radialytor 13 in i de av skiljeväggarna 17 bildade täta förträngningskamrarna, kan de i omkretsriktningen belägna gavelsidorna 18 vara så utformade, att de avviker från radialriktningen. I figur 3 är gavelsidorna visade krökta.

Detta för den fördelen med sig, att radialytorna 13 först i vinkelomràdet b passerar fullständigt in i området av skiljeväggarna. En ännu mjukare inpassage kan uppnås, när i samma periferiella riktning skiljeväggarna 17 i en kopp- ling utformas olika stora, sà att det sker en stegvis in- passage av radialytorna och därmed en mjukare ökning av dämpningskraften.

Det kan för uppnàende av speciella karakteristika hos kopp- lingen vara av fördel att utföra dämpningskammaren olika stor för de båda perifeririktningarna. Skiljeväggarna för begränsningen åt sidan kan dessutom utformas med olika djup, dvs. ungefär så, att vridvinkeln e för skjutriktningen är mindre än vridvinkeln b+c för dragriktningen.

I fig. 4 visas en möjlighet att ännu bättre stega upp dämpningen i beroende av vridvinkeln. För detta ändamål kan skiljeväggarnas 17 väggtjocklek avtaga antingen i steg 24 eller som jämnt fasad yta 25 mot gavelsidan 18. En 502 511 10 15 20 25 30 35 sådan avsmalning kan även förekomma på mittskivan 6 i form av steg 27 eller en kilyta 26. Med dessa åtgärder ökas dämpningen vid radialytans 13 passage in mellan skiljeväg- garna 17 i enlighet med behoven.

Mantelytorna på distanshylsorna 20 mellan skijeväggarna l7 bildar, såsom nämnts, motytan 14 i förträngningskammaren 16. Denna yta kan användas som ett fast anslag 22, mot vil- ket mittskivorna 6 anlägger sig efter vridning vinkeln c. Med fördel förses ytorna 13 med fördjupningar 21, som motsvarar distanshylsornas 20 kontur, således i föreliggan- de utföringsexempel är cirkulära. Därigenom uppstår även omedelbart före uppnåendet av det fasta anslaget, dvs. distanshylsorna 20, ännu en tryckkudde och ett dämpat an- slag.

I stället för fastsättningen av skiljeväggarna via distans- hylsor 20 kan enligt fig. 5 vara anordnad en bult 19 med ringspår 23 och en distanshylsorna motsvarande ytterdiame- ter. I dessa på exakt avstånd anbragta ringspår kan skilje- väggarna vara fjädrande insnäppta. Enligt fig. 6 är i detta fall skiljeväggarna 17 försedda med en radiellt utåt rik- tad öppning 28, som fjädrande snäpper in i bultens 19 ring- spår 23.

I fig. 7 är schematiskt i ett partiellt snitt visad för- trängningskammaren hos en fig. 1 principiellt motsvarande koppling. Mittskivan 6 är vid sin yttre periferi försedd med urtag 40, så att därigenom kammar 41 bildas, som bil- dar radiella väggar och är verksamma i perifeririktningen.

I området av urtagen 40 befinner sig en t.ex. som bult 19 utformad tvärvägg, varvid mellan bulten 19 och den radi- ellt yttre, väsentligen cirkulärt formade konturen hos ur- taget 40 är anordnade strypspalter 15, som ändrar sig med den relativa vridningen. Mellan mittskivan 6 och sidoski- vorna 7, 8 befinner sig en axialspalt 33. I denna in i det radiellt yttre området av innerutrymmet ll nående axial- 10 15 20 25 30 35 502' 511- spalt befinner sig en skiljevägg l7a, som är fästad i om- rådet av bulten 19. Genom en utsträckning av skiljeväggen l7a i båda perifeririktningarna är bildad en förträng- ningskammare 16, vars axiella bredd motsvarar mittskivans 6 tjocklek. Vid en av kammarnas 41 passage in i förträng- ningskammaren 16 till följd av lastberoende vridning för- tränges dämpningsmedium, som befinner sig i innerutrymmet ll, genom de radiella spalterna 15 och axialspalter mellan skiljevägg l7a och mittskivan 6. För att intensifiera dämp- ningen av denna slagrörelse är enligt uppfinningen på skiljeväggen l7a anordnad en beröringsfri labyrinttätning 30. Härför uppvisar skiljeväggarna l7a utspràng 31, vilka löper koncentriskt med kopplingsaxeln 50 och sträcker sig beröringsfritt in i motsvarande ringspàr 32 i mittskivans 6 radialytor. Därigenom är strömningsmotståndet för dämp- ningsmediet till det radiellt innanför belägna området av kopplingen så starkt förhöjt, att en kraftigare dämpning av den relativa vridningen av kopplingshälfterna 1, 2 in- träder. Därvid rör det sig om en hydrodynamisk dämpning, som endast bestäms av de uppträdande tryckstötarna. En speciellt vid låga varvtal och små vridmoment oönskad frik- tionsdämpning inträder icke till följd av beröringsfrihe- ten i labyrinten, så att verkan av tätningen på ändamåls- enligt sätt utvecklas huvudsakligen i driftsområdet och vid stora vridvinklar.

Fig. 8 visar ett längdsnitt genom kopplingen utefter lin- jen VIII-VIII i fig. 7. Spalten 33 mellan mittskivan 6 och sidoskivorna 7, 8 framgår. Skiljeväggarna l7a är i före- liggande utföringsexempel gemensamt med bulten 19 fästade mellan sidoskivorna 7, 8.

För att förenkla framställningen av mittskivan 6, kan denna vara sammansatt av två hälfter 6a, 6b. Därigenom är det icke nödvändigt att förse mittskivan med ringspàr 32 på båda sidor. I stället sammanfogas koncentriskt två på en sida bearbetade hälfter 6a, 6b. 502 511 10 Genom möjligheten att utföra skiljeväggarna 17 olika såväl med avseende pà deras tjocklek, deras bredd i den ifråga- varande omkretsriktningen samt väggtjockleken och utform- ningen vid änd- eller gavelytorna 18, erhålles många an- 5 vändningsmöjligheter såväl vid kopplingar av det inled- ningsvis angivna slaget med svänghjul med två massor som vid andra elastiska kopplingar samt såsom självständiga svängningsdämpare.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35

1. l. 5021511 11 Patentkrav Elastisk koppling av skivtyp, särskilt för ett sväng- hjul med två massor för en förbränningsmotor, med följande drag: (a) (b) (C) (d) (e) (f) en första kopplingshälft (1) är bildad av minst en med ett nav (3) samordnad mittskiva (6); en andra kopplingshälft (2) består av två ovridbart med varandra förbundna, vid båda sidor av mittskivan (6) anordnade och denna vid ytterperiferin omhöljande sido- skivor (7, 8); båda kopplingshälfterna (1, 2) är begränsat vridbara relativt varandra och förbundna med varandra via elas- tiska kopplingselement (9); sidoskivorna (7, 8) begränsar ett mittskivan (6) upp- tagande innerutrymme (11), som är fyllt med ett dämp- ningsmedíum; i det radiellt yttre området av det mellan sidoskivorna (7, 8) befintliga innerutrymet (ll) befinner sig minst en, vid inbördes vridning av kopplingshälfterna (1, 2) med avseende pà volymen föränderlig, med dämpnings- mediet fyllbar och en strypöppning (15) uppvisande förträngningskammare (16), vilken delvis är bildad av radiellt sig sträckande och i periferiell riktning verksamma ytor (13, 14) på de båda kopplingshälfterna (1, 2); mellan mittskivan och vardera av de båda sidoskivorna finns en axialspalt, som tillåter en bortströmning av dämpningsmedium radiellt inåt, k ä n n e t e c k n a d därav, att 502 511 10 15 20 25 30 35 12 (g) de tillförfogande stående, verksamma tvärsnitten för den radiella bortströmningen är olika stora vid olika vridvinklar.

2. Koppling enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att för axiell begränsning av förträngningskammaren (16) är anordnade skiljeväggar (17) och att den enskilda skiljeväggen (17) är ovridbart förbunden med en av de båda kopplingshälfterna (1, 2).

3. Koppling enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att väggtjockleken hos minst en av skivorna radiellt inom förträngningskammaren (16) är olika stor över vridvinkeln.

4. Koppling enligt något av krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att väggtjockleken hos skiljeväggen (17) radiellt inom förträngningskammaren (16) är olika stor över vridvinkeln.

5. Koppling enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den enskilda skiljeväggen (17) i periferiell riktning endast delvis täcker den tillhöran- de förträngningskammaren (16).

6. Koppling enligt något av kraven 2-5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den första kopplingshälften (1) omfattar flera mittskivor (6), vilka är anordnade på ett nav pà ett avstånd, som väsentligen motsvarar tjockleken av de samhörande skiljeväggarna (17).

7. Koppling enligt något av kraven 2-6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att skiljeväggarna (17), utgående från ett lastfritt mittläge, sträcker sig för uppnàende av olika stora förträngningskamrar (16) olika långt i periferiell riktning.

8. Koppling enligt något av kraven 2-7, k ä n n e - 10 15 20 25 30 502' 511- 13 t e c k n a d därav, att skiljeväggarna (17) är utformade som små tunna plattor.

9. Koppling enligt något av kraven 2-8, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den enskilda skiljeväggen (17) är fästad på en bult (19), som sträcker sig i axiell rikt- ning i det yttre området av den andra kopplingshälften (2) mellan sidoskivorna (7, 8).

10. Koppling enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att bulten (19) är utformad som ett fast anslag (22) för den första kopplingshälften (1).

11. ll. Koppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone på en sida av mittskivan (6) är i området av förträngningskammaren (16) anordnad en radiellt inåt verksam tätning (30).

12. Koppling enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d därav, att pà båda sidor av mittskivan är anordnade skilje- väggar (17a), vilka uppvisar ringformiga utsprång (31), som löper koncentriskt med kopplingsaxeln samt sträcker sig labyrintartat beröringsfritt in i motsvarande ringspàr (32) i mittskivans (6) radialytor.

13. Koppling enligt krav ll eller 12, k ä n n e - t e c k n a d därav, att mittskivan (6) består av tvà väsentligen lika delar (6a, 6b), vilka vardera är försedda med ett ringspår (32) och är sammansatta med de sidor an- liggande mot varandra som saknar ringspàr (32).

14. Koppling enligt något av kraven ll-13, k ä n n e - t e c k n a d därav, att skiljeväggarna (17a) består av plast med i ett stycke med desamma utformade utsprång (31).